Impact of climate change on pinus forest productivity and on the shift of a bioclimatic limit in a mediterranean area
Impact du changement climatique sur la productivité des forêts de pins et le déplacement d'une limite bioclimatique
Résumé
This paper deals with the impact of climate change on the productivity of Pinus halepensis and Pinus silvestris in the French Mediterranean area and the shift of the bioclimatic limit between theses two pines. It also gives some of the main synthetic results of this research, based mainly on dendroecology. The experimental design includes a series of plots distributed along an altitudinal transect on the north slope of Sainte-Baume mountain. The choice of the site, homogeneous for rainfall regime, as well as the homogeneity in substrata, soil and topography at the level of plots, allows to focus on the variations of the response of trees due to differences in mean annual temperatures. Additional plots with soils much deeper or much shallower than those of the main transect also allow studying the interaction between climate and soil water balance on the growth of trees. The impact of the exceptional scorching heat and drought of year 2003 is also analyzed. The response of trees to monthly climatic parameters depends a lot on the annual mean temperature and soil water balance. The climate warming should thus produce significant effects on the short-term on forest productivity. While the productivity of the Pinus halepensis strongly increased during the 20th century, that of Pinus silvestris decreased strongly in the same period. Year 2003 reduced directly the growth of these pines. But, especially by its detrimental delayed effects on their health status and their leaf area, it limits their potential growth for several following years. The productivity of these two pines should be reduced strongly in the next decades. Many withering stands observed in Pinus silvestris distribution area since 2003 show that the survival of large areas of this species is threatened in the short or middle term by climate warming in the French Mediterranean region.
Cet article présente l'impact du changement climatique sur la productivité du pin d'Alep et du pin sylvestre en forêt méditerranéenne et le déplacement de la limite bioclimatique entre ces deux espèces. Les travaux sont surtout basés sur la dendroécologie. Le dispositif expérimental comporte une série de placettes réparties le long d'un transect altitudinal sur le versant nord du massif de la Sainte-Baume. Le choix du site, homogène pour le régime pluviométrique, ainsi que la grande homogénéité des substrats, des sols et de la topographie au niveau des placettes permet de mettre en évidence les variations de réactivité des arbres au climat sur le seul critère de différences de températures. L'adjonction de placettes complémentaires avec des sols beaucoup plus ou beaucoup moins profonds ceux du transect principal permet aussi d'étudier l'interaction entre climat et réserve hydrique du sol sur la croissance des arbres. L'impact de la canicule et de la sécheresse exceptionnelles de l'année 2003 est aussi analysé. Le dispositif montre que la réactivité des arbres aux paramètres climatiques mensuels dépend beaucoup de la température moyenne annuelle et de la réserve hydrique des sols. Le réchauffement climatique devrait donc produire des effets significatifs sur la productivité forestière à court terme. Alors que la productivité du pin d'Alep a augmenté fortement au cours du 20ème siècle, celle du pin sylvestre a diminué tout aussi fortement. L'année 2003 a réduit directement la croissance de ces pins mais, surtout par ses effets différés sur leur état sanitaire et leur surface foliaire, limite leur capacité de croissance pour de nombreuses années. La productivité de ces deux pins devrait se réduire fortement dans les décennies à venir. Les dépérissements observés dans les peuplements de pin sylvestre depuis 2003 montrent que l'avenir de vastes surfaces de cette espèce est menacé à court ou moyen terme par le réchauffement climatique dans la région PACA.