Dynamique forestière

La dynamique forestière désigne les forces physiques et biologiques sous-jacentes qui façonnent et modifient un écosystème forestier . L'état de changement continu des forêts peut être résumé par deux éléments fondamentaux : la perturbation et la succession .

Les perturbations forestières sont des événements qui provoquent des changements dans la structure et la composition d'un écosystème forestier, au-delà de la croissance et de la mort d'organismes individuels. Les perturbations peuvent varier en fréquence et en intensité, et comprennent des catastrophes naturelles telles que les incendies , les glissements de terrain , le vent , les éruptions volcaniques, les impacts de météores rares, les épidémies d'insectes, de champignons et d'autres agents pathogènes , les effets causés par les animaux tels que le pâturage et le piétinement , et les perturbations anthropiques telles que la guerre, l'exploitation forestière , la pollution, le défrichement des terres pour l'urbanisation ou l'agriculture et l'introduction d' espèces envahissantes . Toutes les perturbations ne sont pas destructrices ou négatives pour l'écosystème forestier global. De nombreuses perturbations naturelles permettent le renouvellement et la croissance et libèrent souvent les nutriments nécessaires.

Les perturbations à petite échelle sont essentielles pour créer et maintenir la diversité et l’hétérogénéité au sein d’une forêt. Les perturbations à petite échelle sont des événements tels que les abattages d’arbres isolés, qui créent des trouées qui laissent passer la lumière à travers la canopée jusqu’au sous-étage et au sol de la forêt . Cette lumière disponible permet aux espèces de début de succession intolérantes à l’ombre de coloniser et de maintenir une population au sein de la forêt dominante, ce qui conduit à la structure complexe de la mosaïque spatiale de la forêt, reconnue comme une vieille forêt . Ce processus est appelé dynamique des parcelles ou dynamique des trouées et a été décrit dans de nombreux types de forêts, notamment tropicales, tempérées et boréales.

Les ensembles et les modèles de perturbations naturelles qui caractérisent une zone ou un écosystème particulier sont appelés régime de perturbation de l'écosystème . Une communauté naturelle est étroitement liée à son régime de perturbation naturelle. Par exemple, les forêts humides tempérées et boréales ont généralement un régime de perturbation composé d'événements à haute fréquence mais à petite échelle, ce qui donne lieu à une forêt très complexe dominée par de très vieux arbres. En revanche, les forêts qui ont un régime de perturbation composé d'événements de remplacement de peuplements de haute gravité, tels que des incendies fréquents, ont tendance à avoir une structure plus uniforme et à avoir des peuplements d'arbres relativement jeunes.

La succession forestière est le processus par lequel les espèces se rétablissent et se régénèrent après une perturbation. Le type de perturbation, les conditions climatiques et météorologiques, la présence d'espèces colonisatrices et les interactions entre espèces influencent tous le chemin que prendra la succession. La diversité et la composition des espèces fluctuent tout au long de la succession. Le modèle classique de succession est connu sous le nom de floristique de relais et fait référence à un relais d'espèces dominantes. Après une perturbation remplaçant un peuplement, les espèces intolérantes à l'ombre colonisent et se développent dans une canopée dominante, mais en raison de leur intolérance à l'ombre, elles sont incapables de se régénérer sous leur propre canopée ; le sous-étage (composé d'espèces tolérantes à l'ombre) remplace progressivement la canopée, et en raison de sa tolérance à l'ombre, il peut se régénérer sous sa propre canopée et devient donc l'espèce dominante. Souvent, la succession n'est pas aussi complète ou dirigée que le décrit le modèle de floristique de relais. Les espèces peuvent être moyennement tolérantes à l'ombre et survivre en profitant de petites quantités de lumière traversant la canopée, et d'autres perturbations peuvent créer de petites brèches. Ces facteurs et d’autres peuvent conduire à un mélange d’espèces dominantes et à une « fin » de succession pas si évidente ( communauté climax ).

De nombreuses trajectoires de succession suivent un modèle de développement de base en quatre étapes. La première de ces étapes, l'initiation du peuplement , se produit après une perturbation majeure et implique l'arrivée de nombreuses espèces dans la zone de lumière et de nutriments abondants. La deuxième étape, l'exclusion des tiges , décrit la croissance et la compétition de ces espèces à mesure que les ressources deviennent moins disponibles ; il est probable qu'une ou quelques espèces les surpassent et deviennent dominantes dans le peuplement. La troisième étape, la réinitiation du sous-étage , implique de nouvelles perturbations et la création de trouées ; à ce stade, la stratification se développe, avec l'apparition de couches de canopée, d'étage intermédiaire et de sous-étage. L'étape finale, connue sous le nom de vieillesse , est l'extension et l'achèvement de la réinitiation du sous-étage ; une forêt complexe à plusieurs âges et à plusieurs couches s'est développée.

Les forêts sont sensibles au climat, et le changement climatique peut donc avoir un impact important sur la dynamique de l'écosystème. L'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone peut augmenter la productivité et la croissance des arbres, qui diminueront ensuite lorsque d'autres nutriments deviendront limitants. Les changements de température et de précipitations peuvent affecter la réussite de diverses espèces et l'assemblage d'espèces qui en résulte. De nombreux facteurs du changement climatique peuvent également affecter le régime de perturbation d'un écosystème, rendant la forêt plus ou moins sensible à différentes perturbations et altérant, voire empêchant, la récupération après une perturbation.

Les forêts offrent de nombreux services écosystémiques, notamment du bois d'œuvre , de l'eau douce, des réserves de carbone et des zones de loisirs. Pour conserver ces services, ainsi que l' habitat naturel et la biodiversité que fournissent les forêts, il est primordial de comprendre la dynamique qui crée et maintient les forêts. Les opérations de foresterie et de sylviculture nécessitent une compréhension approfondie de la dynamique forestière afin de mettre en œuvre des techniques de gestion et de conservation efficaces.