Diversité fonctionnelle des arbres et réponse de l’écosystème forestier aux changements climatiques

ORPHEE, un dispositif expérimental à long terme, a été installé pour tester l’hypothèse d’une relation causale entre diversité et productivité des forêts et pour analyser la réponse des forêts mélangées au changement climatique. Pour contrôler à la fois l’identité et le nombre des essences forestières, les 31 mélanges possibles de 5 espèces ont été réalisés. Ces cinq essences sont le chêne pédonculé (Quercus robur), le chêne vert (Q. ilex), le chêne tauzin (Q. pyrenaica), le bouleau (Betula pendula) et le pin maritime (Pinus pinaster). Elles ont été choisies pour la dissimilarité de leurs traits phénologiques avec notamment des essences sempervirentes ou décidues et des essences à débourrement précoce ou tardif. Pour des raisons de rectangularité le mélange à 5 essences a été dupliqué conduisant à un total de 32 modalités. En 2008 la plantation a été réalisée sous forme de placettes unitaires de 100 arbres. Chaque traitement (mélange) est répété 8 fois, le dispositif comprend donc 8 blocs contenant chacun les 32 mélanges. Au total 256 placettes et 25 600 arbres ont été plantés sur une surface de 12 ha protégée par des clôtures. Quatre des huit blocs seront irrigués de façon à reproduire les conditions hydriques moyennes des 60 dernières années et quatre blocs seront soumis aux précipitations conditionnées par le changement climatique en cours afin de comparer la relation diversité – fonctionnement des forêts sous deux conditions climatiques contrôlées.
Ce dispositif fait désormais partie de Tree-Div-Net, un réseau international de 10 plantations expérimentales conçues de manière analogue pour tester la relation diversité – productivité des forêts. Les activités de recherche dans ORPHEE et Tree-Div-Net, pour les quatre prochaines années, seront soutenues financièrement par le projet collaboratif européen BACCARA, coordonné par Hervé Jactel. A l’aide du Réseau d’Excellence européen EVOLTREE, un dispositif complémentaire a été conçu et établi pour tester la relation diversité génétique – fonctionnement des peuplements de chêne pédonculé. Les quinze mélanges possibles de quatre familles de demi-frères sont testés sous forme de placettes de 12 plants répétées 6 fois. Les mêmes mesures de croissance des plants et de dégâts d’insectes seront effectuées pour comparer les résultats avec ceux d’Orphée.
Ensemble ces expérimentations vont donc constituer un outil important pour analyser le rôle fonctionnel de la biodiversité à différents niveaux hiérarchiques (groupes fonctionnels, espèces, génotypes) et identifier les mécanismes écologiques expliquant la relation diversité – fonctionnement des forêts.