Action de recherche N°50

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République Tunisienne
Ministère de l’Agriculture
Institution de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur Agricoles
Direction de la planification du suivi et de l’évaluation des programmes de recherche
FORMULAIRE DE PROPOSITION
D’UNE
ACTION DE RECHERCHE (AR )
(Projet FORESTERRA.2013)
Action de recherche N°50
1- Identification de l’AR :
1.1 Intitulé : Comprendre les facteurs de changement globaux, les impacts et les indicateurs
sur les écosystèmes forestiers: une approche à l’échelle méditerranéenne (Changements
globaux) : Cas du chêne liège dans le nord ouest et dans ses zones reliques.
1.2 Coordinateur de l’AR
Nom Ammari
Prénom Youssef
Etablissement Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts (INRGREF)
1.3 Equipe de chercheurs
1.3.1 Chercheurs appartenant aux établissements relevant de l’IRESA
Nom
et
Prénom
Grade
Etablissement
Amari Youssef Directeur de recherche INRGREF
Ennajah Amel
Attachée de
r
echerche
INRGREF
Nesrine
T
lili
Doctorante
INRGREF
Albouchi Ali Directeur de recherche INRGREF
Sghaier Taher
Maitre de recherche
INRGREF
Garchi Salah Maitre de recherche INRGREF
Mechergui Rania
Attachée d
e
r
echerche
INRGREF
1.3.2 Autres chercheurs ne relevant pas de l’IRESA
Nom et Prénom Grade Etablissement

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1.4 Partenaires
1.4.1 Partenaires du développement
Organisme : Structure de développement / vulgarisation chargé de transmettre les acquis aux groupes cibles, ex OEP, GIL etc
Nom vis à vis et fonction : indiquer le nom et la fonction de la personne responsable du programme au sein de l’organisme
Organisme Réf : convention
(*)
Nom vis à vis Fonction
Direction Générale des Forêts Youssef Saadani Directeur Général
CRDA
ODESYPANO
(*) Joindre une copie de la convention
1.4.2 Bénéficiaires
Organisme : Structure susceptible d’être intéressée par les résultats de la recherche mais non impliquée dans la réalisation des
activités de recherche
Groupe cibles …. : indiquer le type d’utilisateur potentiel des résultats de recherche ( éleveurs, agriculteurs, SMVDA, Office.. )
Partenaires bénéficiaires Groupe cible(s), bénéficiaire(s) potentiels
des résultats
Ministère de L’Agriculture DGF, CRDA, Organismes de recherche et
d’enseignement, de développement et de planification
2- Description de l’AR
2.1 Problématique
- Présenter les problèmes en mettant en relief la perception des responsables du développement
- Indiquer les références éventuelles appuyant cette problématique, notamment les stratégies et plans de développement, les
séminaires nationaux, les conjonctures etc ……
- Terminer en précisant comment la proposition de recherche pourrait elle apporter une réponse au problème posé ?
Dans le bassin méditerranéen, situé à l’interface des climats arides et tempérés, les écosystèmes
naturels constituent une source de services importante (ressource agro sylvo pastorale, paysage,
biodiversité, bilan en eau et carbone). Ils sont soumis à une forte variabilité climatique intrinsèque de
sécheresse et de température dont la fréquence des événements extrêmes serait susceptible de
s’aggraver dans le contexte des changements globaux. Les mécanismes de réponse des écosystèmes à
ces événements extrêmes sont encore mal connus du fait de leur rareté, et pourraient induire soit des
ajustements progressifs du fonctionnement de la végétation à court terme, soit des modifications
brusques de ces systèmes comme la mortalité des individus, le remplacement des espèces, ou
l’augmentation des perturbations. Les forêts Tunisiennes couvrent la totalité du champ climatique
méditerranéen et constituent une zone d’étude représentative du risque d’événements climatiques
extrêmes en Méditerranée (sécheresse fréquente, canicule sous sirocco, gel et neige occasionnels).
Le climat méditerranéen est caractérisé par une saison estivale sèche associée à de fortes températures,
et à un hiver doux et pluvieux. Ce climat est fortement variable avec des années marquées par des
périodes de sécheresses plus ou moins longues, des vagues de chaleur estivale (Ciais et al. 2005) ou
des événements neigeux rares mais pas exceptionnels et des événements pluvieux en automne plus ou
moins intenses induisant de fortes crues érosives. Ce type de climat induit donc que les espèces
capables de s’y maintenir peuvent supporter des températures fortes, de l’air sec, et un déficit hydrique

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supérieur à 1 mois, tout en étant capables de tolérer des températures minimum hivernales négatives.
Dans ce contexte climatique, les incendies sont aussi une perturbation récurrente, face à qui la majeure
partie des espèces végétales ont développé des stratégies de résistance (protection du tronc par une
couche de liège et rejet de souche dans le cas du chêne liège (Quercus suber), et de résilience (la
germination des graine est facile ou/et déclenchée par une scarification de son enveloppe externe par le
feu). Ce qui permet à ces espèces de se maintenir dans un environnement instable. Les scenarios
climatiques pour le 21ième siècle prévoient une augmentation des températures significative en
méditerranée de plus de 3°C (Gibelin and Déqué 2003) et une diminution des précipitations
printanières, induisant un allongement de la période de sécheresse, qui pourraient donc accentuer les
caractéristiques déjà contraignantes du climat méditerranéen.
Les écosystèmes méditerranéens en Tunisie se situent à l’interface entre les climats arides et tempérés,
en limite sud de l’aire de répartition des principales espèces méditerranéennes, et devraient être des
plus affectés par les changements climatiques annoncés. Les écosystèmes se maintiennent dans les
conditions climatiques méditerranéennes les plus extrêmes, et des petites variations interannuelles
peuvent avoir des conséquences importantes étant donné la non-linéarité des mécanismes de réponse
des écosystèmes face aux conditions climatiques extrêmes.
Nous proposons dans ce projet de structurer et former un réseau d’observation et d’analyse des
indicateurs biologiques (sécheresse, croissance, phénologie, incendies) en vue de la préparation d’un
observatoire à long terme de la réponse des écosystèmes à la variabilité spatio-temporelle des extrêmes
climatiques en méditerranée.
En effet, Nous proposons d’initier un réseau d’observation de la forêt Tunisienne à l’échelle régionale,
à l’instar des réseaux d’observation mis en œuvre dans les pays du nord méditerranéen afin d’identifier
la variabilité régionale des processus de fonctionnement dans les écosystèmes sud méditerranéens en
conditions extrêmes, et d’identifier les seuils de tolérances de ces écosystèmes aux extrêmes
climatiques. Cette thématique répond d’une part à la préoccupation de la durabilité des systèmes agro
sylvo pastoraux en Tunisie et de manière plus générale, à l’étude de la réponse des écosystèmes
méditerranéens aux extrêmes climatiques. Nous avons choisi trois indicateurs principaux de réponse de
la végétation à la variabilité climatique : i) la phénologie, qui est l’étude des stades de développement
des bourgeons de fleurs et des feuilles, et qui répond principalement aux températures hivernales et
printanières, ii) la structure et la dynamique foliaire, qui permet à la plante de réguler sa surface de
transpiration, iii) la croissance des rameaux qui est un indicateur intégré de la variabilité de
productivité des espèces au même titre que la dendrochronologie et iv) la teneur en eau de la végétation
qui varie au cours de la saison en fonction du déficit hydrique et détermine la capacité de combustion
de la biomasse combustible. Nous chercherons à corréler ces indicateurs avec les signaux issus de la
télédétection afin de pouvoir faire un diagnostic continue sur l’ensemble de la zone forestière
Tunisienne des états de la végétation.
Au final, le projet présenté ici regroupe un réseau de chercheurs impliqués dans l’étude régionale du
fonctionnement des écosystèmes méditerranéens en Tunisie. Il a pour but de collecter, au niveau
régional sur l’ensemble de la zone bioclimatique méditerranéenne en Tunisie, les différents paramètres
qui contrôlent la variabilité spatiale du fonctionnement des écosystèmes (surface foliaire, croissance,
phénologie, teneur en combustible et le risque d’incendie associé) afin de calibrer les signaux que l’on
peut obtenir par télédétection de manière continue. Ces informations seront ensuite utilisées dans des
modèles de végétation adaptés afin de pouvoir prédire les zones de vulnérabilité de ces écosystèmes
dans les scénarios de changements climatiques attendus en Tunisie. L’équipe ainsi créé rassemble les
spécialistes Tunisiens des différentes thématiques abordées, en incluant à la fois l’observation de
terrain et son lien avec les images de télédétection qui offre l’avantage d’obtenir une information
spatialisée sur l’ensemble de la région.
Mots clés :
Chêne liège Changement
globaux
Réseau
d’observations
Indicateurs
biologiques
observatoire

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2.2 Travaux pertinents accomplis ou en cours dans le cadre de cette problématique
2.2.1 A l’étranger
Donner un bref historique des recherches menées à l’étranger autour de la même problématique et portant sur la même thématique
envisagée dans la proposition en soulignant l’apport de ces recherches ( notamment sur le plan méthodologique ) , les possibilités
d’adaptation à la Tunisie ( méthodes et résultats )
Pour les propositions faites dans le cadre de recherches régionales ( en réseau, UE, organismes internationaux … ) préciser en quoi
les recherches antérieures faites dans le domaine ne font pas double emploi pour la Tunisie .
Préciser en quoi la proposition de recherche est en cohérence avec ce qui précède .
Des recherches ont été entamées depuis Mars 2010 à l’unité Dynamique Réactionnelle des
Ecosystemes, Analyse et Modélisation (DREAM) dans l’UMR CEFE de Montpellier (UMR labellisée
par l’IRD), dont les objectifs sont de comprendre le fonctionnement des écosystèmes naturels, et de
modéliser ces processus afin de prévoir la réponse des écosystèmes aux changements climatiques. Les
résultats des travaux d’une équipe de recherche sur l’écosystème à chêne vert (Site de Puéchabon,
dirigé par S. Rambal, CEFE/CNRS) montrent une réponse à court terme des écosystèmes en terme de
dynamique foliaire (ajustement interannuel du LAI), de croissance, et de phénologie (date de
débourrement des feuilles). En effet, ces paramètres ont montré des conséquences sur la productivité
du système en termes de longueur de période de végétation et de surface foliaire transpirante. Les
espèces méditerranéennes équilibrent ainsi leurs pertes en eau par transpiration en fonction de la
disponibilité de la ressource afin de limiter l’effet du stress hydrique et au-delà le dessèchement de
leurs organes qui peut favoriser le risque d’incendie ou la détérioration du système de vaisseaux
conducteurs. L’ensemble de ces processus sont étudiés et analysés depuis 1998 par l’équipe de l’IRD-
DREAM ainsi que par l’équipe du département « fonctionnement des écosystèmes du CEFE » comme
I. Chuine (CEFE/CNRS), spécialisée dans l’étude et la modélisation des processus phénologiques. Ces
études locales ont depuis 2005 été étendues aux pays de la rive sud de la méditerranée. Ces ajustements
sont perceptibles au niveau régional par différentes indices issus de la télédétection, comme le NDVI
pour la variabilité spatiale et temporelle de la surface foliaire. Ainsi, les séries temporelles
hebdomadaires de NDVI issues du capteur MODIS (250 m de résolution minimum) sont de bons
indicateurs de la saisonnalité du NDVI et donc de la phénologie et de sa variabilité interannuelle. Le
CEFE/CNRS travaille sur ces images pour les travaux de modélisation du bilan en eau et de celui de
carbone à l’échelle régionale
Ce projet sera ainsi fortement relié aux programmes en cours comme le programme Européen FUME
(sur les incendies) et l’ ANR SCION (I. Chuine, 2010-2013) dont l’objectif est de coupler les modèles
de bilan en eau, carbone et de phénologie au niveau régionale afin de simuler les ajustements des
écosystèmes à la variabilité climatique. La base de données qui sera crée sera utilisée pour calibrer et
utiliser les modèles développés dans ce projet, avec des applications sur la zone d’étude en Tunisie.
2.2.2 En Tunisie
Les activités de recherche qui seront entreprises dans ce programme couvrent des champs d’études
innovants en Tunisie, et qui viennent compléter les actions déjà menées sur le fonctionnement des
En particulier montrer en quoi la problématique posée ne trouve pas de réponses adéquates dans les résultats des recherches
antérieures ?,
ou (et) en quoi la proposition de recherche rendra possible une valorisation de recherches antérieures ou en cours ? ,
ou encore préciser comment la recherche proposée sera possible en l’absence de toute recherche antérieure sur la thématique
concernée (problématique nouvelle) ?
Si une recherche est en cours par ailleurs montrer leur complémentarité.

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forêts méditerranéennes en Tunisie. L’étude de la phénologie est un nouveau champ de recherche, aux
implications multiples, de l’écologie des espèces, à la qualité de l’air (substances allergènes des pollens
par exemple). Cette thématique, déjà engagée sur l’olivier de manière ponctuelle, sera étendue aux
espèces dominantes. Les applications en termes d’aires de distribution des espèces ou d’indicateurs de
changements climatiques sont encore peu étudiées et peu enseignées en Tunisie. Les résultats devront
être largement diffusés, et notamment aux instituts forestiers qui pourraient prendre en charge ce type
d’étude sur le long terme, en tant que réseau de surveillance de fonctionnement des forêts. Ces résultats
pourraient être intégrés à l’inventaire forestier national.
L’étude de la dynamique foliaire et de la croissance des rameaux, indicatrice de la productivité des
écosystèmes, représentent des indicateurs alternatifs de la variabilité interannuelle de la productivité
des forêts. Cette perspective de recherche sera pour la première fois étudié en Tunisie, et ceci à grande
échelle sur un gradient climatique important. Cette observation ne nécessite pas d’appareillage
compliqué mais de la précision dans les protocoles de prélèvements et de mesures. Des ateliers de
formations pourraient être organisé et une présentation des protocoles, et résultat devra être diffusée au
plus grand nombre d’intéressés.
Enfin, l’étude de la teneur en eau de la végétation sera aussi réalisée, dans la Forêt de chêne. Si on
applique les relations qui existent en France entre les services forestiers et les services de prévention
des incendies, une transmission des résultats, devrait être assurée aux délégations forestière afin
d’assurer une vigilance accrue dans les périodes dites à risques pour la propagation des incendies. Une
campagne d’information envers les partenaires forestiers locaux et nationaux devra être assurée.
Enfin, un travail de communication sur l’apport de la télédétection et la modélisation sur la
surveillance forestière sera assuré par des rétroactions fortes entre les fournisseurs de données
(observateurs de terrain) et le groupe de travail sur la modélisation/télédétection. Les résultats obtenus
par télédétection seront communiqués, sous formes cartographiques explicites aux différents instituts
qui ont fourni les données afin de visualiser la concrétisation de la collecte de données et son
utilisation pour des applications cartographiques régionales.
2.2.3 Références bibliographiques
Se contenter au maximum des cinq (5) principales références, en indiquant si possible les coordonnées des sites où elles sont
disponibles, pour permettre éventuellement un accès rapide si les besoins s’en font sentir
Ennajah A., Azri W., Sai-Kachout S., Taibi K., Mouillot F., Ourcival J.M., 2013 – Drought effects on buds
growth and dynamic of Tunisian cork oak populations. International Journal of Agronomy and Plant
Production. Vol., 4 (8), 1742-1752, 2013.
Ennajah A., Azri W., Sai-Kachout S., Taibi K., Guibal F., 2013 – Growth and productivity of three Tunisian
cork oak populations along a climatic gradient: dendrochronological approach and validation by SIERRA
model. Wulfenia Journal. No.6, volume 20.
Chakroun H., Mouillot F., Nasr Z., Nouri M., Ennajah A., Ourcival J.M., 2013 – Performance of LAI-MODIS
and the influence on drought simulation in a Mediterranean forest. Ecohydrology. DOI: 10.1002/eco.1426.
Ennajah A., Guibal F., Mouillot F., Hanchi B., Garchi S., 2010 – Croissance radiale du chêne liège et climat en
Tunisie. Revue sécheresse, 21 (1) : 34-41.
Staudt M., Ennajah A., Mouillot F., Joffre R. 2008. Do Isoprenoid emissions of Tunisian Cork Oak populations
originating from contrasting climatic conditions differ in their response tio summer drought. Canadian journal
of forest Research. 38(12): 2965-2975.