Les scénarios, outils d`aide à la décision exemple des ressources

Les scénarios, outils d’aide à la décision
exemple des ressources forestières
Jean-François Dhôte
Chef du Département R&D
Office National des Forêts, Fontainebleau (France)
1. Quatre moteurs d’évolution (passé et futur) : climat, usage des sols,
consommation de bois, sylviculture et exploitation forestière
2. Productivité forestière en forte hausse depuis 1950 : quel impact sur
la gestion (renouvellement, milieux ouverts) ?
3. Valeurs-carbone (stocks en forêt, produits-bois, émissions évitées) :
impact du choix d’essence
Conférence FRB-Diversitas : Scénarios de la biodiversité, quel état d’avancement, quels enjeux ?
2
Drivers climatiques
Tendance à long-terme,
cycles décennaux &
fluctuations
interannuelles
Global
France
(source : Météo-France)
Conférence FRB-Diversitas : Scénarios de la biodiversité, quel état d’avancement, quels enjeux ?
Usage des sols : 150 ans de reconquête forestière
CRITÈRE 1 - SURFACE
16
14
millions d'ha
3
+ 71%
12
10
2005 : Encadré 1
ce forestiè
15,5 millions ha
le d
28 % Depuis
surface for
ment : elle
2 / 3 en prè
6
Cette situa
4
grande par
Source : Cinotti & SCEES-Teruti,
traduit not
2
in “Indicateurs de gestion durable des forêts françaises :
http://www.ifn.fr ces de l'a
0
ments agri
1825 1845 1865 1885 1905 1925 1945 1965 1985 2005
besoin en
années
alimentaire
re 1 : Evolution de la surface forestière au cours des 2 derniers siècles (source : Cinotti à
siècles. Ell
ir de
sources variées
pour les années antérieures
à 1980 ; SCEES/Teruti
au-delà)
Grandes
campagnes
de reboisements,
puis
accrus spontanés
reconquête
de terres
Au moins 50% des forêts actuelles sont récentes
sion démog
défricher et
! Nota : même Conférence
si le sens de l'évolution ne fait aucun doute, il faut néanmoins maniFRB-Diversitas : Scénarios de la biodiversité, quel état d’avancement, quels enjeux
?
l'érosion
et
uler avec prudence les différentes valeurs de ce graphique, car jusqu'en 1960 il s'a8
1850 :
9 millions ha
16 % du territoire
4
Consommation de bois :
récoltes de bois d’œuvre depuis 1975
Bois d'œuvre (M m3/an)
37,0
32,0
27,0
BO résineux
BO feuillus
BO total
BO-rés.-Scén.T
BO-feu.-Scén.T
BO-tot.-Scén.T
22,0
17,0
12,0
7,0
2,0
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
Sources : SCEES-EAB, FAO, INRA (Projections GES agriculture-forêt, horizon 2020)
Tempêtes = perturbations majeures
Résineux vs feuillus : divergence entre offre/consommation
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Sylviculture : capitalisation dans les forêts des
communes, privées, en montagne à forte pente
1985
2007
Trois départements - Nord des Alpes
Stock moyen (m3/ha) - Source IFN
200
185
183
184
175
154
165
150
125
122
100
Domanial
Communal
Privé
Source : données IFN,
post-traitement par J. Marcinkowski & L. Descroix (ONF, 2008)
Maturation sylvicole «normale» + vieillissement et arrêt des coupes
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Conception de sylvicultures sous CAPSIS
INRA-CIRAD-CNRS-IRD, http://capsis.cirad.fr/
Indice de Densité Relative (RDI) selon l’âge :
Peuplements denses : Rdi = 0.9 ± 0.05
bande passante
trajectoire de
consigne
Peuplements clairs : Rdi = 0.5 ± 0.05
âge à la 1ère éclaircie
âge à la récolte finale
= f(Ø-objectif)
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Productivité en hausse :
comment en tenir compte
dans la sylviculture ?
Variations inter-régionales
Rôles de la pollution azotée et des séquences climatiques
Réactions différenciées selon les espèces
Conséquences attendues pour la gestion
Projections : cohérence productivité & vulnérabilité ?
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Cas des hêtraies, 1/2 nord de la France
1.6
LorraineAlsace :
+ 50 %
Hêtre Nord-Est
Hêtre Nord-Ouest
Niveau de
production
par
référence à
1900
1.4
NormandiePicardie :
+ 25 %
1.2
1.0
(indicateur : croiss. en
hauteur dominante)
0.8
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
Date
Source : J.D. Bontemps, 2006
Des crises liées aux sécheresses répétées
Impact principal : niveau des dépôts azotés
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9
Cas des chênaies, 1/2 nord de la France
•
C1
‣
‣
C4
C4
C2
‣
C3
C3
C2
C1
Comme pour le hêtre :
•
≠ niveaux & historiques selon
régions
des crises synchrones, d’origine
climatique
Différences cf hêtre
‣
‣
Source : J.D. Bontemps, 2006
l’essentiel = post-1950
‣
réactions distinctes aux
séquences climatiques
forte réponse thermique
(t° minimales limitantes)
niveau de croissance actuel
(Nord-Est) = 2 fois le niveau
1900
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Conséquences-1 : âge d’exploitabilité
Light thinnings
Heavy thinnings ≥ 1980
Rotation Age (yrs)
160
Raccourcissement
progressif
si éclaircies faibles
140
120
100
80
60
1900
1940
1980
2020
2060
Date at final harvest
2100
2140
Rajeunissement
drastique
si éclaircies fortes
• Augmentation de productivité : déjà capitalisée dans les peuplements
• Combinaison avec éclaircies fortes : impacts majeurs ➝ aménagement,
récoltes prévisibles, débouchés à assurer, paysages
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Conséquences-2 : stabilité physique
Hauteur dominante à la récolte
0,340
45
40
35
Éclaircies faibles : risque aggravé de 10%
Éclaircies fortes : risque diminué de ≈ 20%
Probability of windthrow damage
Dominant height at final harvest (m)
50
Probabilité de dégats
D’après le modèle Bock et al. (2005) :
Vitesse 130 km/h, plateau, sol profond
0,305
0,270
0,235
0,200
30
1900
1940
1980
2020
2060
Date at final harvest
2100
2140
1900
1940
1980
2020
2060
2100
2140
Date at final harvest
• Accélération de la maturité et des risques associés aux
grandes hauteurs (enjeu sur pied, sensibilité au vent)
• Récolter + et + vite ➛ stabiliser la forêt et la filière forêt-bois
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Climat, productivité & choix des essences :
les essences vont changer de compétitivité relative
36,0
Indice de
fertilité
Hêtre
Chêne sessile
32,5
IF100 (m)
(hauteur dominante
à 100 ans en m)
à [CO2, C/N] constants 29,0
25,5
D’après des travaux d’I.
Seynave (2005, 2006…)
22,0
0
1,25
2,5
3,75
5
Réchauffement climatique en 2100 (°C)
‣
‣
Généraliser aux principales espèces (actuelles & potentielles)
Faire une écologie quantitative et + orientée vers la prédiction
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Qq messages intermédiaires
•
Des changements de productivité forts, régionalisés
‣ interactions probables entre [CO2] et dépôts N
‣ rôle du climat (jusqu’ici) : crises, bulles thermiques
‣ les espèces réagissent différemment aux séquences climatiques
•
Des impacts significatifs pour la filière et la société :
‣ risques accrus en l’absence d’une adaptation active : tempêtes,
sécheresse, incendies, ravageurs (insectes et µ-organismes)
‣ leviers : exploitabilité, desserte, planification des récoltes
‣ besoin : un tissu industriel de proximité, viable et compétitif
•
Il est nécessaire de renouveler les forêts pour garantir la qualité
et la permanence des services écosystémiques fournis
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Sylviculture et valeur-carbone
•
Tenter une évaluation exhaustive :
‣ sol : climat, apports de litières, façons culturales
‣ biomasse : régime, matériel végétal, âge d’exploitabilité, stock sur pied
‣ produits forestiers : durée de vie, ACV, effets de substitution
‣ émissions CO2 aux différentes étapes : sylviculture, transformation, utilisation
•
Trois options (± faciles à combiner) pour accentuer la valeur-carbone :
‣ augmenter le stock : en ralentissant les coupes
‣ augmenter le flux : planter des espèces + productives (en tC/ha/an), façonner
des peuplements + résistants à la sécheresse ou aux tempêtes
‣ augmenter les effets de substitution : utiliser davantage de produits-bois
•
Stratégie française :
‣ sécuriser les stocks : façonner des forêts et une filière-bois en bonne santé
‣ faire le plein des effets de substitution en développant les usages du bois
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Impact de ≠ stratégies sylvicoles
sur stock & flux de carbone
• Espèces
• Chêne sessile
• Pin laricio
• Hêtre
• Douglas
Stratégie 2 : Conversion (changement d’espèce)
Source :Thèse Patrick Vallet, 2005 (actuellement Cemagref Nogent/Vernissson)
Collaborations : C. Meredieu, J.M. Ottorini, J.M. Leban, F. de Coligny, E. Dambrine, I. Seynave,V. Badeau (INRA)
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Évolution des stocks de C dans le temps
Hêtre, sylviculture
intensive
Douglas, sylviculture
« longue »
Stock de Carbone (tC/ha)
Biomasse aérienne
Produits
Racines
MO du sol
Sol (valeur d’équilibre de Century) : apports de MO
Produits : le relargage de CO2 dépend de la durée de vie
Biomasse : impact majeur des régimes d’éclaircie
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17
tre
Hê
300
Massif Central
altitude 800m
Massif Central
altitude 300m
250
200
Produits
Biomasse aér.
Racines transp.
MO Sol
150
100
50
0
dy
na
Do
m
iq
ug
ue
la
s
co
Do
ur
ug
t
la
s
lo
ng
Hê
tre
dy
na
m
Do
iq
ue
ug
la
s
co
Do
ur
ug
t
la
s
lo
ng
Stock de Carbone (tC/ha)
Bilan-C de la conversion hêtre-douglas
•
•
•
Douglas
Hêtre
Stock-produits faible : durée de vie << durée de révolution, bp de déchets
Meilleur résultat en résineux : produits + durables, production + rapide
Valeur-carbone : douglas >> hêtre, il améliore le stock, le flux et les effets
de substitution
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Dynamique comparée Chêne-Pin laricio
au bout de 64 ans :
surstockage de C = 102 tC/ha
Stock de Carbone (tC/ha)
350
300
250
200
150
100
Sessile oak
50
Corsican pine (intensive)
0
0
50
100
150
200
250
300
âge
•
•
•
Le Pin laricio surclasse le Chêne en productivité : +1,6 tC/ha/an en 64 ans
… mais le Chêne est meilleur en stock moyen (longueur du stade adulte)
Valeur-carbone : résultat moins net que sur douglas-hêtre, il faut arbitrer
entre stock, flux et substitution
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Conclusions
•
Options d’adaptation au changement climatique :
‣ façonner des peuplements moins denses, obtenir les diamètres d’exploitabilité à des
âges plus précoces, rechercher des mélanges d’espèces effectivement synergiques
‣ gérer avec discernement les ressources génétiques
‣ diversification : rechercher des essences résistantes & performantes sous climats plus
secs (performance, adaptabilité, risques), sélectionner des mélanges et des stratégies
d’aménagement minimisant les risques
‣ rétablir l’équilibre forêt-gibier, gérer les sols avec précaution
•
Options pour augmenter les capacités d’atténuation :
‣ réussir les renouvellements : rythme, densité & qualité des peuplements
‣ élargir la gamme des itinéraires techniques (résineux, courtes révolutions)
‣ ingénierie de la conservation (réserves intégrales, îlots de sénescence) : coût/efficacité,
optimisation spatio-temporelle
•
•
Services écosystémiques / forêt : garantir qualité, permanence, comptabilité
Biodiversité : croisement du tryptique adaptation-atténuation-services écosystémiques
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