Ce qui fait brunir les forêts en été

Comme si l'automne était déjà là en juillet. En se promenant dans les forêts suisses ou allemandes durant l'été 2018, on pouvait littéralement voir à quel point le temps chaud et sec en Europe centrale faisait souffrir les arbres. Les épicéas et les hêtres en particulier se sont flétris prématurément, les feuilles et les aiguilles ont bruni, des peuplements entiers ont été soumis à un stress permanent. Depuis, d'autres étés ont suivi, au cours desquels les forêts ont bruni dans toute l'Europe.

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont maintenant examiné systématiquement tous les événements de ce type de brunissement prématuré dans les forêts tempérées et méditerranéennes d'Europe au cours des 21 dernières années (2002 à 2022). Leur étude, rédigée en collaboration avec des collègues de l'Institut de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL), vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Forêt et paysage". page externeBiogéosciences est apparu.

Record de brunissement l'été dernier

Afin d'étudier le brunissement des forêts à l'échelle européenne, les chercheurs ont identifié, à l'aide de données satellites à haute résolution, des événements de vert forestier réduit à grande échelle en été. Le vert réduit est un signe de vitalité et de stress réduits des forêts et est également utilisé comme indicateur de dépérissement des forêts.

Les résultats confirment les observations précédentes : Le brunissement estival s'est étendu à toute l'Europe. Les forêts d'Europe centrale (tempérées), en particulier, ont subi un brunissement important et étendu au cours des cinq dernières années. Dans la région méditerranéenne, de tels phénomènes à grande échelle se sont déjà produits à plusieurs reprises depuis 2003.

Dans leur analyse, les chercheurs ont également quantifié pour la première fois l'été record de 2022 et ses conséquences sur les forêts européennes. Il s'avère maintenant que l'été le plus chaud depuis le début des mesures a également entra?né le brunissement le plus étendu en Europe, touchant 37 pour cent des régions forestières tempérées et méditerranéennes - "bien plus que tout autre événement au cours des deux dernières décennies", explique Mauro Hermann, doctorant en dynamique atmosphérique auprès du professeur de l'ETH Heini Wernli et premier auteur de l'étude.

Recherché : Antécédents communs

En réalité, l'équipe de l'ETH-WSL poursuivait toutefois un autre objectif. "Nous voulions comprendre comment la météo influence les forêts à grande échelle sur plusieurs saisons", explique le professeur de l'ETH Heini Wernli, qui a dirigé l'étude. Il est évident que la sécheresse joue un r?le central dans ce contexte. "Toutefois, le lien entre la forêt et la météo est bien plus complexe qu'il n'y para?t à première vue", révèle le professeur de dynamique atmosphérique.

"Toutes les périodes de sécheresse - même si elles sont intenses et persistantes - ne font pas immédiatement brunir les forêts", ajoute Hermann en faisant référence à ce qu'on appelle l'effet legacy (en fran?ais : "héritage"), observable depuis quelques années dans nos forêts. La capacité des arbres à résister à la chaleur et à la sécheresse ne dépend donc pas seulement des conditions météorologiques actuelles, mais aussi de celles des mois ou des années précédents.

C'est aussi pour cette raison que les chercheurs ont analysé les antécédents météorologiques des événements de brunissement. L'objectif est d'identifier les évolutions météorologiques caractéristiques qui ont précédé de nombreux événements de brunissement prématuré.

Des précurseurs spécifiques identifiés

En fait, les chercheurs ont trouvé des signaux météorologiques caractéristiques bien avant les événements - une sorte de précurseur du brunissement avec des caractéristiques parfois spécifiques à l'Europe centrale et à la région méditerranéenne. "De manière générale, nous constatons que les périodes de faibles précipitations survenant deux à trois ans avant les événements sont inhabituellement fréquentes", explique Hermann.

Des périodes de sécheresse plus fréquentes, accompagnées d'un net déficit de précipitations pendant au moins deux ans, constituent le précurseur météorologique le plus frappant dans les deux zones - dans le bassin méditerranéen, les périodes de sécheresse cumulées remontent même à trois ans. D'autres signaux sont des températures élevées pendant au moins deux ans dans la zone tempérée. "Lors d'un brunissement de la forêt en Europe centrale, nous avons donc généralement observé au moins deux étés inhabituellement secs et chauds à la suite", constate Hermann.

Le fardeau des années précédentes confirmé

Des exemples tirés des 21 années étudiées illustrent ce phénomène : L'été 2003, très chaud et sec dans une grande partie de l'Europe, n'a guère laissé de traces à grande échelle dans la couleur des forêts. Mais depuis 2018, la sécheresse et la chaleur à grande échelle se sont répétées, de sorte que des brunissements étendus se sont même produits à plusieurs reprises.

"Une conclusion particulière de l'étude est que les signaux météorologiques identifiés indiquent les conséquences de la sécheresse des années précédentes et étayent ainsi l'effet de legs", constate Hermann. Cela signifie qu'un seul été chaud et sec n'entra?ne généralement pas immédiatement un brunissement, mais peut contribuer de manière différée à un brunissement futur.

Pas de prévisions, mais des indices

Les signaux précurseurs permettent-ils de prédire le stress d? à la sécheresse et le brunissement des forêts ? Sur ce point, les chercheurs sont réservés : "Nous avons analysé des événements rétrospectivement - mais nous n'avons pas étudié leur prédictibilité", explique Hermann. Le fait que le stress hydrique favorise aussi indirectement le brunissement estival des arbres en encourageant les attaques de scolytes et de champignons ainsi que les incendies de forêt rend généralement les prévisions difficiles.

Thomas Wohlgemuth, responsable de l'unité de recherche Dynamique de la forêt au WSL et co-auteur de l'étude, estime lui aussi qu'il n'est pas réaliste de faire des prévisions uniquement à partir de données météorologiques. L'écologue forestier pense toutefois que la compréhension des processus ainsi acquise permettra d'améliorer les modèles forestiers et servira ainsi à la "prévention par des mesures sylvicoles". "Un suivi ciblé de l'évolution météorologique sur plusieurs saisons pourrait fournir de précieuses indications sur la probabilité de voir des forêts changer de couleur prématurément l'été suivant", poursuit l'écologue forestier.