Cycle sylvigénétique

Une forêt sauvage (non exploitée par l'homme) évolue naturellement selon des cycles dits « sylvigenétiques » ou « sylvogénétiques » qui caractérisent des dynamiques successives d’évolution interne de la forêt et de ses milieux, partant d’un stade dit « pionnier » et tendant à aboutir à un stade dit « climacique » jusqu’à ce qu’une « perturbation » réintroduise les conditions d’expression du premier stade.

Ici (forêt ancienne de la réserve naturelle norvégienne de Sjørlægda naturreservat à Vefsn), la chute d'un grand arbre a créé une trouée de lumière visiblement bénéfique à la régénération naturelle Finlande)

Chez les arbres ; à chaque stade de la succession correspond un type dominant de reproduction, un potentiel d’expression des semences, et des stratégies adaptatives et colonisatrices différentes, mises en œuvre par des groupes fonctionnels d'essences spécifique dominantes.

Trois éléments écologiques semblent expliquer les logiques dynamiques des premiers stades juvéniles de toutes les essences forestières ;

1. mécanismes de germination
2. type de régénération
3. type de réponses à la mise en lumière

...faisant émerger deux catégories d’arbres qu’on regroupe habituellement en ;

• essences (et espèces associées) de lumière (ou de milieux ouverts) qui ne se développent bien que dans les trouées, clairières et en plein lumière, au moins pour leur stade juvénile.
• essences (et espèces associées) d'ombre qui ne se développent qu’à couvert ou sous une lumière tamisée ; toute leur vie, ou au moins au stade juvénile.

Dans cette optique, on classe parfois les essences et leurs cortèges d’espèces associées selon un « tempérament (ou gradient) photique » juvénile des essences.

Succession spatiotemporelle

Représentation (théorique et simplifiée) de la succession entre trois types d'essences

La théorie sylvicole veut que différents stades se succèdent cycliquement pour constituer la sylvigenèse, mais en réalité - à échelle macroscopique - ces stades coexistent dans l'espace au gré d'apparition des trouées dans la forêt.

Chacun de ces stades est caractérisé par des types particuliers de stratégies de compétition ou exclusion, de reproduction, et par des comportements juvéniles plus ou moins adaptés au manque de disponibilité en eau, nutriments ou lumière (laquelle diminue au sol au fur et à mesure qu’une canopée dense et jointive se reconstitue).

De manière simplifiée et théorique on présente ces stades comme suit ;

Stade 1 : la « trouée forestière » ou « unité de régénération naturelle»

Les semis naturels d’espèces pionnières, telles que le bouleau, profitant du soleil et de l’eau qui n’est plus interceptée par la canopée, ni pompée par les racines, y croissent très vite. La sélection des plants et des espèces semble contrôlée par la compétition interindividuelle, mais de nombreuses symbioses et interactions complexes sont en jeu. Les bois morts commencent à être colonisé par les bactéries, les champignons, les insectes et invertébrés qui s’en nourrissent. Invertébrés fouisseurs, oiseaux, chauve souris et mammifères jouent un rôle important d’apports ou mise à jour de graines enfouies dans le sols. Certaines graines ne germant qu’après être passées dans le tube digestif d’un animal.

À ce stade une première sélection se fait par l’occupation de l’espace aérien et racinaire, avec élimination d’un grand pourcentage des individus issus des graines qui ont pu s’exprimer. De premiers arbres dominants et dominés apparaissent.

Au fur et à mesure que les espèces pionnières (re)colonisent l’espace, l’hygrométrie et la qualité de l’humus évoluent, ainsi que l’ensoleillement au sol, modifiant les conditions de vie ou d’apparition/disparition des espèces. Le tapis herbacé (dont légumineuses) après avoir intensément colonisé (enrichi et stabilisé) le sol, régresse peu à peu à l’ombre des arbres et buissons.

À ce stade, les espèces consacrent beaucoup d’énergie dans la reproduction (semences abondantes, légères et fortement dispersées par le vent et l’eau, ou les oiseaux) et dans la compétition (via par exemple une maturité sexuelle précoce et une forte fécondité, ou en attirant des espèces animales qui vont favoriser leur dissémination à distance).

Certaines graines d’espèces pionnières ont une dormance levée par la mise en lumière, un incendie (température) ou simplement l’interruption de production d’hormones inhibitrices par les arbres antérieurement présents.

Caractéristiques des espèces puis essences pionnières : Elles sont toutes caractérisées par une croissance rapide, une taille plus modeste que celle des plus grands arbres et des durée de vie plus courte, ainsi que par l’héliophilie des semis et une germination facilité dans les milieux ouverts. Les buissons et arbres « pionniers » sont généralement à bois tendres et fragile (saule, bouleau, peuplier tremble, aulne ou cytise et dans certaines conditions le pin sylvestre) voire creux ou à moelle peu dense (ex : Bois-canon sous les tropiques, sureau en zone tempérée), prolixes en graines et pollens. Sous l’action des bactéries et champignons, leur bois mort se décompose très rapidement, contribuant à une production accélérée d’humus pré-forestier. Ces arbres poussent en bouquet qui créent en quelques années un premier microclimat forestier (plus ombreux et frais) favorable à l'installation d'essences dites secondaires, appartenant aux autres groupes fonctionnels. Leurs racines décolmatent et enrichissent les sols.

Stade 2 : Espèces et essences secondaires ou post pionnières

Leur bois est un peu plus dense et durable. Elles vivent plus longtemps et nécessitent un moindre ensoleillement, mais croissent plus lentement. Elles sont souvent moins héliophiles ; ce sont par exemple en zone tempérée l’érable, le frêne, l’orme, le tilleul, le chêne, le merisier, le sorbier, le pin, le mélèze ;

Stade 3 : apparition du groupe dit des « dryades » (phases de maturité)

Ce groupe n'apparaît que lentement et ne devient dominant qu’après un siècle ou deux voire plus.

Il réunit des arbres à grande longévité, souvent à racines profondes dans les forêts où l’eau manque, et à bois beaucoup plus dense et dur, et souvent sciaphiles (appréciant l'ombre et une humidité et fraicheur relative), au moins au stade juvénile, bien que pouvant s’épanouir comme arbres dominants sur la canopée, parfois après plusieurs siècles ou plus d’un millénaire de lente croissance sous le couvert d’autres arbres. L’Europe ne compte que trois dryades : sapin, épicéa dans les milieux froids, acides et ou de montagne, et le hêtre en plaine. Les dryades se comptent par milliers dans les forêts tropicales où ils dépassent très souvent 500 ou 700 ans.

Le groupe des nomades

Ce sont des arbres « opportunistes » classés dans le groupe précédent des essences post-pionnières (Frêne, Érable, Merisier, Sorbier, Chêne, Pin, Mélèze...) ou parfois des dryades (l'Épicéa en Europe), qui peuvent apparaître directement au stade pionnier à partir de graines ou du recru (plants apparus sous le couvert forestier, au stade précédent), et, si les conditions leur conviennent, persister jusqu’au stade dit climacique, parfois en devenant rapidement dominantes.

Exceptions

Quelques essences très adaptées aux conditions extrêmes (froid, sécheresse, climat de montagne, salinité élevée) ont une dynamique qui – en conditions optimales pour elles - les rend dominantes dès ce premier stade, au moins pour la strate forestières supérieure ; ce sont par exemple le Hêtre ou Sapin en zone tempérée, l’Acacia en zone chaude et sèche, L’épinette en zone froide, le Palétuvier en zone littorale chaude…).

Enjeux

La compréhension de ces mécanismes et de la manière dont ils interfèrent fonctionnellement avec la biodiversité et la ressource en eau est importante pour la conservation de la nature, et pour une gestion forestière plus durable et efficace parce que tenant mieux compte des processus naturels, mais aussi pour mieux anticiper sur les modifications climatiques et leurs effets. Leur bon déroulement implique notamment que les flux écologiques puissent normalement s’exprimer, ce qui implique aussi de mieux comprendre et réparer des problèmes tels que la perte de biodiversité (en particulier perte de diversité génétique), la fragmentation écologique en général et la fragmentation écologique croissante des forêts ou leur insularisation écologique en particulier.

Voir aussi

• Résilience écologique
• Succession écologique, Perturbation écologique
• Gestion prosilva, Sylviculture, régénération, Forêt modèle
• Les insectes dans le milieu forestier, scolyte
• Agro-sylviculture
• Succession végétale
• Forêt par pays, Forêt boréale et forêt amazonienne (les plus grandes forêts vierges au monde)
• Essence forestière

Biblio

Courrier de l’env de l’inra, Forêt (dossier n^o 15) Prise en compte des cycles sylvigénétiques naturels pour une gestion conservatoire des forêts tempérées. L’exemple des Basses Vosges gréseuses (A. Schnitzler) Une gestion durable des forêts et la conservation de leur diversité biologique - de leur « naturalité » plutôt - passent par deux actions complémentaires : la re-création de réserves intégrales de surface compatible avec le maintien de toutes les espèces inféodées à l'écosystème forestier et la définition de critères de sylviculture aussi proches que possible de modèles sylvigénétiques naturels pour toutes les forêts gérées. Les forêts des Vosges du Nord, artificialisées, ont vu s’éteindre le Grand Tétras et la Gélinotte. Il faut leur appliquer sans tarder une gestion conservatoire, sur la base de l’étude de l’évolution du milieu suite à des perturbations naturelles. Et en respectant le paysage, en favorisant les essences autochtones, en laissant vieillir les arbres, en maintenant du bois mort et en réprimant le grand gibier herbivore.

Liens externes

• Article / Indicateurs de la biodiversité dans les inventaires forestiers (Unasylva, FAO) (fr)
• Mémento / Protection des forêts (2004, D. Vallauri, WWF)(fr)
• Rapport sur la forêt européenne(ONU/UNEP World Conservation Monitoring Centre Cambridge, UK, 2000, en collaboration avec WWF)(en)
• Ressources naturelles * Canada (fr)
• Types de forêts et de gestions en Europe (Rapport European forest types 2006, avec cartes, 8826 KB). (en)
• Revue FAO Ressources génétiques forestières (2003)

Notes

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