Objectifs
Le projet AFOCLIM visait à caractériser les réponses des forêts face aux variations climatiques, en utilisant les caractéristiques des cernes des arbres (largeur, composition isotopique en 13C et δ18O). Les liens entre caractéristiques des cernes et climat ont été examinés par des approches à la fois dendrochronologique et fonctionnelle dans le but, par la suite, de conduire à l'amélioration des modèles simulant la croissance des arbres ainsi qu'à de meilleures reconstitutions paléoclimatiques.

Résultats majeurs
La croissance et les signaux isotopiques dans les cernes ont été étudiés chez trois espèces tempérées majeures de la forêt de Fontainebleau (hêtre, chêne sessile et pin sylvestre) aux échelles de temps à la fois intra-annuel et interannuel. Des expérimentations de terrain ont permis d'examiner la dynamique saisonnière de croissance et de composition isotopiques en 13C (δ13C) des cernes. La phénologie (notamment dates de débourrement et début et fin de croissance) sont essentielles pour comprendre les différences interspécifiques. Il a aussi été montré chez le chêne que le δ13C du bois final peut être utilisé comme indicateur saisonnier de l'efficacité d'utilisation de l'eau (WUE). A l'échelle interannuelle, les corrélations obtenues avec les largeurs, isotopes et le climat diffèrent entre espèces et peuvent être, en partie, expliquées par le fonctionnement de ces dernières. Les résultats suggèrent une vulnérabilité différentielle aux futurs changements climatiques. Les trois espèces sont sensibles aux sécheresses estivales mais, par exemple, les températures maximales estivales affecteront aussi probablement principalement le hêtre et le pin. L'étude sur les hêtres dépérissants montre que les arbres atteints sont caractérisés par une croissance saisonnière fortement diminuée en durée et vitesse. A l'échelle interannuelle, on peut observer que ces affaiblissements de croissance remontent à 1959 et s'accentuent à chaque nouvelle forte sécheresse (labo EEF). Côté isotopie, les différences de δ13C s'accentuent aussi entre les sécheresse de 1976 et de 2003. Ces résultats montrent les racines, parfois anciennes, des dépérissements actuels et l'intérêt des cernes pour pouvoir les repérer.

Dimension interdisciplinaire
Les relations entre les caractéristiques des cernes et du climat ont été examinées en utilisant, à la fois, une approche de type paléoclimatique-dendrochronologique (par corrélation, laboratoires  LSCE et EEF) et une approche fonctionnelle (par les processus écophysiologiques, laboratoire ESE). L'étude a permis de montrer le rôle de « filtre » du fonctionnement de l'espèce et de caractériser la variabilité entre arbres et parcelles. Ces informations, relativement rares, permettent d'améliorer les choix d'échantillonnage pour les approches paléoclimatiques.

Figure clé

Dynamiques interannuelles de croissance chez trois espèces tempérées
(chêne sessile, pin sylvestre et hêtre) au cours de la fin du XXème siècle
dans la forêt de Fontainebleau. Les flèches indiquent les années avec une sécheresse majeure.
Source : projet AFOCLIM.

Projets induits / implications
Projet EC2CO (CNRS INSU) « Vers une compréhension fonctionnelle des dépérissements forestiers : cas des feuillus de Fontainebleau et des conifères de Provence ».
2012 - Porteur : C.Damesin, ESE.
Projet R2DS « Étude des trajectoires fonctionnelles des dépérissements forestiers : cas du massif de Fontainebleau (hêtre-chêne) ».
2013 - Porteur : C.Damesin, ESE.