Impact de la canicule 2003 sur les peuplements résineux de la région PACA. Note de synthèse

This study deals with direct and delayed consequences of the exceptional climatic episode of year 2003 on the forests of the Provence-Alpes-Côte d'Azur Region. We first accurately measured the impact of 2003 scorching heat and drought on stands distributed from 300 to 1500m of elevation. On the other hand we tried to generalize these observations from analyses on satellite imagery. 2003 scorching heat and drought had a strong negative impact on the growth and health status of the two main conifers of PACA mediterranean forest, Pinus halepensis and Pinus silvestris. This impact was also strong on Pinus pinaster and on most of the broad-leaved trees, particularly Quercus pubescens. The undergrowth shrubs and matorals were not spared. During 2003 summer, conifers lost a strong proportion of their leaves (30-60 %), what induced very clear crowns and a pluriannual deficit of their photosynthesis capacity. The 2003 growth ring is narrow and presents an exceptionally narrow and light latewood, showing a violent water stress which abruptly stopped the growth during spring. Broad-leaved trees lost their leaves 2 or 3 months later than usual. Many of them produced new shoots in autumn. Far from being favorable, this autumnal growth exhausted their reserves, and most of these new shoots were destroyed by frost early in winter. Added to this direct impact, long lasting delayed effects were observed due to vegetation weakness, increased by a continuous series of spring droughts from 2004 till 2007. This series of rainfall deficits combined with high temperatures has no equivalent in existing meteorological data the PACA region. It led to a general degradation of forest health status and extensive die-back of Pinus silvestris and Abies alba in the hinterland. Even typically Mediterranean species like Cistus spp., Rosmarinus officinalis, Thymus vulgaris or Ulex parviflorus withered on shallow soils and showed everywhere a high proportion of dead biomass, increasing fire risk. Since 2004, tree rings are very narrow, as a consequence of drought, lack of reserves and crown deficit. Pine leaves are 30 to 50 % smaller than normal. Height growth and branch lengthening also stagnate at very low levels. Quercus pubescens often lost height with the death of its top crown. For pines, a dramatic deficit of fruiting is observed: very few cones successfully matured between 2003 and 2007. However, a very light improvement of diameter growth and the size of the leaves was observed in 2007 on some stands, in spite of the exceptional drought, and a majority of Pinus halepensis fruit formed in 2006 survived; this could mark out the limit of 2003 delayed effects. The degradation of forest health status and the significant loss of leaf area was successfully detected by satellite imagery analyses. In relation to 1995 and 2002, considered as good years, we observed in 2003 a moderate but significant decline of the vegetations index (-17 %) in Pinus silvestris stands, which continues until 2005, before a very net collapse (40 %) in 2006. This degradation was mainly observed between 700 and 1000 m, as well as at higher altitude on north and west slopes, where water stress is not usual. It is necessary to carry on observations on forests stands, because the crisis starting in 2003 is far from being ended. The 2007 drought could be exerted in 2008, increasing forest dieback and the decline of forest productivity. The methods tested for the interpretation of satellite imagery are operational at the scale of small natural regions, but require improvements and calibrations on other species to be used at regional scale. / Cette étude porte sur les conséquences directes et différées de l'épisode climatique exceptionnel de l'année 2003 sur les forêts de la région PACA. Nous avons d'une part mesuré précisément l'impact de la canicule et de la sécheresse sur des peuplements répartis de 300 à 1500m d'altitude, d'autre part cherché à généraliser ces observations à partir de l'étude d'images satellitales. La canicule et la sécheresse de l'été 2003 ont eu un impact négatif fort sur la croissance et l'état de santé des deux principaux résineux de la forêt méditerranéenne, le pin d'Alep et le pin sylvestre. Cet impact a aussi été fort sur le pin maritime et sur la plupart des feuillus, notamment le chêne blanc. Les espèces arbustives des sous-bois et des garrigues n'ont pas été épargnées. Les conifères ont perdu au cours de l'été 2003 une forte proportion de leurs aiguilles (30-60%), ce qui s'est traduit par un houppier très clair et un fort déficit pluriannuel de leur capacité de photosynthèse. Le cerne de croissance de 2003 est étroit et présente un bois final exceptionnellement mince et léger, traduisant un stress hydrique violent qui a stoppé net leur croissance au cours du printemps. Les feuillus ont perdu leurs feuilles avec 2 à 3 mois d'avance. Beaucoup ont produit en automne de nouvelles pousses. Loin d'être favorable, cette reprise d'automne a épuisé leurs réserves, et ces pousses ont été pour la plupart détruites par le gel. A cet impact direct, s'ajoutent des séquelles pluriannuelles liées à l'affaiblissement des végétaux, accentuées et prolongées par une série ininterrompue de sécheresses printanières de 2004 à 2007. Cette série de déficits pluviométriques conjuguée à des températures élevées n'a pas d'équivalent depuis qu'existent dans la région PACA des données météorologiques. Il en résulte une dégradation générale de l'état sanitaire de la forêt, et des mortalités massives du pin sylvestre dans l'arrière pays varois et du sapin dans les Alpes Maritimes. Les sous-bois et les garrigues ne sont pas épargnés : même les espèces typiquement méditerranéennes comme les cistes, le romarin, le thym ou l'argelas dépérissent sur les sols superficiels et présentent ailleurs une proportion élevée de biomasse morte. Le risque d'incendie en est largement accru. Depuis 2004, les cernes de croissance en diamètre des arbres sont très étroits, conséquence de la sécheresse, du manque de réserves et du déficit foliaire. Les aiguilles des pins sont 30 à 50% plus petites que la normale. La croissance en hauteur et l'élongation des branches stagnent également à des niveaux très faibles. Le chêne blanc a même souvent perdu de la hauteur avec la mort d'une partie de ses branches hautes. Sur les pins, un déficit important de fructification est observé, avec très peu de cônes arrivant à maturité entre 2003 et 2007. Une très légère amélioration de la croissance en diamètre et de la taille des aiguilles des pins a été observée en 2007 sur certains peuplements, malgré une sécheresse exceptionnelle, et les fruits formés en 2006 sur les pins d'Alep ont massivement survécu, ce qui pourrait marquer l'atténuation des effets différés de 2003. La dégradation de l'état sanitaire des peuplements et la perte d'une partie de la surface foliaire a pu être observée sur les images satellitales. Par rapport aux années de référence 1995 et 2002, considérées comme bonnes, on observe en 2003 dans les peuplements de pin sylvestre une baisse modérée (-17%) mais significative des indices de végétation, qui perdure jusqu'en 2005 avant un effondrement très net (-40%) en 2006. Ces effets sont particulièrement marqués entre 700 et 1000 m d'altitude, ainsi qu'à plus haute altitude sur les versants nord et ouest, peu habitués aux stress hydriques. Il est nécessaire de poursuivre les observations sur les peuplements forestiers, car la crise amorcée en 2003 est loin d'être terminée. La sécheresse de 2007 pourrait se faire sentir en 2008, accentuant les dépérissements et relançant à la baisse la productivité forestière. Les méthodes testées pour l'interprétation des images satellites sont opérationnelles à l'échelle de petites régions naturelles, mais nécessitent des améliorations et de nouvelles calibrations, notamment sur d'autres espèces, pour être utilisées à l'échelle régionale.