Régénérer les forêts de chênes du Nord grâce aux incendies de forêt

« Des scientifiques du COLSA/EOS explorent l'utilisation des incendies de forêt pour élargir l'aire de répartition du chêne rouge du Nord ».

DURHAM, New Hampshire — Chêne rouge du nord (Quercus rubra) possède une valeur écologique et économique importante dans le Nord-Est, servant d'habitat vital pour la faune et de composante vitale de l'industrie du bois de la région. Le bois de chêne rouge est très apprécié pour sa résistance, sa durabilité et ses qualités esthétiques, ce qui en fait un matériau privilégié dans la fabrication de meubles, de revêtements de sol et d'ébénisterie. Il offre également une source de nourriture importante – les glands – pour de nombreuses espèces forestières ; fournit un foyer aux oiseaux, aux mammifères et aux insectes ; aide à la photosynthèse et à la séquestration du carbone, même pendant les périodes de sécheresse ; et maintient une tolérance aux feux de sol de faible intensité parmi de nombreux autres avantages écologiques. Cependant, les gestionnaires forestiers reconnaissent depuis longtemps la difficulté de régénérer cette espèce (en faisant pousser des semis et des jeunes arbres pour remplacer les arbres récoltés) en Nouvelle-Angleterre, où on la trouve dans les six États.

Les recherches menées par Matthew Vadeboncoeur, chercheur au Centre de recherche sur les systèmes terrestres de l'UNH à l'Institut d'étude de la Terre, des océans et de l'espace, étudient comment le brûlage dirigé pourrait être utilisé pour améliorer la régénération du chêne rouge et étendre son aire de répartition vers le nord.

L'utilisation du brûlage dirigé comme outil de régénération des espèces, de prévention des incendies de forêt catastrophiques, de contrôle des espèces envahissantes et d'élimination de la vieille végétation pour faire place à une nouvelle croissance est une pratique plus courante dans les environnements plus arides de l'Ouest et du Midwest que dans les régions fortement boisées du Nouveau-Brunswick. Hampshire et nord de la Nouvelle-Angleterre. Dans la forêt nationale de White Mountain, il est utilisé avec parcimonie par les responsables du Service forestier, parfois comme outil de gestion pour limiter les risques d'incendies de forêt dans les zones peuplées. Mais la pratique du brûlage dirigé comme outil de conservation remonte à des siècles et était couramment utilisée par les peuples autochtones.

« Il existe un certain scepticisme parmi les gestionnaires forestiers du New Hampshire quant à la valeur des brûlages dirigés, ou aux risques inhérents », a ajouté Vadeboncoeur, qui est également chercheur scientifique au Collège des sciences de la vie et de l'agriculture de l'UNH. « Cette étude vise donc à mesurer les avantages en termes d'amélioration de la santé et de la diversité des plants d'arbres suite à des brûlages dirigés et à partager ces informations, via UNH Extension, pour favoriser l'acceptation et la mise en œuvre de stratégies de gestion basées sur le feu dans la conservation et la gestion des forêts. .»

Selon Andy Fast, spécialiste de l'industrie forestière chez UNH Cooperative Extension, le New Hampshire récolte chaque année plus de 20 millions de pieds de planches de chêne rouge, et le chêne rouge est un bois très demandé sur les marchés nationaux et internationaux.

«Cette région est bien connue pour la culture de chênes rouges de la plus haute qualité que l'on puisse trouver», a déclaré Fast. « Et il se vend à des prix élevés, tant ici aux États-Unis que sur les marchés internationaux. »

Vadeboncoeur et Khanh Ton, étudiant à la maîtrise dans le programme Ressources naturelles et environnement de l'UNH, dirigent l'étude, aux côtés des co-chercheurs Fast, Heidi Asbjornsen, scientifique à la Station d'expérimentation agricole du New Hampshire ; et Natalie Cleavitt, associée de recherche principale à l'Université Cornell. L’équipe a adopté une approche multidimensionnelle pour examiner la régénération du chêne rouge du Nord, qui comprend la surveillance de l’établissement des semis de chêne et de leur croissance lors de récents brûlages dirigés (2017-2021) dans des peuplements dominés par le chêne de la forêt nationale de White Mountain. L'équipe utilise également des semis en pot pour isoler et étudier les effets de la régénération des chênes dans des conditions contrôlées, et analyse les cernes des arbres des chênes dans les forêts ayant des antécédents d'incendies de forêt pour déterminer combien d'arbres matures ont germé après l'incendie.

Jusqu'à présent, ils ont trouvé environ trois fois plus de plants de chêne poussant dans des peuplements éclaircis et brûlés que dans des peuplements seulement éclaircis. Ils ont appris que les collets racinaires (la zone où se rencontrent le tronc et les racines) sont considérablement plus grands pour les semis brûlés, ce qui signifie que les arbres poussent mieux et plus abondamment après un incendie. Et ils découvrent comment le moment et l'intensité du feu peuvent jouer un rôle clé dans la régénération du chêne.

« Suite à un brûlage, la concurrence des autres espèces pour la lumière et les nutriments est probablement réduite, ce qui permet à davantage de chênes rouges de se régénérer », explique Vadeboncoeur. « Cependant, nous avons également constaté que les glands cultivés en pots dans un sol brûlé ont surpassé ceux plantés dans un sol non brûlé, ce qui indique qu'il pourrait y avoir d'autres processus en jeu dans le sol. »

En examinant le site d'un incendie de forêt (qui brûle souvent plus chaud et plus intense qu'un brûlage dirigé) survenu en 2022, les scientifiques ont trouvé de nombreux glands brûlés sur le sol, mais peu de semis, ce qui a permis à d'autres espèces de prendre une longueur d'avance sur la régénération. La théorie est que lorsqu'un incendie intense brûle pendant la période de l'année où les glands de chêne rouge sont abondants sur le sol, le peuplement est moins susceptible de produire de nouveaux semis à partir des glands brûlés.

« C'était toujours excitant de rencontrer et d'étiqueter des semis sur nos transects l'été dernier », a ajouté Ton, « et je suis ravi d'y retourner bientôt et de voir à quel point ils ont poussé au cours de la dernière année. »

Les applications pratiques de cette étude – la possibilité d'utiliser le brûlage dirigé pour faciliter l'expansion de l'aire de répartition d'une espèce – sont également étayées par la nécessité pour les espèces végétales d'étendre ou de déplacer leur aire de répartition à mesure que notre climat change. Et pour certaines espèces, par exemple les arbres, leur capacité à déplacer davantage leur aire de répartition vers des conditions climatiques idéales peut ne pas être assez rapide à elle seule.

« Avec le changement climatique, la diversité fonctionnelle des forêts, y compris la tolérance à la chaleur, à la sécheresse et aux incendies de forêt, sera plus importante que jamais », a déclaré Vadeboncoeur. «Nous étudions donc également les processus qui pourraient faire du brûlage dirigé un outil utile pour gérer une forêt du Nord mieux préparée au climat.»

De plus, ce projet fera participer des scientifiques communautaires et des gestionnaires forestiers à travers des travaux éducatifs sur le terrain et des démonstrations sur le brûlage dirigé. Cette sensibilisation sera dirigée par des spécialistes forestiers de UNH Extension.

Travaillant avec des gestionnaires forestiers du New Hampshire, Fast a déclaré qu'il entendait régulièrement parler des défis liés à la régénération du chêne. Et il a noté que les brûlages dirigés sont souvent difficiles à mettre en œuvre à plus grande échelle. Cependant, lors de ses entretiens avec les gestionnaires forestiers, il sait qu'ils sont « avides d'outils efficaces » pour résoudre ce problème.

« Si la science soutient l'utilisation accrue du feu et que nous pouvons proposer des moyens rentables pour la mettre en œuvre, je pense que les gestionnaires forestiers du New Hampshire essaieront de recourir davantage au feu pour gérer leurs terres », a-t-il ajouté.

Alors que le chêne rouge du Nord continue d'être la pierre angulaire des écosystèmes forestiers et de l'industrie du bois du Nord-Est, cette recherche offre des informations essentielles sur les pratiques de gestion forestière durable qui soutiennent à la fois les objectifs économiques et écologiques. Les résultats contribueront à garantir la résilience des paysages forestiers face aux conditions climatiques changeantes et à garantir les avantages économiques tirés de l’industrie du bois, qui contribue de manière significative au PIB américain et à l’emploi local.

Financement

Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par le Service forestier américain de l'USDA à travers le Programme coopératif de recherche des États du Nord-Est. Les collaborateurs incluent le Service forestier des États-Unis et l’Université Cornell.

À PROPOS DE COLSA

Le Collège des sciences de la vie et de l'agriculture de l'UNH est le plus ancien des cinq collèges de l'Université du New Hampshire. Nous sommes des scientifiques, des universitaires et des éducateurs engagés dans l’enseignement, la recherche et le service public. Notre travail dans les domaines des ressources naturelles, de l'agriculture, des systèmes biologiques, de la santé et de la nutrition a contribué à faire reconnaître l'UNH à l'échelle nationale en tant qu'université subventionnée par les terres, les mers et l'espace de premier plan.