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COMPRENDRE LE PASSÉ POUR PRÉDIRE LE FUTUR - LA DENDROCHRONOLOGIE
Par Martin Girardin, chercheur scientifique, Service canadien des forêts
Les cernes de croissance des arbres — ces bandes successives de bois clair produites au printemps (le bois initial) et de bois sombre formées à la fin de l’été (le bois final) — reflètent l’histoire de vie et l’environnement d’un arbre. Chaque année, un arbre ajoute cette nouvelle couche de croissance sous son écorce, formant cet anneau annuel distinct. Compter le nombre de cernes depuis l’intérieur de l’écorce jusqu’au centre de l’arbre (ou moelle) indique l’âge approximatif de l’arbre et est utile pour dater des événements historiques de la vie de l’arbre et de son environnement. Au niveau le plus élémentaire, les données des cernes de croissance quantifient le taux de croissance des arbres; ces mesures peuvent être utilisées pour décrire les variations intra- ou interspécifiques de la croissance annuelle et les tendances à plus long terme des taux de croissance. Or, au fil du siècle dernier, les scientifiques ont développé de nombreuses applications à partir de l’étude de ces cernes, une science que l’on appellera ici « la dendrochronologie ».
Qu’est-ce que la dendrochronologie?
La dendrochronologie est utilisée pour comprendre les causes de changements dans la croissance des arbres à des échelles temporelles allant de l’intra-annuel au millénaire, et cela à différentes échelles géographiques. Cette science part du principe que la croissance des arbres est fonction de divers facteurs environnementaux, tels que la température, les précipitations et l’humidité du sol. Elle est également affectée par les agents biotiques, tel que les insectes et les maladies. Ces facteurs créent des séquences bien définies et continues de cernes annuels chez les arbres qui poussent dans un milieu particulier. Une grande majorité des changements dans les conditions environnementales de ce milieu qui influencent la physiologie et la croissance d’un arbre est retranscrite dans les cernes que cet arbre forme chaque année. Ainsi, la variabilité annuelle dans les dimensions, la composition chimique et la structure des cernes des arbres peut nous fournir des informations sur les changements de leur environnement de croissance et leur adaptation à l’optimum écologique de l’espèce. Par exemple, lorsque les conditions environnementales s’éloignent des conditions de croissance optimales de l’espèce, les cernes produits par l’arbre ont tendance à être plus minces. De plus, les modifications des processus physiologiques de l’arbre en réaction à ces variations environnementales peuvent également avoir une incidence sur la composition chimique des cernes.
Plusieurs domaines applicables
La dendrochronologie peut fournir des informations précieuses pour un large éventail de disciplines scientifiques, notamment l’archéologie, l’écologie, la climatologie et la géologie. En examinant les cernes des artefacts en bois trouvés sur les sites archéologiques, il est possible de déterminer avec précision l’âge de ces objets et la période à laquelle ils ont été fabriqués. Par exemple, l’étude des cernes a été utile pour authentifier les violons Stradivarius en fournissant des informations sur l’âge du bois utilisé pour fabriquer les instruments. Les cernes peuvent aussi être utilisés pour reconstituer les conditions climatiques passées, telles que la température et les précipitations, ce qui peut aider les scientifiques à comprendre la variabilité naturelle du climat et les tendances climatiques à long terme. Cette sous-discipline, qui vise la reconstruction des fluctuations climatiques pendant les temps préindustriels et que l’on nommera « paléoclimatologie », est le domaine d’origine de la recherche sur les cernes de croissance des arbres et reste une application dominante de la dendrochronologie. Dans un contexte historique, la dendrochronologie s’avère également utile pour étudier la fréquence et l’ampleur des risques naturels tels que les inondations, les glissements de terrain et les incendies de forêt. Cela se fait le plus souvent par l’étude de cicatrices qui se produisent lorsqu’une portion du tronc en croissance, appelée « cambium », est endommagée par des événements perturbateurs (feux de forêt, glaces, etc.). Cela provoque des cernes de croissance altérés que l’on peut précisément dater.
La dendrochronologie au service de l’aménagement forestier
La dendrochronologie trouve également de nombreuses applications en aménagement forestier. L’analyse des caractéristiques du bois dans les cernes des arbres, comme la densité, l’absorption acoustique, la résistance et la rigidité, révèle des qualités importantes qui déterminent l’adéquation du bois à des produits spécifiques. La capacité d’identifier les qualités des fibres de bois des arbres à partir d’échantillons de cernes avant la récolte permet notamment aux gestionnaires forestiers de prendre de meilleures décisions quant aux produits qui peuvent être fabriqués à partir des arbres poussant dans une forêt spécifique. D’un autre côté, en étudiant les séquences de cernes de croissance des arbres, il est possible d’évaluer la santé des écosystèmes forestiers et d’identifier les facteurs de stress. Il est entre autres possible d’identifier les années où une épidémie d’insectes s’est produite. En effet, les insectes se nourrissent souvent des feuilles ou des aiguilles d’un arbre, ce qui peut réduire sa capacité à réaliser la photosynthèse. Cela se traduit par une réduction de la croissance de l’arbre pour cette année-là, et un anneau plus étroit que pour les années sans épidémie. On obtient ainsi des informations sur la cyclicité des infestations, notamment celles de tordeuses des bourgeons de l’épinette. Par ailleurs, l’analyse de grandes bases de données de cernes de croissance d’arbres permet d’identifier les régions et les espèces plus particulièrement touchées par les sécheresses et le gel. À l’échelle mondiale, les forêts jouent un rôle naturel important en absorbant et en retenant le carbone qui se retrouverait autrement dans l’atmosphère. Cette séquestration du carbone atténue le phénomène connu sous le terme d’« effet de serre », ce qui contribue à ralentir le rythme des changements climatiques. Ces informations sur la vulnérabilité aux stress climatiques pourraient être utilisées pour connaître le potentiel de captation de carbone afin de choisir des espèces mieux adaptées, plus diversifiées et plus performantes dans le but de maximiser les effets positifs du reboisement, et améliorer les solutions naturelles pour atténuer les effets des changements climatiques et s’adapter à ces derniers.
En somme, la dendrochronologie est une discipline scientifique fascinante qui permet d’étudier les cernes de croissance des arbres pour mieux comprendre leur environnement et leur histoire. Elle trouve d’ailleurs des applications dans de nombreux domaines, tels que l’archéologie, l’écologie, la climatologie et la géologie. Grâce aux avancées technologiques et aux techniques toujours plus sophistiquées, la dendrochronologie est en constante évolution et offre de nouvelles perspectives pour approfondir notre compréhension des systèmes naturels. Dans un contexte où les changements climatiques constituent une préoccupation majeure, la dendrochronologie peut jouer un rôle crucial pour mieux comprendre la réaction des arbres aux variations climatiques et contribuer à élaborer des solutions pour protéger notre environnement.
