Distribution des espèces d’arbres

Un changement des conditions climatiques pourrait entraîner un changement dans la distribution des espèces d’arbres et dans la composition des forêts.

Le climat influence la distribution des espèces d’arbres, laquelle détermine la composition des forêts. Les changements climatiques entraînent des changements dans la distribution des essences qui, à long terme, affectent les écosystèmes et la qualité de fibre ligneuse destinée à l’industrie forestière. La capacité de migration des arbres varie en fonction des espèces mais, en général, les changements dans la distribution des espèces s’échelonnent sur de longues périodes.

Les conditions climatiques ont déjà changé et affectent déjà la distribution de certaines espèces d’arbres au Canada. Au cours des 50 dernières années, des changements ont eu lieu dans des zones de rusticité. Le climat existant dans une région où une espèce vit et se reproduit se trouvera vraisemblablement ailleurs dans l'avenir. Au Canada, on estime que le climat changera de 10 à 100 fois plus rapidement que la capacité des arbres à migrer, ce qui peut affecter la santé des forêts et la productivité.

Voir la définition de la distribution des espèces d’arbres et de ses indicateurs

Pourquoi se préoccuper de la distribution des espèces d’arbres?

La distribution des espèces d’arbres détermine la composition d’une forêt et a des incidences sur l’évolution des écosystèmes et sur l’approvisionnement en bois.

La distribution des espèces d’arbres est intimement associée au climat. Les changements climatiques modifient la distribution des espèces végétales et la composition des forêts. Les espèces d’arbres diffèrent dans leur façon d’interagir avec leur environnement (eau, cycle des éléments nutritifs, compétition, etc.). Les changements dans la composition des espèces peuvent par conséquent avoir une incidence sur les propriétés des écosystèmes. La composition des forêts détermine aussi la nature de la fibre ligneuse dont pourra disposer l’industrie forestière.

Un arbre qui commence actuellement à grandir dans une zone de viabilité climatique connaîtra fort probablement des conditions climatiques très différentes lorsqu’il aura atteint sa maturité. Certaines espèces pourraient être incapables de migrer ou de s’adapter assez rapidement aux nouvelles conditions climatiques, ce qui aurait des incidences sur la santé des forêts. Il faut donc tenir compte des changements dans les zones de viabilité climatique dans l'aménagement des forêts. La sélection rigoureuse de l’origine des graines et des espèces peut contribuer à faire croître des arbres sains et productifs dans un climat en transformation.

Qu’est-ce qui a changé?

Les conditions climatiques ont changé et des changements dans l’aire de distribution et dans l’abondance de certaines essences se sont produits à l’échelle locale.

Les changements climatiques ont déjà modifié l’aire de distribution de certaines espèces d’arbres. Au Canada, la migration des espèces d’arbres demeure un processus lent. De plus, les données précises sur la distribution passée des espèces d’arbres sont limitées. L’évaluation des changements survenus dans les aires de distribution des espèces d’arbres est par conséquent difficile. Toutefois, il est possible d’étudier les changements survenus dans les conditions climatiques qui sont pertinents dans la distribution des espèces.

Les zones de rusticité des plantes délimitent les endroits où les conditions environnementales existantes permettent à une espèce ou à la variété d'une plante de vivre et de connaître une bonne croissance. La mise à jour de la carte originale des zones de rusticité des plantes dans les années 1960 montre des changements dans les zones de rusticité qui correspondent globalement aux changements climatiques. Ces changements sont plus accentués dans l’Ouest du Canada (figure 1).

Trois cartes montrant les zones de rusticité des plantes du Canada des périodes : 1931 à 1960; 1961 à 1990; et 1981 à 2010.

Figure 1 – Carte originale (1931-1960; gauche) et cartes mises à jour (1961-1990; centre et 1981-2010; droite) des zones de rusticité des plantes du Canada

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Perspectives d’avenir

Deux cartes comparant la zone canadienne actuelle (1971-2001) de distribution du peuplier faux-tremble avec la zone projetée de viabilité climatique de l’espèce (2071-2100) suivant le scénario de l’évolution du climat RCP 8.5.

Figure 2 – Zone actuelle (1971-2000) par rapport à la zone projetée (2071-2100) de viabilité climatique du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) au Canada selon le scénario des profils représentatifs d’évolution de concentration (RCP)Note de bas de page * 8.5 qui suppose une augmentation continue des émissions
Remarque : Les zones de viabilité climatique ont été modélisées à l’aide de l'outil interactif de cartographie du site Web des zones de rusticité des plantes du Canada

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On s’attend à ce que les changements dans les conditions climatiques soient trop rapides par rapport à la capacité de migration des espèces d’arbres.

Les projections permettent de penser que les conditions climatiques existant dans une zone où une espèce d’arbre vit et se reproduit actuellement (soit une zone de viabilité climatique) se retrouveront dans d’autres emplacements (figure 2). Toutefois, il est difficile de prédire si les espèces seront en mesure de s’adapter aux nouvelles conditions climatiques ou de migrer assez rapidement pour suivre ces changements. La capacité de migrer varie entre les espèces d’arbres (voir : Vulnerability of Canadian forest tree species to climate change).

À moyen terme, la proportion relative des espèces au sein d’une forêt pourrait varier, mais on ne s’attend pas à des changements draconiens dans la composition des forêts. Les données du passé sur la vitesse de migration des espèces d’arbres en réaction aux changements climatiques du passé offrent une indication de la capacité de migration des espèces.

Les changements climatiques projetés sont sans précédent et on estime qu'au Canada le climat changera de 10 à 100 fois plus rapidement que la capacité de migration des espèces. Cet écart peut entraîner de la mésadaptation chez certaines espèces, les rendant moins productives et plus vulnérables aux insectes et aux maladies.

La définition de la distribution des espèces d’arbres et de ses indicateurs

La distribution d’une espèce est la zone où l’espèce vit et se reproduit naturellement pendant une période définie. Étant donné que les arbres sont des organismes immobiles, il peut se passer des dizaines d’années avant que des changements dans la distribution des espèces d’arbres, causés par les changements climatiques, puissent être constatés.

Il existe peu de données précises sur la distribution passée des espèces d’arbres, ce qui rend difficile l’évaluation des changements survenus dans le passé. Les indicateurs en lien avec la distribution des espèces d’arbres peuvent être utilisés rétrospectivement dans l'évaluation de la façon dont les conditions climatiques déterminent les changements dans la distribution des essences. Les zones de rusticité sont des endroits où les conditions ambiantes permettent à des espèces végétales de vivre et de bien croître. Bien connues des jardiniers, ces zones peuvent servir à évaluer les changements survenus dans le passé.

Les projections sur la distribution des espèces sont difficiles à réaliser, étant donné l’incertitude rattachée à la capacité des espèces d’arbres à s’adapter à de nouvelles conditions climatiques et à migrer pour retrouver un climat qui leur est favorable. Cependant, les changements temporaux et spatiaux dans les différentes zones de viabilité climatique (ou les niches climatiques) peuvent être modélisés. Une zone de viabilité climatique fait référence au climat existant dans l’aire de distribution actuelle d’une espèce. Les zones de viabilité climatique peuvent être délimitées à l’aide de méthodes de modélisation qui utilisent des données de projection du climat. Ces modèles reposent sur l’hypothèse suivant laquelle les distributions actuelles d’espèces d'arbres sont en équilibre avec les conditions climatiques actuelles. Ces modèles ne cartographient pas la distribution des espèces dans l'avenir, mais tentent plutôt de prévoir où les conditions climatiques dans lesquelles les espèces vivent et se reproduisent actuellement se retrouveront dans les années à venir.

En ce qui concerne le programme Changements forestiers, les changements survenus dans la distribution de chaque espèce d’arbres n’ont pas été évalués directement. Le changement des zones de rusticité permet d’estimer les changements observés dans la distribution des espèces. La carte originale des zones de rusticité repose sur des données climatiques relatives à la période allant de 1931 à 1960. Les cartes mises à jour utilisent des techniques d’interpolation différentes pour des données relatives à la période allant de 1961 à 1990 et de 1981 à 2010. La comparaison des zones entre les trois périodes (1931-1960, 1961-1990 et 1981-2010) montre des changements qui sont liés aux changements climatiques.

Les renseignements de base sur la distribution des espèces ont été estimés en utilisant la zone actuelle de viabilité climatique qui est basée sur la période de référence climatique de 1971-2000. La distribution projetée des espèces dans l'avenir n’a pas été directement évaluée. Les projections des zones de viabilité climatique ont été modélisées à l’aide de l'outil interactif de cartographie du site Web des zones de rusticité des plantes du Canada. Cet outil va au-delà de la délimitation d’une simple carte des zones de rusticité; il permet la projection et la cartographie de zones de viabilité climatique futures de plus de 3 000 espèces végétales.

Sources et références de la distribution des espèces d’arbres et de ses indicateurs

Personnes-ressources du Service canadien des forêts

Dan McKenney, chef, analyse du paysage et applications, Centre de foresterie des Grands Lacs
André Beaudoin, chercheur scientifique, télédétection et modélisation spatiale, Centre de foresterie des Laurentides
Pierre Bernier, chercheur scientifique, productivité forestière, Centre de foresterie des Laurentides

Outils d’adaptation et ressources disponibles

La migration assistée des espèces d’arbres au Canada – page Web décrivant le concept de migration assistée, c’est-à-dire les déplacements – assistés par l’homme – d’espèces végétales vers des habitats climatiques auxquels elles sont adaptées, avec liens vers des articles, des rapports et des ressources

Site sur la rusticité des plantes du Canada – application Web regroupant des modèles et des cartes spécifiques aux espèces végétales de la répartition climatique actuelle et prévue de plus de 3 000 d'entre elles

SeedWhere – application Web qui sert à cartographier les similarités climatiques entre les régions géographiques pour aider l’utilisateur à planifier le déplacement des semences en fonction du climat actuel et des climats prévus

Trousse d’outils de Changements forestiers – liste d’outils d'adaptation aux changements climatiques et de ressources disponibles

Pour en savoir davantage
Recherches connexes au Service canadien des forêts