Vers une nouvelle compréhension des arbres et des forêts

I. Calder, T. Hofer, S. Vermont et P. Warren

Ian Calder est Professeur au Centre for Land Use and Water Resources Research, Université de Newcastle, Royaume-Uni.
Thomas Hofer est Forestier (Conservation et hydrologie), Département des forêts de la FAO, Rome.
Sibylle Vermont est responsable scientifique, Bureau fédéral pour l’environnement, Berne, Suisse.
Patrizio Warren est Consultant en sciences sociales, Département des forêts de la FAO, Rome.

Synthèse des connaissances actuelles sur les interactions entre les forêts et l’eau et principaux problèmes des politiques relatives aux eaux et forêts.

Dans de nombreuses régions du monde, les disponibilités d’eau et leur qualité sont de plus en plus menacées par la surexploitation, la mauvaise utilisation et la pollution, et l’on est de plus en plus conscient du fait que ces deux aspects sont fortement influencés par les forêts. En outre, le changement climatique altère le rôle des forêts dans la régulation des écoulements d’eau ainsi que leur influence sur les disponibilités hydriques (Bergkamp, Orlando et Burton, 2003). La relation entre les forêts et l’eau est donc un aspect critique qui mérite une attention prioritaire.

Les bassins versants boisés fournissent une proportion élevée de l’eau utilisée à des fins domestiques, agricoles, industrielles, et écologiques, dans les zones d’amont et d’aval. Ceux qui gèrent des terres, des forêts et des ressources en eau ont une lourde tâche qui est de maximiser le large éventail d’avantages multisectoriels que procurent les forêts, sans porter atteinte aux ressources hydriques et aux fonctions de l’écosystème. Pour relever ce défi, il est urgent d’améliorer la compréhension des interactions entre les forêts ou les arbres et l’eau, de sensibiliser et de renforcer les capacités dans le domaine de l’hydrologie forestière, ainsi que d’intégrer ces connaissances et les conclusions des recherches dans les politiques. Il faut aussi mettre en place des mécanismes institutionnels pour renforcer les synergies afin de résoudre les problèmes liés aux forêts et à l’eau, et mettre en œuvre et faire appliquer des programmes d’action aux niveaux national et régional.

Dans le passé, les politiques relatives aux eaux et forêts se fondaient souvent sur l’hypothèse que, quelles que soient les conditions hydrologiques et écologiques, la forêt était le meilleur couvert végétal pour maximiser le rendement en eau, régulariser les flux saisonniers et garantir une bonne qualité de l’eau. La conservation (ou l’expansion) du couvert forestier dans les bassins versants d’amont était donc considérée comme la mesure la plus efficace pour accroître les ressources en eau disponibles pour les utilisations agricoles, industrielles et domestiques, mais aussi pour prévenir les inondations dans les zones d’aval.

Les recherches en hydrologie forestière conduites durant les années 80 et 90 (résumées par Bruijnzeel, 2004; Calder, 2005, 2007; Van Dijk et Keenan, 2007) font apparaître une situation très différente. Bien que le rôle majeur du couvert forestier d’amont dans l’approvisionnement en eau pure ait été confirmé, les généralisations antérieures sur l’action bénéfique qu’aurait le couvert forestier d’amont sur les flux annuels et saisonniers d’aval se sont généralement révélées erronées. Des études ont en revanche montré que, en particulier dans les écosystèmes arides ou semi-arides, les forêts n’étaient pas le couvert végétal idéal pour accroître la production d’eau en aval. En outre, il est scientifiquement démontré que, dans les écosystèmes tropicaux, le rôle de protection du couvert forestier d’amont contre les crues saisonnières en aval a souvent été surestimé. Cela est particulièrement vrai dans le cas de phénomènes majeurs intéressant de grands bassins versants ou hydrographiques (FAO et CIFOR, 2005).

L’année internationale de l’eau douce 2003 et le troisième Forum mondial de l’eau (Kyoto, Japon, 2003) ont servi de guide pour intégrer dans les politiques cette compréhension des interactions biophysiques entre les forêts et l’eau. La Réunion internationale d’experts sur les forêts et l’eau, tenue à Shiga, Japon, en novembre 2002 en préparation de ces évènements, a mis en lumière la nécessité d’adopter une approche plus holistique en prenant en considération les interactions entre l’eau, les forêts, les autres utilisations des terres et les facteurs socioéconomiques dans des écosystèmes de bassins versants complexes. Au cours des cinq dernières années, la Déclaration de Shiga est devenue une référence clé pour l’élaboration d’une nouvelle génération de politiques des eaux et forêts (voir l’article de Zingari et Achouri, dans ce numéro).

	En amont et en aval, une approche plus holistique s’impose pour étudier les interactions entre l’eau, les forêts, les autres utilisations des terres et les facteurs socioéconomiques (bassin versant boisé en Inde, irrigation dans la République arabe syrienne)
FAO/FO-5535/T. Hofer	FAO/19044/R. Faidutti

ÉTAT DES CONNAISSANCES SUR LES FORÊTS ET L’EAU

Récemment, l’hydrologie forestière s’est focalisée sur trois thèmes présentant un intérêt particulier pour la formulation des politiques, à savoir: avantages et inconvénients comparatifs du couvert forestier pour maximiser la production d’eau en aval; rôle des forêts d’amont dans le maintien des flux d’eau durant la saison sèche; et préservation de la qualité de l’eau. Cette section résume les conclusions tirées dans ces trois domaines (d’après Hamilton, 2005).

Jadis, ceux qui formulaient les politiques partaient souvent du principe que plus il y avait d’arbres, plus il y avait d’eau, mais cette hypothèse est remise en cause par les recherches actuelles en hydrologie forestière. L’écosystème forestier consomme en réalité de grosses quantités d’eau. Les cimes des arbres réduisent les flux souterrains et le débit des cours d’eau par interception des précipitations et par évaporation et transpiration à partir des feuilles; comme les forêts naturelles et les forêts établies par l’homme consomment plus d’eau que la plupart des autres types de végétation (notamment les cultures agricoles et fourragères), il est indiscutable que la suppression (même partielle) des forêts accroît la production d’eau en aval.

On a donc parfois suggéré de supprimer le couvert forestier qui consomme beaucoup d’eau, en particulier dans les zones semi-arides, pour prévenir ou atténuer la sécheresse. Toutefois, les avantages de cette approche devraient être mis en balance avec les inconvénients qui en découleraient, à savoir la perte de nombreux autres biens et services forestiers (lutte contre l’érosion, amélioration de la qualité de l’eau, fixation du carbone, récréation et attrait esthétique, bois d’œuvre, bois de feu, autres produits forestiers et biodiversité). La déforestation est à proscrire dans les zones exposées à la salinité, où elle ferait remonter les sels à la surface du sol, ainsi que dans les forêts montagneuses de brouillard où le feuillage des arbres, les superficies de végétation épiphyte, les brindilles, branches, tiges et buissons font office de «filets» en captant les «précipitations horizontales» provenant du brouillard ou des nuages.

Il est également démontré que la suppression totale ou partielle du couvert forestier peut accélérer le débit de l’eau et accroître le risque d’inondation durant la saison des pluies, réduire le débit des cours d’eau, ou même entraîner leur assèchement en saison sèche. Toutefois, on a généralement surestimé le rôle que joue le couvert forestier dans la régulation des flux hydrologiques. Les effets de la suppression du couvert forestier ne sont évidents qu’au niveau micro-économique avec des précipitations de courte durée et de faible intensité (qui sont ordinairement les plus fréquentes). Plus la durée ou l’intensité des pluies, ou la distance de la zone des précipitations par rapport au bassin versant, augmente, moins le couvert arboré influe sur la régulation des écoulements.

À l’échelle macro-économique, ce sont moins les pratiques de gestion des terres que les processus naturels intéressant le bassin versant supérieur qui favorisent les fortes inondations. Par exemple, des preuves scientifiques solides démentissent l’hypothèse selon laquelle la déforestation dans l’Himalaya provoquerait de fortes inondations dans les plaines du Gange et du Brahmapoutre; les grandes inondations résultent plutôt d’une combinaison de facteurs, notamment des débits de pointe simultanés des gros fleuves, des ruissellements importants provenant des collines adjacentes aux plaines inondables, de forte pluies, des niveaux élevés des nappes phréatiques et des vives eaux, de l’endiguement latéral des fleuves et de la disparition de zones de stockage dans les basses terres (Hofer et Messerli, 2006). Il y a donc de nombreuses bonnes raisons de reboiser les bassins versants (limiter les pertes en sols, prévenir la sédimentation des cours d’eau, maintenir la production agricole, conserver les habitats de la faune sauvage, etc.), mais la réduction ou l’élimination du risque d’inondation n’en est pas une. Les reboisements pratiqués à cette fin ne sont efficaces qu’au niveau local, sur quelques centaines d’hectares. Les relations complexes entre les forêts et l’eau dans les gros bassins hydrographiques restent un sujet de discussion (voir CIFOR, 2007) et il est clair que les travaux doivent être poursuivis pour mieux comprendre ces interactions.

C’est en préservant la qualité de l’eau que les forêts contribuent de la manière la plus significative à améliorer les caractéristiques hydrologiques des écosystèmes de bassins versants. Elles y parviennent en minimisant l’érosion du sol in situ, en réduisant la sédimentation des plans d’eau (terres humides, étangs, lacs, cours d’eau, rivières) et en piégeant ou en filtrant les autres polluants de l’eau dans la litière forestière, en particulier grâce aux processus suivants:

• Sur les terrains en pente, le sol descend, principalement sous l’effet de la force de gravité et du battement des gouttes de pluie. Le couvert de forêt naturelle fournit une excellente protection contre l’érosion pluviale du sol, grâce essentiellement aux feuilles de la partie basse de la canopée et à la litière du sol qui atténuent la battance des gouttes de pluie. La suppression des forêts et leur remplacement par d’autres systèmes d’utilisation des terres conduisent le plus souvent à une augmentation et à une accélération de l’érosion, sauf si l’on prend beaucoup de précautions pour conserver les sols.
• L’érosion est généralement associée à une plus forte concentration de sédiments dans les eaux de ruissellement et à un ensablement des cours d’eau. Un bon couvert forestier est plus efficace que tout autre type de végétation pour empêcher les sédiments de passer dans l’eau. Le couvert du sol, les débris et les racines des arbres piègent les sédiments et les empêchent de se déplacer le long des pentes. En outre, les racines profondes des arbres stabilisent les pentes et contribuent à prévenir les glissements de la couche superficielle du sol.
• La qualité de l’eau peut être altérée, non seulement par des sédiments, mais aussi par divers types de polluants – variant selon les modes d’utilisation des terres environnantes et le drainage vers le cours d’eau – notamment par des concentrations excessives de matière organique (conduisant à l’eutrophisation de l’eau) et par des produits chimiques agricoles ou industriels. La forêt est sans conteste un couvert végétal approprié pour les bassins versants d’adduction de l’eau potable, dans la mesure où les activités sylvicoles (à l’exception des plantations gérées de manière intensive) ne nécessitent ni engrais ni pesticides et évitent la pollution par les déchets des ménages ou les processus industriels. En outre, la pollution de source non ponctuelle (pollution provenant de nombreuses sources diffuses) due aux utilisations domestiques, industrielles et agricoles, peut être considérablement réduite, voire éliminée, en maintenant des zones tampons adéquates de forêt riparienne le long des cours d’eau; toutefois, ces zones n’empêchent pas la contamination de l’eau souterraine. En outre, lorsque les polluants atmosphériques sont interceptés par les arbres en raison de leur hauteur et de leur résistance aérodynamique, les forêts des bassins versants ne fournissent pas de protection pour préserver la qualité de l’eau. Ce problème se rencontre surtout dans les forêts de montagne des pays industrialisés.

Bien que les forêts puissent atténuer de petites inondations localisées, il semble qu’elles n’aient pas d’impact sur des crues causées par des pluies torrentielles, comme l’inondation due à un cyclone dans la Vallée de Paznaun (Autriche), en août 2005

Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau

Les forêts permettent de garder une eau pure en minimisant l’érosion du sol et en retenant les sédiments; la déforestation accroît généralement l’érosion qui augmente la concentration de sédiments dans les eaux de ruissellement et l’ensablement des cours d’eau (Pakistan)

FAO/ FO-6389/M. Kashio

PROBLÈMES DES POLITIQUES ACTUELLES DES EAUX ET FORÊTS

Après l’Année internationale de l’eau douce en 2003, la discussion entre les spécialistes de l’hydrologie forestière, les autres experts du secteur de l’eau et les décideurs, s’est focalisée sur les trois grands thèmes suivants: intégration des connaissances en hydrologie forestière dans les politiques hydriques; inclusion des contributions du secteur forestier dans des politiques intégrées de gestion des ressources hydriques; et paiement des services environnementaux liés aux forêts et à l’eau.

Intégration des connaissances en hydrologie forestière dans les politiques hydriques

Bien que la compréhension scientifique des interactions entre les forêts et l’eau se soit sensiblement améliorée, le rôle des forêts dans la gestion durable des ressources en eau reste controversé, comme on l’a vu dans la section précédente. L’incertitude et, dans certains cas, la confusion demeurent, car il est difficile de transposer les résultats des recherches à d’autres pays et régions, bassins versants, types de forêts et essences et régimes de gestion forestière.

Un autre problème vient du décalage persistant entre les recherches et les politiques, dû au moins en partie à l’incapacité à communiquer les résultats des recherches hydrologiques aux décideurs, et à remettre en cause les hypothèses classiques avec des preuves scientifiques. Pour remédier à ce problème, l’Union internationale des instituts de recherches forestières (IUFRO) a constitué en 2006 une Équipe spéciale sur les interactions entre les forêts et l’eau qui a pour tâche de promouvoir un consensus parmi les spécialistes de l’hydrologie forestière sur les principales interactions entre les forêts et l’eau, et d’identifier des domaines d’incertitude scientifique sur lesquels axer les recherches. Dans le souci de produire et de diffuser des informations qui puissent être utilisées facilement et sans danger par des profanes, l’équipe spéciale a établi une fiche d’information d’une page pour faire connaître aux décideurs les concepts clés de l’hydrologie forestière (récapitulés dans l’encadré à droite). De la même manière, la FAO a produit la brochure Why invest in watershed management pour attirer l’attention des responsables des politiques et des décideurs sur les implications et les avantages de la gestion des bassins versants (voir encadré page suivante).

L’éducation a un rôle à jouer pour resserrer les liens entre la recherche et les politiques dans le domaine de l’hydrologie forestière. L’éducation scientifique et technique est généralement très sectorielle. Un enseignement interdisciplinaire est nécessaire pour améliorer la connaissance des interactions forêts-eau, par exemple pour améliorer les capacités d’évaluation des effets des programmes de boisement et de reboisement sur la qualité et la quantité d’eau, la maîtrise des inondations et la protection des sols.

Inclusion de la foresterie dans la gestion intégrée des ressources hydriques

L’un des objectifs du Sommet mondial du développement durable de 2002 était de promouvoir les plans de gestion intégrée des ressources hydriques, au niveau du bassin versant ou hydrographique. Ces plans multisectoriels devraient viser à garantir l’approvisionnement en «eau pour les populations, l’alimentation, la nature, les industries et les autres utilisations» (Global Water Partnership, TAC, 2000).

La nécessité de réserver une place dans ces plans au concept de «la nature au service de l’eau» qui prend en compte le rôle des écosystèmes terrestres dans l’amélioration de la production et de la qualité de l’eau, est de plus en plus reconnue. Par exemple, la forêt de Lange Erlen, en Suisse, est inondée d’eau du Rhin une douzaine de jours par mois pour permettre au sol forestier de filtrer l’eau et de l’épurer, et pour réalimenter la nappe phréatique de la ville voisine de Bâle.

Comme les forestiers sont de plus en plus déterminés à élaborer des programmes forestiers nationaux (PFN) pour mettre en œuvre la gestion durable des forêts, ils peuvent s’allier à des experts en hydrologie pour élaborer des plans de gestion intégrée des ressources en eau et des programmes forestiers dans le cadre d’un processus de planification plus global du bassin versant/hydrographique. De même, les responsables de la gestion des bassins versants et hydrographiques transfrontières devraient prêter plus d’attention à la relation entre le couvert forestier d’amont et les écoulements d’eau en aval. Par exemple, Le Programme pour le développement durable du Rhin (CIPR, 2001), une initiative transfrontière, a recours à des boisements et à des mesures de conservation des forêts pour faciliter la rétention de l’eau et prévenir les inondations dans les zones voisines situées en contrebas. La superficie de forêt protégée dans le bassin, de 1 200 km2 en 2005, devrait atteindre 3 500 km2 d’ici à 2020.

De nombreux pays ont commencé à élaborer des plans de gestion intégrée des ressources en eau, à l’échelle nationale ou du bassin versant. L’existence d’un grand nombre de parties prenantes diverses aux intérêts différents et parfois opposés, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur du bassin versant, et le chevauchement des responsabilités administratives des différentes autorités régionales dans de nombreux pays rendent la mise en œuvre de ces plans difficile. Un processus de planification par étapes est conseillé pour s’assurer l’adhésion des intéressés et l’application effective du plan. Par exemple, la Directive-cadre sur l’eau (DCE) de l’Union européenne prévoit l’élaboration de plans de gestion des bassins hydrographiques à partir d’un processus consultatif qui aura lieu en 2008 et sera finalisé en 2009. Cela laisse aux forestiers européens le temps de coopérer avec leurs collègues experts en hydrologie.

Paiement des services environnementaux

Dans beaucoup de pays, les politiques, plans et programmes relatifs aux eaux et forêts convergent grâce à la popularité croissante des programmes de rétribution des services environnementaux (également appelés accords de coopération fondés sur des mesures d’encouragement, rétribution de la bonne gestion, programmes d’indemnisation, ou rétribution des performances) pour financer la gestion des bassins versants, la gestion durable des forêts et d’autres processus de développement durable (voir encadré concernant le Mexique). Les paiements ne se font pas nécessairement en argent, mais souvent en services qui font défaut dans une communauté (tels que réfection des routes, bus scolaire ou transport hebdomadaire des produits agricoles).

Les populations d’amont qui gèrent les forêts peuvent, par exemple, recevoir un dédommagement des populations d’aval qui utilisent l’eau, sous la forme d’une rétribution directe de services d’hydrologie forestière, tels que la régulation du débit ou la protection de la qualité de l’eau. Dans les pays en développement, cela génère une «hydrosolidarité» entre les populations d’amont et d’aval, dont les intérêts sont souvent défendus par des organismes publics. Par exemple, depuis 1996, le gouvernement du Costa Rica a parrainé des programmes visant à promouvoir la conservation des forêts par des incitations économiques et à indemniser ceux qui possèdent ou exploitent des terres qui fournissent des services environnementaux. Des mécanismes plus sophistiqués, dont des subventions financées par l’impôt sur le revenu et par d’autres sources du secteur public, sont mis en place dans les pays industrialisés (voir encadré concernant la Suisse). La Convention de la Commission économique des Nations Unies pour l’Europe (CEE-ONU) sur la protection et l’utilisation des cours d’eau transfrontières et des lacs internationaux (2007) a récemment approuvé le concept de la rétribution des services rendus par les écosystèmes, tels que la conservation et l’expansion du couvert forestier.

Les zones tampons de forêt riparienne peuvent réduire considérablement, voire éliminer, la pollution de source non ponctuelle d’origine domestique, industrielle et agricole (Suriname)

FAO/FO-0788/Noebauer

CONCLUSIONS

Durant les cinq ans qui ont suivi la Déclaration de Shiga, le Troisième Forum mondial de l’eau et l’Année internationale de l’eau douce 2003, la compréhension scientifique moderne des interactions entre les forêts et l’eau a peu à peu imprégné les politiques environnementales internationales et nationales. Le problème des «quatre M» (Mythes, Mauvaise compréhension, Mauvaise interprétation et Mauvaise information) (Hamilton, 1985) a ainsi enfin pu être en partie corrigé dans les milieux politiques. Le nouvel éclairage jeté sur les interactions eau-forêts a permis de mieux comprendre ce qu’une forêt peut (ou ne peut pas) faire pour résoudre les problèmes qui ne feront que s’aggraver dans le monde, en termes de disponibilité, qualité et gestion des ressources hydriques.

Cela a engendré une coopération plus étroite et plus fructueuse entre les experts en gestion de l’eau et les forestiers, dont témoignent les travaux effectués au cours des cinq dernières années par des organismes régionaux et mondiaux, tels que la Conférence ministérielle pour la protection des forêts en Europe (CMPFE), le Réseau international des organismes de bassin (RIOB), le Réseau latino-américain de coopération technique pour l’aménagement des bassins versants (REDLACH), la Commission du fleuve Mékong, la Convention sur la diversité biologique (CDB), le Comité des forêts de la FAO (COFO), les Commissions régionales des forêts de la FAO et le Comité du bois de la CEE-ONU.

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