J. Evans
Le professeur Julian Evans travaille en tant que consultant auprès de l'Administration britannique du développement outre - mer.
Note: Adaptation du Mémoire volontaire présenté au XIe Congrès forestier mondial, 13-22 octobre 1997, Antalya (Turquie).
Il faut que le concept de durabilité des plantations forestières soit démontré clairement étant donné que les approvisionnements futurs en produits forestiers proviendront de plus en plus de forêts et de plantations exploitées intensivement. Cet article examine les données disponibles et rend compte des conclusions récentes résultant d'une comparaison entre trois rotations de pins dans la forêt d'Usutu, au Swaziland.
Le concept de durabilité est essentiel pour l'aménagement rationnel des forêts et il fait actuellement l'objet de nombreux débats. Dans le cas des forêts plantées dans le but spécifique de produire du bois, que ce soit à des fins industrielles ou domestiques, la question que l'on doit se poser est la suivante: les approvisionnements peuvent-ils être maintenus à perpétuité? Lorsque l'on aura trouvé une réponse satisfaisante à cette question de la durabilité dite biologique stricto sensu, les technologies de la sylviculture de plantation pourront réaliser, avec quelques chances de succès, le potentiel que le monde entier attend d'elles.
Bien que les estimations varient, la surface totale de plantations forestières dans le monde est comprise entre 120 et 140 millions d'hectares. Ce qui est plus certain, c'est que le nombre de plantations s'accroît tant dans les pays tempérés que dans les pays tropicaux. Dans les régions tropicales notamment, le taux actuel de création de plantations (2 à 3 millions d'hectares par an) est deux fois plus rapide que celui enregistré durant les années 60 et 70 (FAO, 1992; Evans, 1992). Il s'agit le plus souvent de plantations à vocation industrielle ou à usage domestique (perches de construction, bois de feu et fourrage).
La plupart des plantations forestières sont uniformes du point de vue de l'âge et de la composition des essences (monoculture) et sont le plus souvent gérées de façon à optimiser le rendement en bois du site. Le système sylvicole le plus courant est basé sur la coupe rase et la replantation, même si l'on pratique, le cas échéant, la coupe de régénération comme méthode de repeuplement. Ces caractéristiques de la sylviculture de plantation ont suscité des préoccupations quant à la capacité de maintenir la productivité des sites sur lesquels les arbres sont plantés. Des modèles d'exportation de nutriments, des examens des dommages physiques sur la structure du sol et un prétendu accroissement des risques de ravageurs et de maladies ont été avancés pour soutenir l'hypothèse selon laquelle la foresterie de plantation intensive serait, de par sa nature, non durable.
La question de la durabilité, au moins dans le sens biologique étroit, est depuis longtemps un sujet de préoccupation en agriculture, notamment pour les cultures arables. Plusieurs essais à long terme ont été effectués dans différents pays, le plus ancien et le plus célèbre étant celui de Broadbalk Field, à la station expérimentale de Rothamsted, à Harpenden (Royaume-Uni). Depuis 1843, les cultures de blé se sont succédé sans interruption et ont été évaluées. Sur une longue période, les rendements de la parcelletémoin qui n'a pas reçu d'engrais et qui n'a bénéficié que de soins culturaux minimaux pour lutter contre les mauvaises herbes sont restés faibles mais stables (Johnston, 1994). Cette étude a démontré que même après 150 ans, la terre n'était pas appauvrie par le blé, et que les faibles rendements résultaient de l'insuffisance des intrants externes (qui sont pourtant en augmentation, notamment l'azote dérivé anthropogéniquement principalement de l'eau de pluie, à des concentrations allant jusqu'à environ 30 kg/ha-1/an-1).
Les preuves concrètes concernant la productivité à long terme des plantations forestières restent par contre plus rares. Or, sans elles, les forestiers ne peuvent ni démontrer la valeur de leur système sylvicole, ni réfuter les hypothèses selon lesquelles la culture d'essences à croissance rapide sur plusieurs rotations successives aboutit inévitablement à la dégradation des sols. Cet article examine les signes de déclin des rendements et fait un rapport détaillé sur les meilleures séries de données existant dans le monde, qui décrivent le rendement de trois rotations successives sur le même site (Evans, 1996). L'auteur a passé ce sujet en revue au VIIIe Congrès forestier mondial, tenu à Jakarta en 1978 (Evans, 1978). Depuis lors, on a obtenu de nouvelles informations importantes se rapportant à la question de durabilité.
Une étude approfondie d'Evans (1990) a montré que les cas de déclins des rendements tangibles et généralisés sont rares, à l'exclusion de ceux attribués à la pollution et au dépérissement dû à des agents pathogènes (Ciesla et Donaubauer, 1994; Freer - Smith, sous presse). Trois exemples principaux ont été signalés dans la littérature forestière.
Epicéa en Saxe et ailleurs en Europe
D'après des rapports de Weidemann (1923), dans les années 20, sur d'importantes surfaces en Basse - Saxe (Allemagne) des épicéas de la deuxième et de la troisième rotations (Picea abies) se développaient mal et affichaient des symptômes de mauvaise santé. Ce déclin, qui a fait l'objet de nombreuses recherches, a été attribué à la défoliation par les insectes, à la pollution atmosphérique, aux effets de la monoculture et, tout simplement, au système de foresterie intensive qui était pratiqué. Il est à présent clair que les problèmes venaient en grande partie du fait que les épicéas étaient plantés sur des sites mal adaptés, ce qui se vérifie aussi avec le sapin argenté (abies alba).
Ailleurs en Europe, des rapports ont signalé des déclins des rendements localisés au Danemark, aux Pays-Bas et en France dans les Landes, mais ni leur étendue ni leur ampleur n'ont suscité d'inquiétude. En Grande-Bretagne, la plupart des cultures de la deuxième rotation sont dans un état équivalent ou meilleur que celles de la rotation précédente et, là où les forêts ont été repeuplées avec l'épicéa de Sitka (Picea sitchensis), qui est de loin l'essence la plus importante sur les terres d'altitude, il n'y a pas eu besoin de réappliquer d'engrais phosphaté, qui avait pourtant été essentiel pour l'établissement de la première rotation (Taylor, 1990).
A l'heure actuelle, de nombreux peuplements forestiers présentent une croissance des rendements par rapport au passé, et ce pour des raisons qui ne sont pas tout à fait claires, mais qui pourraient être le résultat d'une meilleure sylviculture et de concentrations plus élevées de CO2 et de NOx dans l'atmosphère (Spieker et al., 1996).
Pinus radiata en Australie méridionale et en Nouvelle - Zélande
Les premiers rapports faisant état d'un déclin significatif de la productivité du pin de Monterey (P. radiata) ont paru au début des années 60 (Keeves, 1966) et, à la fin de la décennie, il était clair que, dans tout l'Etat, la productivité des arbres de la deuxième rotation diminuait de 30 pour cent. Bien entendu, de nombreux chercheurs se sont penchés sur ce problème et il est peu à peu devenu évident qu'une combinaison de facteurs était responsable de la croissance médiocre des arbres de la deuxième rotation qui avaient été replantés. Les pratiques de coupe et de préparation du site, par exemple l'andainage, entraînaient une perte importante de matière organique sur le site, et des concentrations élevées en graines d'adventices associées à un désherbage insuffisant conduisaient à un envahissement important de l'herbe. Les expériences ont montré que la conservation de la matière organique et d'autres pratiques d'entretien du site plus soigneuses, ainsi qu'un désherbage adéquat amélioraient sensiblement le rendement de la deuxième rotation et réduisaient considérablement le problème du déclin des rendements. Aujourd'hui, ces pratiques et d'autres modifications des méthodes de sylviculture l'ont totalement éliminé (Woods, 1990).
Dans certaines zones circonscrites de la Nouvelle-Zélande, une baisse des rendements de la deuxième rotation a aussi été signalée dans des peuplements de Pinus radiata (Whyte, 1973), mais elle était limitée aux sites appauvris dans la région de Nelson, dans l'île du Sud. Ailleurs, une étude approfondie sur le pitchpin américain (Pinus elliotii) de la deuxième rotation dans le Queensland n'a mis en évidence aucune baisse du rendement. De même, aucune baisse n'a été constatée dans les peuplements de pins subtropicaux d'Afrique australe, mis à part un cas extrêmement localisé et lié à l'état du site, au Swaziland (Evans, 1996).
Cunninghamia lanceolata en Chine
Environ 6 millions d'hectares de sapins de Chine (C. lanceolata) ont été plantés en Chine subtropicale. Il s'agit en effet de l'essence la plus répandue dans les plantations. La plupart des plantations sont monospécifiques et exploitées sur de courtes rotations pour produire des petites perches, mais l'arbre tout entier feuillage, écorce et même parfois racines - est utilisé d'une manière ou d'une autre. Les premiers rapports d'une baisse significative des rendements sont apparus il y a quelques années. Les exposés de Li et Chen (1992) et de Ding et Chen (1995) indiquent que la productivité aurait baissé entre la première et la deuxième rotations d'environ 10 pour cent et aurait encore diminué de 40 pour cent entre la deuxième et la troisième rotations. Il a été difficile d'obtenir des données sur l'extension de ce type de déclin, mais les nombreuses recherches réalisées sur les problèmes de la monoculture, de l'allélopathie, des altérations du sol, etc., témoignent de l'importance que lui accordaient les forestiers chinois. Il semble que les pratiques consistant à abattre l'arbre tout entier et à enlever la quasi - totalité de la matière organique du site après la récolte, et des conditions favorisant une invasion étendue d'herbes et de bambous jouent un rôle majeur. La question de l'incidence sur la productivité de l'allélopathie et du recrutement des rejets de taillis pour le repeuplement reste sans réponse. La baisse du rendement des sapins de Chine a fait l'objet de recherches menées en coopération par l'Administration britannique du développement outre-mer et l'Académie chinoise de la foresterie.
Taillis
Les plantations de quelques essences, comme l'eucalyptus, sont souvent exploitées en taillis pour la deuxième, troisième et parfois quatrième rotations. De nombreux éléments indiquent que, normalement, la première culture en taillis est la plus productive, et que les rendements de chaque rotation successive diminuent jusqu'à ce que de nouveaux arbres soient replantés. Les rapports de Kaumi (1983) sur le Kenya et de Jacobs (1981) sur l'Inde sont typiques (voir Evans, 1992), bien que dans les plantations en taillis pour la fabrication de charbon de bois au Brésil, la première culture ne soit pas forcément toujours la meilleure. Cette diminution de la productivité dérive principalement de la mort des souches et de la réduction du volume sur pied à l'hectare, mais aussi de raisons physiologiques: comme les rejets de taillis se développent sur un système racinaire de plus en plus vieux, ils ont des caractéristiques de «maturité» plus tôt que la normale. Il n'y a guère d'éléments indiquant que le régime du taillis en soi affaiblit la productivité du site.
Dans la forêt d'Usutu, au Swaziland, les premières recherches ont commencé en 1968, à la suite des rapports de l'Australie sur le déclin de la productivité des P. radiata de la deuxième rotation. Depuis 1968, la productivité de chaque rotation successive de P. patula a été enregistrée sur un réseau de parcellestémoins dans toute la forêt. On dispose à présent de données sur les trois rotations complètes (voir Evans, 1996). Les enregistrements des rendements au Swaziland constituent probablement la meilleure série au monde de données permettant de comparer trois rotations successives de plantations forestières sur le même site.
Les mesures enregistrées avec assiduité et soin montrent que dans la quasi-totalité de la forêt, où les sols dérivent d'une lithologie complexe de granit et de gneiss, les rendements n'ont pas diminué. En effet, sur ces roches à altération intermédiaire ou lente (feldspaths, biotites et moscovites), de nombreux éléments prouvent que les performances de la troisième rotation sont nettement supérieures à la deuxième (tableau 1). En revanche, sur une petite partie de la forêt (13 pour cent de la surface), où prédominent les sols dérivés du gabbro du complexe d'Usushwana, à altération lente ou très lente (plagioclase, quartz et hornblende), une baisse importante des rendements a été constatée entre la première et la deuxième rotations, mais pas entre la deuxième et la troisième (tableau 2).
Ce qui est important dans ces données provenant du Swaziland, hormis le caractère prolongé des recherches qui a été maintenu, c'est qu'il n'y a eu ni amélioration génétique ni adjonction d'engrais d'une rotation à l'autre. En outre, les années 80, et surtout la fin des années 80 et le début des années 90, ont été particulièrement sèches, comme dans le reste de l'Afrique australe (Hulme, 1996), mais cela n'a pas affecté autant qu'on le pensait les rendements. Ces données sont également importantes du fait que la sylviculture de plantation appliquée dans la forêt d'Usutu sur quelque 62000 ha est de type intensif et basée sur la monoculture de P. patula, sans éclaircies, chaque rotation durant de 15 à 17 ans, ce qui correspond à peu près à l'âge de l'accroissement annuel moyen maximal. De grandes surfaces sont coupées à ras et tout le bois pouvant être transformé en pâte est extrait. Ces plantations sont aménagées selon le système le plus intensif qui soit, et jusqu'à présent, sur trois rotation n'est pas démontré que les pratiques elles-mêmes conduisent à une baisse des rendements, mesurée par la productivité des arbres.
Tableau 1. Rendement de la deuxième et de la troisième rotations de Pinus patula, à l'âge de 14 ans, dans 24 parcelles situées sur des sols du complexe de granit ou de gneiss ancien de Lochiel Hood (86 pour cent de la forêt)
|
Rotation |
Nombre de fûts à l'hectare |
Hauteur moyenne (m) |
Surface terrière (m2/ha-1) |
Volume (m3/ha-1) |
Accroissement annuel moyen (m3ha-1/an-1) |
|
Première: 1R |
[1266]1 |
17,52 |
- |
[297,4]1 |
[21,2]1 |
|
Deuxième: 2R |
1298 |
17,03 |
42,63 |
284,16 |
20,30 |
|
Troisième: 3R |
1273 |
18,01 |
43,58 |
302,36 |
21,60 |
|
3R: 2R (%) |
-1,9 |
+4,2 |
+2,2 |
+6,4 |
+6,4 |
|
Statistique «t» |
- |
2,94 |
1,82 |
1,89 |
- |
|
Incidence |
- |
P<0,01 |
nulle |
P<0,1 |
- |
1 Chiffres peu fiables probablement légèrement surestimésSource: Evans (1996).
TABLEAU 2. Rendement de la deuxième et de la troisième rotations de Pinus patula, à l'âge de 14 ans, dans 10 parcelles situées dans le bloc forestier a sur des sols du complexe d'Usushwana (13 pour cent de la forêt)
|
Rotation |
Nombre de fûts à l'hectare |
Hauteur moyenne (m) |
Surface terrière (m2/ha-1) |
Volume (m3/ha-1) |
Accroissement annuel moyen (m3ha-1/an-1) |
|
Première: 1R |
[1239]1 |
18,18 |
- |
[301,3]1 |
[215]1 |
|
Deuxième: 2R |
1170 |
17,03 |
37,57 |
248,22 |
17,73 |
|
Troisième: 3R |
1025 |
16,87 |
38,93 |
255,12 |
18,22 |
|
3R: 2R (%) |
-8,8 |
-0,90 |
+3,60 |
+2,80 |
+2,80 |
|
Statistique «t» |
- |
-0,26 |
0,55 |
0,18 |
- |
|
Incidence |
- |
nulle |
nulle |
nulle |
- |
1 Chiffres peu fiables probablement légèrement surestimés.Source: Evans (1996)
Besoins pour la recherche
L'examen de la situation du Swaziland présente un tableau encourageant, mais la grave insuffisance des données sur les rendements des rotations successives pose un gros problème. Ce problème n'est pas nouveau (Evans, 1984), mais comme tous les budgets de recherche sont en ce moment considérablement réduits, il sera de plus en plus difficile de maintenir - à long terme - les enregistrements indispensables pour répondre aux questions énoncées dans cet article. Ces difficultés sont d'autant plus grandes dans le domaine de la recherche forestière où les rotations durent de nombreuses années, sinon de nombreuses décennies (Evans, 1994). Les responsables des parcellestémoins permanentes doivent veiller à leur rétablissement dans les rotations successives et faire en sorte que les données soient enregistrées et conservées pour la postérité.
D'une manière générale, les recherches visant à comprendre les processus qui ont une incidence sur la productivité des sites se multiplient. Par exemple, le Service forestier du Département de l'agriculture des Etats - Unis (Powers, 1991), le Réseau Niveau II de l'UE dans le cadre des réglementations sur la pollution atmosphérique en Europe et le Centre pour la recherche forestière internationale (CIFOR) ont lancé des programmes qui conduiront à la création de réseaux de sites où seront enregistrés les effets (bilans des apports en éléments nutritifs, caractéristiques physiques des sols, etc.) des pratiques de foresterie de plantation. Ces réseaux seront une ressource essentielle pour les investigations scientifiques futures.
Pronostic
L'amélioration génétique des plantations forestières en est encore à ses tout premiers pas, à quelques exceptions notables près, telles que les eucalyptus poussant à Aracruz, les travaux sur les peupliers, et les pins tropicaux et subtropicaux. Il est évident qu'une amélioration significative des rendements, mais aussi d'autres caractéristiques telles que la résistance aux maladies et une meilleure qualité des fûts, dérivent de programmes d'amélioration génétique forestière. Les pratiques de foresterie de plantation n'ayant apparemment aucun effet sur la productivité des sites - l'amélioration des sols par les arbres étant assortie d'exportations intermittentes de nutriments - l'amélioration génétique des cultures forestières devrait permettre d'élever quelque peu les rendements à l'avenir.
L'application judicieuse d'engrais est un autre élément qui s'impose avec moins de force, mais qui permet néanmoins de renforcer la croissance. Il est démontré qu'au Swaziland, la surface restreinte de forêts où les rendements ont effectivement diminué entre la première et la deuxième rotations, est amendée grâce à l'application de phosphate sur des sols essentiellement pauvres en phosphate. L'application d'intrants choisis en fonction des besoins spécifiques du site contribuera à maintenir la productivité, comme cela a été le cas avec le magnésium (chaux dolomitique) en Allemagne. Il est de plus en plus reconnu que mis à part ces méthodes d'amélioration de la nutrition des sols, force est d'adopter des pratiques de coupe qui réduisent au minimum les dégâts physiques au site et permettent de conserver la matière organique d'une rotation à l'autre. Le désherbage, indispensable pour une bonne gestion, ne doit pas être négligé.
Dans l'ensemble, on peut raisonnablement conclure que les perspectives sont positives et que, en tant que technologie tendant à la production efficiente de bois, la foresterie de plantation devrait être durable. De par le monde, il existe des éléments indiquant que la foresterie de plantation devrait être durable, du point de vue des rendements en bois, dans la plupart des situations, à condition que les pratiques sylviculturales restent rationnelles. Des améliorations dans les domaines de la sylviculture et de la génétique forestière peuvent renforcer la productivité des arbres. Cela laisse penser que, sous sa forme la plus simple, la foresterie de plantation est une technologie très utile, mais cette conclusion peut induire en erreur, car ce type de technologie n'est pas toujours celle qui convient le mieux là où l'on doit planter des arbres. La foresterie de plantation complexe (par exemple essences multiples destinées à des utilisations multiples), capable de procurer divers biens et services intéressants, est souvent plus appropriée (Kanowski, 1995). En intégrant la foresterie de plantation dans le contexte social et économique plus large, on renforcera sa durabilité «au sens large». Cet article montre que la durabilité «au sens étroit» ne devrait pas être une menace pour la réalisation de ces objectifs plus larges.
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