Unravelling the influence of environment and development on intra-annual dynamics of wood formation and resulting tree-ring structure and isotope ratios

Responsable scientifique : Cyrille Rathgeber (UMR 1092 Laboratoire d’étude des Ressources Forêt-Bois – LERFOB)

Partenaires Labex : Stéphane Ponton (UMR 1137 Ecologie et Ecophysiologie Forestières – EEF), Julien Ruelle (UMR 1092 Laboratoire d’étude des Ressources Forêt-Bois – LERFOB)

Collaborations : Patrick Fonti, Kerstin Treydte (WSL Zürich, Switzerland); David Frank (LTRR, University of Arizona, USA); Henri Cuny (IGN, Champigneulles, France)

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Contexte — Les cernes d’arbres jouent un rôle majeur de documentation des changements climatiques passées et actuels et de leur impact sur les écosystèmes forestiers. Cependant, reconstructions climatiques passées et projections de croissances futures restent entravées par la mauvaise connaissance de l’influence des facteurs environnementaux et développementaux sur les processus physiologiques gouvernant la formation du bois.

Objectifs — Le projet WoodIsotop vise à avancer notre connaissance des interactions entre les facteurs environnementaux, les contraintes développementales, et les processus physiologiques impliqués dans la formation du bois. Nos investigations se concentrerons sur une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels, les variations saisonnières du climat, et les évènements extrêmes, laissent des empreintes permanentes dans les cernes. Nous allons nous focaliser en particulier sur (i) l’identification des facteurs environnementaux influençant la dynamique intra-annuelle de formation du bois et les caractéristiques des cernes formés (i.e. profil micro-densitométrique, caractéristiques anatomique du bois, et rapports isotopiques haute-définition), (ii) la compréhension des mécanismes impliqués et (iii) leur caractérisation chronologique.

Démarche — Pour réaliser ce projet, nous allons nous appuyer sur deux réseaux de suivi de forêts mélangées de conifères : celui du Donon (composé de 3 peuplements, contenant 3 espèces, suivi sur 3-4 ans, et installé le long d’un gradient altitudinal dans les Vosges, en France) ; et celui du Lötschental (composé de 8 peuplements, contenant 1-2 espèces, suivi pendant 9 ans, et installé le long de deux gradients altitudinaux dans le Valais, en Suisse). Les deux jeux de données seront complétés pour contenir les mêmes informations concernant la dynamique de formation, l’anatomie quantitative et la composition chimique du bois. Nous continuerons de plus le développement de notre modèle dynamique de xylogénèse pour relier de façon précise la cinétique de différentiation cellulaire, la morphologie des trachéides, et les rapports isotopiques du bois, aux conditions environnementales concomitantes.

Résultats et impacts attendus — En connectant les causes (conditions environnementales et développementales) et les conséquences (caractéristiques des cernes de croissance et signature isotopique du bois) grâce à une compréhension mécaniste des processus physiologiques impliqués dans la formation du bois, le projet WoodIsotop ne va pas seulement renforcer la fiabilité des variables dendrochronologiques utilisées pour les reconstructions climatiques, mais va aussi réduire les incertitudes des futures évaluations de l’impact des changements climatiques sur la croissance des arbres, le fonctionnement des écosystèmes forestiers, et la quantification des flux échangés entre la biomasse terrestre et l’atmosphère.