La boite à outils géophysiques au service de l’étude des forêts

Les forêts recouvrent près d’un tiers des terres émergées de la planète et jouent un rôle crucial dans les cycles de l’eau et du carbone. Comprendre comment fonctionnent et évoluent les forêts est essentiel pour mieux comprendre et prévoir le cycle de l’eau dans le contexte de changement climatique. La disponibilité de l'eau dans le sol est l'un des facteurs les plus importants parmi ceux qui régulent la transpiration, la production de biomasse et la répartition des espèces végétales dans les écosystèmes.

Les sols forestiers sont cependant difficiles à étudier car ils sont très hétérogènes. Jusqu’aujourd’hui, les méthodes utilisées en écologie forestière sont ponctuelles et parfois destructives. Les chercheurs français d’unités CNRS (UMR METIS et UMR ESE) et INRAE (URFM) se sont associés à des spécialistes d’équipes internationales (Colorado School of Mines, USA et Université de Padoue, Italie) pour mettre en évidence l’intérêt de la géophysique en contexte forestier.

L’équipe interdisciplinaire a réalisé un état de l’art des travaux qui utilisent la géophysique pour obtenir de nouvelles informations spatialisées et temporelles complémentaires aux méthodes conventionnelles d’écologie forestière. Cette revue donne un aperçu des différentes méthodes géophysiques non-destructives qui sont utilisées en milieu forestier ou qui pourront l’être (Figure 1). Cette synthèse fait ressortir trois principales thématiques qu’il est pertinent d’aborder avec la géophysique: i) la détection des systèmes racinaires pour estimer la biomasse, ii) le suivi des quantités et de la dynamique de l’eau entre le sol, les plantes et l’atmosphère pour identifier les zones d’absorption racinaire des arbres par exemple et iii) la caractérisation de l’hétérogénéité spatiale des propriétés du sol (humidité, épaisseur ou encore type de sol) à l’échelle des parcelles forestières pour mieux comprendre leur rôle sur le développement des forêts. Cette approche multi-méthodes ouvre de nouvelles opportunités et perspectives pour améliorer l'évaluation quantitative des propriétés biophysiques et explorer la réponse des forêts à l'environnement et l'adaptation au changement climatique.

Figure 1: Mise en œuvre sur le terrain des principales techniques géophysiques présentées dans l’article de revue. Pour chacune, un exemple de résultat est donné : séries temporelles, coupes transversales et cartes (SP = potentiel spontané). La contribution de la géophysique aux études d’écologie forestière est synthétisée sur la partie droite de l’illustration avec les trois thématiques discutées.