La taïga : voyage en terre boréale

Article initialement écrit par Julie Dewilde.

Le projet Baie James va bientôt commencer…Mickaël va rester trois ans en plein coeur de la plus grande forêt de conifères du monde. La Taïga est un milieu qui ne laisse pas indifférent : terre de refuge pour certains, immensité glacée et sans repères pour d’autres, c’est un lieu où la nature ne semble jamais s’arrêter.

C’est également, pour les scientifiques, un écosystème plus complexe qu’il n’y paraît, qui fait l’enjeu d’études importantes sur son influence sur le réchauffement climatique et ses effets.

Mais avant tout, la taïga est forêt entre toutes les forêts. Laissez nous vous la présenter.

1. Notion de Biome

La Taïga fait partie des grands biomes de la planète. Le terme « biome » est essentiellement utilisé en écologie terrestre et désigne l’ensemble des communautés végétales et animales qui composent les grands ensembles naturels continentaux. On parle aussi de « macro-écosystèmes ».

Les biomes terrestres sont donc des écosystèmes caractéristiques de grandes zones bio-géographiques, soumises à un climat particulier, températures et précipitations déterminant ce climat. Chaque biome, selon le climat, est caractérisé par une biocénose spécifique : l’ensemble des 3 groupes écologiques fondamentaux d’organismes qui peuplent tout écosystème : les producteurs, végétaux autotrophes + les consommateurs, animaux + les décomposeurs, champignons et micro-organismes hétérotrophes

Un biome se reconnaît généralement à sa biocénose climacique, c’est-à-dire une biocénose relativement stable (à maturité), résultant de l’interaction des êtres vivants et du climat au cours d’une succession et en équilibre avec les conditions physiques locales. Un biome est donc le stade final d’une succession (ou climax).

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La classification la plus simple distingue 9 biomes, répartis suivant les latitudes croissantes à partir de l’équateur :

  • Forêts tropicales humides
  • Forets tropicales sèches (parfois regroupées dans un seul et même biome : forets tropicales sempervirentes)
  • Savanes
  • Déserts
  • Forêts sempervirentes des régions méditerranéennes
  • Forêts de feuillus (appelée aussi forêt décidue tempérée)
  • Steppes (prairie tempérée)
  • Taïga
  • Toundra

2. Présentation générale

Immensité c’est un mot qui vient tout de suite à l’esprit quand on parle de taïga : et pour cause ! C’est la plus grande forêt du monde.

Elle forme une bande forestière de 500 a 1500 km de large, s’étendant sur les continents d’Amérique, d’Eurasie et équivalent à 20 fois la surface de la France. Elle est grossièrement délimitée au Nord par le cercle polaire et au sud par la latitude 50° nord. La plus grande étendue se situe en Russie ou elle couvre plus de la moitié du territoire : on peut aller de Saint-Pétersbourg jusqu à l’océan sans quitter la forêt. C’est en Russie également qu’elle atteint ses limites sud et nord extrêmes de 45 à 72°.

La Taïga constitue donc un anneau circumpolaire quasi continu et qui constitue 31% des forêts du globe.

Au Québec : la forêt occupe au total près de la moitié du territoire soit près de 770000 km2. Appelée aussi forêt boréale, ce sont les soviétiques qui lui ont donnée son nom de taïga.

Les milieux naturels ont en général une végétation conditionnée par le climat. Le climat de la taïga est très contrasté. Avec une moyenne annuelle de l’ordre de 0°, les températures varient considérablement entre l’hiver long et très froid (6 mois à moins de 0°) et l’été court mais relativement chaud (4 mois dont la température moyenne est supérieure à 10°, ce qui permet l’installation de la forêt).

L’enneigement dure 160 à 200 jours par an. Entre le jour et la nuit également, la température peut passer de 25 ° à 3° au cours d’une belle journée d’été.

Par ailleurs le climat est assez humide avec des précipitations annuelles de l’ordre de 400 mm a 800 mm. De plus la déclivité réduite du sol combinée au faible angle d’ensoleillement, d ’une part, et au permagel, d’autre part, induit d’importantes fluctuations dans l’alimentation en eau du sol : les creux restent inondés et les bosses beaucoup plus sèches. De tels contrastent influencent localement la végétation.

Les reliefs sont peu accusés et peu propices aux points de vue panoramiques, l’érosion glaciaire ayant raboté le sol au cours des dernières périodes froides.. L’eau ne s’écoule dons pas facilement : les rivières font de nombreux méandres, les zones humides et les marécages abondent. Les marais et les tourbières sont trop humides pour les arbres et restent colonisées par des espèces herbacées.

Cet écosystème est également caractérisé par une décomposition de la litière lente, une croissance des arbres et une productivité primaire faible

3. Composition

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De l’Alaska à Terre-Neuve, la forêt boréale canadienne, dite hudsonienne, se compose surtout :

  • d’épicéas : l’épinette blanche (Picea glauca) et l’épinette noire (Picea mariana).
  • de mélèzes (Larix laricina) : particulièrement résistants : ils peuvent survivre à des températures moyennes de -30° en janvier et beaucoup plus chaudes en été.
  • de pins : Pinus banksiana (deux trois aiguilles implantées au même endroit).

Les forêts d’épicéas et de mélèzes se trouvent pour l’essentiel sur des sols humides mais non asphyxiants. On trouve en sous bois des mousses abondantes qui traduisent un bon apport d’humidité pendant presque toute la saison de croissance. Les forêts de conifères sur des sols secs sont situés quelques mètres plus hauts et sont dominées par les pins. On ne trouve pas de mousse en sous bois mais des lichens, qui résistent bien à une forte déshydratation et reprennent leur activité dès qu’ils sont réhumectés par une pluie ou la rosée.

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La Taïga se compose également quelques feuillus : bouleau (Betula papyfera), peuplier tremble (Populus tremuloides) ou encore l’aulne vert, mélangés aux conifères. Dans cette forêt un sapin, le sapin baumier (Abies balsamea) fournit le fameux baume du Canada.

A la différence de nos forets tempérées, la couverture des arbres n’est jamais totalement continue . Elle laisse ainsi filtrer une fraction appréciable (10 à 30 %) du rayonnement solaire utile pour la photosynthèse. Cela autorise une végétation de sous bois souvent assez abondante avec arbustes type Ericacées (Vaccinium = buissons à baies comme les airelles ou les myrtilles, Empetrum comme la camarine).

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Dans les parties plus méridionales, en particulier autour des grands lacs américains, on rencontre de plus en plus de feuillus tels que le frêne, bouleau, tilleul, orme et les fameux érables à sucre. Les pins sont de l’espèce Pinus strobus, ils sont mélangés à une espèce de conifère absent de la Russie et de l’ Europe du nord : le Tsuga canadensis. La foret boréale russe est plus riche en épicéa alpins et mélèzes et accueille une autre espèce : le pin sylvestre. On retrouve les mêmes feuillus.

Cette prédominance de quelques essences de résineux contribue à l’aspect relativement uniforme et monolithique de la forêt vue de loin. On réalise en la traversant que il s’agit en fait d’une mosaïque de tâches de végétation constituées d’essences très diverses. La composition de la forêt boréale varie considérablement selon le climat, la topographie, le sol et les effets des feux de forêts, des insectes et des maladies. Le résultat donne une mosaïque de peuplements d’arbres, grands et petits, vieux et jeunes, à différents stades de succession, dont chacun assure la subsistance de différents oiseaux et animaux à fourrure.

4. Communautés boréales et communautés alpines

On parle aussi parfois de taïga dans les zones en altitude. Il existe, en effet, un parallèle étroit entre les changements de végétation causés par l’altitude et ceux causés par la latitude.

Le randonneur qui part d’une vallée des Alpes pour atteindre un sommet de 3000 m voit divers paysages se succéder : cultures, prairies, sous-bois de feuillus, puis feuillus et conifères mixtes, conifères seuls. Puis les conifères deviennent rabougris, sont plus clairsemés, les conditions pour la végétation sont de plus en plus difficiles, jusqu’à disparaître pour laisser la place à une végétation rase. Plus haut encore, la végétation devient clairsemée, le paysage devient plus austère et les roches commencent à prédominer. Vient enfin le paysage glaciaire. Ces divers types de végétation qui se succèdent forment ainsi des étages de végétation. Ces étages ont leur équivalent dans les zones boréales où l’on observe un changement analogue de la végétation avec la latitude.

Ainsi, entre prendre l’ascension d’une montagne équivaut à traverser l’ensemble des milieux naturels du Canada, des plus méridionaux aux plus septentrionaux. Cependant l’échelle des distances est très différente : alors qu’en une matinée on peut passer à pied, de 1500 m à un sommet de 3000 m, une à deux journées de voiture (quand il y a une route) sont nécessaires pour obtenir un changement équivalent en latitude : la température baisse de 5 à 6° quand on s’élève de 1000 m ; il faut parcourir environ 1000 km vers le nord pour obtenir un changement analogue.

MONTAGNE CANADA
étage collinéen (0-800m) forêt mixte
étage montagnard et subalpin (800-1700m) forêt boréale = taïga
étage alpin (1700-2400) toundra (partie sud)
étage nival (>2400) toundra (partie nord)
neiges éternelles désert polaire

Cette répartition altitudinale de la végétation permet une grande diversité des espèces dans un espace restreint.

5. Adaptations de la végétation face au climat

Comme on l’a déjà dit, le climat est rigoureux en taïga. Une grande partie de l’année, le sol est gelé, il n’y a pas d’eau liquide disponible dans le sol et par conséquent la sève ne peut plus circuler dans les plantes. Les conifères sont d’une conception unique qui leur permet de résister à ce difficile climat boréal.

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Leurs feuilles en aiguilles, par exemple, sont étroites et sont chargées d’un revêtement cireux épais qui les protègent du froid et de la dessiccation (pertes en eau) durant les hivers secs. Certaines espèces comme le mélèze perdent même leurs aiguilles l’hiver.

Au fur et à meure que l’on s’approche de la toundra, les résineux adoptent un port colonaire, le poids de la neige qu’ils peuvent supporter étant de cette manière réduit au minimum et leur prise au vent devenant plus faible. Par ailleurs leur taille diminue et des arbres hauts de quelques mètres seulement peuvent avoir des centaines d’années d’âge.

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Grâce à leur couleur foncée, ils absorbent la chaleur du soleil et commencent la photosynthèse dès le début du printemps. L’hiver, leur tronc contient peu de sève ; par conséquent, leurs tissus contiennent peu de cristaux de glace.

6. Le permafrost

Un caractère original de la taïga est la prédominance du sol gelé. Ce caractère est commun à la taïga et la toundra. Ce sont des terres à permagel (synonyme : permafrost, pergelisol) c’est à dire des terres ou le sol est gelé en permanence toute l’année.

Le dégel ne s’effectue que l’été et uniquement sur la partie superficielle du sol que l’on appelle couche active. Sous cette couche, le permagel est en général un sol gelé fossile, héritage de la dernière glaciation. L’épaisseur de ce permagel augmente progressivement au fur et a mesure qu’on se dirige vers le nord (il peut dépasser 1500 m en Sibérie !). Parallèlement à l’augmentation du permagel, l’épaisseur de la couche active diminue considérablement. En taïga, et dans la zone où nous nous trouverons, le permagel est discontinu, le sol ne reste gelé que dans certains endroits.

7. L’influence des feux sur la régénération de cet écosystème

De temps en temps, on aborde une forêt complètement calcinée ou réduite à de jeunes arbres : le feu ravage, en effet, périodiquement de grandes surfaces et favorise la régénération de la forêt.

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On estime en première approximation qu’environ 1,5% de la forêt boréale est consumée par le feu chaque année, ce qui constitue le facteur clé de la régénération. Ce chiffre est valable pour la partie occidentale du Québec. Dans la partie orientale, plus humide, ce chiffre tombe a 0,24%.

La végétation est influencée par ses feux (en grande partie naturels) et leur fréquences d’apparition. Par exemple : les pins résistent mieux au feux…et les feuillus sont les premiers à repousser après un incendie. Il en résulte une végétation assez variable d’un point à un autre en fonction de l’exposition et des aléas de l’histoire.

Une étude publiée dans Science (27 février 2004) révèle que ses feux de végétation sont des processus écosystémiques importants et que les secteurs calcinés ne doivent pas faire l’objet d’une intervention pour les aider à se rétablir.

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Le feu est le principal inducteur de changement. Il revêt une importance aussi cruciale pour la santé, le renouvellement et la survie de la forêt boréale que le soleil, la pluie, le passage des saisons et d’autres phénomènes naturels. Les feux de forêts réduisent la litière des feuilles, des grumes et des aiguilles sur la couverture morte et libèrent les éléments nutritifs qui ont été retenus dans ces matières.

Les cendres riches en éléments nutritifs laissées derrière permettent aux plantes de croître. Les feux ouvrent également le couvert à la lumière du soleil, ce qui, à son tour, stimule la régénération issue des semences et des racines. Certains arbres ont en fait besoin d’un feu pour stimuler leur cycle de reproduction. Les semences du pin tordu latifolié et du pin gris, par exemple se trouvent dans les cônes sérotineux, c’est-à-dire couverts d’un revêtement cireux qui fond sous l’effet de la chaleur du feu, ce qui libère les semences.

8. La taïga face au réchauffement climatique

Les régions polaires sont les premières à subir de plein fouet les effets du réchauffement climatique car c’est là qu’il est le plus marqué. En effet, des modèles montrent que l’élévation de la température causée par l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère des zones de latitude élevée comme la taïga, serait deux à trois fois plus forte qu’aux basses latitudes. En quarante ans, les régions de l’Arctique ont connu une inquiétante poussée de fièvre avec un réchauffement moyen de 1,2°C et jusqu’à 2 à 3°C par décennie, localement en Alaska et en Sibérie.

La pauvreté spécifique qui caractérise la forêt boréale pourrait rendre celle-ci particulièrement vulnérable aux nouvelles maladies et parasites amenés par le réchauffement. Durant les années 70, la “tordeuse des bourgeons de l’épinette” ravagea, à elle seule, 35 millions d’hectares à travers l’Amérique du Nord.

En outre les zones boréales et arctiques sont particulièrement sensibles à un changement climatique. Un réchauffement du climat augmente, par exemple, la durée de la saison de croissance des plantes et entraîne une diminution du volume total du permagel. De telles modifications conduiraient à des changements profonds dans le fonctionnement de ce biome et perturberaient le régime d’échange de dioxyde de carbone (CO2) avec l’atmosphère.

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L’enjeu des dernières recherches est de savoir si ces espaces boréaux vont contribuer à stocker le carbone rejeté par les activités humaines ou, au contraire, participer eux aussi à l’accumulation des gaz à effets de serre dans l’atmosphère.

Plusieurs constats ont été faits sur le fonctionnement de la taïga en ce qui concerne les échanges gazeux :

  • la foret absorbe fortement le rayonnement solaire : les modèles prédisent un réchauffement supplémentaire en réponse à une augmentation des gaz à effets de serre. Plusieurs conséquences « en cascade » en découlent : ce réchauffement entraînera un déplacement des isothermes vers le nord. L’ensemble de la zone taïga, profitant de ces conditions plus clémentes devrait ainsi migrer vers les zones plus septentrionales, avec un certain retard cependant, en raison de la vitesse limitée de propagation des semences. Certaines études estiment que la frontière actuelle “taïga-toundra”, également appelée “limite des arbres” de la forêt boréale remonterait de 2 à 5° de latitude selon les régions, d’ici 50 ans.
  • La taïga transpire peu : deux fois moins qu’une forêt de feuillus en France. Ceci est mesurable grâce à l’évapo-transpiration . Les stomates ont une faible porosité ce qui permet de limiter les pertes en vapeur d’eau des conifères, ce sont ces mêmes stomates qui contrôlent les échanges gazeux de la respiration et de la photosynthèse. L’étude des flux gazeux au dessus de la taïga montre que ceux-ci sont assez faibles. La photosynthèse et la respiration conduisent respectivement à une forte fixation et à un fort dégagement de CO2, elles se compensent quasiment mais la photosynthèse excédant légèrement la respiration, cela se traduirait par une fixation de Carbone. Et on a constaté que cette fixation est supérieure aux besoins de croissance des arbres (croissance de la biomasse de leurs troncs par exemple). L’excédent serait absorbé par le sol qui verrait son contenu en matière organique augmenter.

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De là à déduire que la forêt boréale constituerait un puits pour le carbone rejeté par les activités humaines, il n’y a qu’un pas…a ne pas franchir trop vite, cependant. il faut aussi tenir compte des feux de forets qui rejettent beaucoup de carbone : il faudrait que ce rejet soit inférieur au carbone fixé par les peuplements non brûlés…ce qui reste à démontrer…

Une autre donnée est également à prendre en compte dans ce calcul : le réchauffement climatique pourrait entraîner une diminution du permafrost, transformant certains sols en marécage et menaçant de libérer une bonne partie des dioxyde de carbone et méthane qu’elle piégeait jusqu’ici, ce qui accentuerait encore le réchauffement

La Taïga constitue le plus vaste ensemble forestier au monde. Elle joue un rôle majeur en terme d’activité photosynthétique, car susceptible d’influencer largement le bilan de carbone planétaire, en absorbant une partie de CO2 rejeté par nos activités humaines.

Actuellement, il est encore difficile voire impossible de se prononcer sur le bilan à venir, tant les effets sont à la fois imprévisibles et vont dans les deux sens (puits ou source de carbone selon la période et l’intensité de la fonte rencontrée).

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La taïga est une mosaïque de forêts de résineux parsemées de lacs, de bois de feuillus, de forêts mélangées et de zones humides dénudées. Ce milieu complexe se renouvelle sous l’action du feu en moyenne une fois par siècle. Les études menées n’ont donc qu’une vue instantanée du fonctionnement de ce biome…Il reste encore beaucoup à découvrir

9. Sources :

  • fiches-savoir du CRDP de l’académie d’Amiens et de l’International Polar Fundation
  • V. Bouchiat, B. Saugier, C. Waelbroeck, 1999. Taïga-toundra : des milieux naturels en évolution

Article initialement écrit par Julie Dewilde.

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