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RÉSUMÉ
La dendroécologie a pour l'objet l'étude des relations spatiotemporelles entre les végétaux ligneux et leur habitat. Elle se concentre sur l'influence des signaux environnementaux communs à tous les arbres d'une communauté ; les signaux climatiques et leurs interactions avec les conditions écologiques locales, mais aussi les perturbations à grandes échelles externes au peuplement. Elle a connu un développement rapide au cours des dernières décennies en raison de l'émergence de nouvelles problématiques environnementales (réchauffement du climat, pressions accrues sur les milieux). Cet article présente les principes de la dendroécologie, les méthodes mises en oeuvre, puis les développements récents de la discipline à travers des exemples d'utilisation en sciences de l'environnement.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Christophe CORONA : Chargé de recherches - Centre national de recherche scientifique (CNRS) - Université de Berne, Institut de Géologie
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Markus STOFFEL : Professeur - Université de Berne, Institut de Géologie - Université de Genève, Institut des Sciences de l'environnement, Climate change and climate impacts
INTRODUCTION
La dendrochronologie est une discipline vaste qui consiste à analyser les chronologies de largeurs des cernes annuels de croissance des arbres. Les domaines d'application de cette discipline sont très variés (géologie, anthropologie, climatologie) et, à l'heure actuelle, sous elle regroupe toutes les disciplines qui utilisent directement ou indirectement l'information « date » contenue dans une série chronologique de cernes.
La dendroécologie, dérivée de la dendrochronologie, se rapporte à l‘étude des relations spatio-temporelles entre les végétaux ligneux et leur habitat. Cette discipline se concentre sur l'influence des signaux environnementaux communs à tous les arbres d'une communauté : les signaux climatiques et leurs interactions avec les conditions écologiques locales, mais aussi les perturbations à grandes échelles externes à la communauté forestière. Elle s'est diversifiée en plusieurs branches au cours des dernières années afin de répondre à l'apparition de problématiques nouvelles en sciences de la terre et de l'environnement.
Le présent article présente les bases de la dendroécologie (formation des cernes et principes de la méthode, § 1 et 2), les développements récents de la discipline et des exemples d'utilisation en sciences de l'environnement (paragraphe 3 à 8). Le paragraphe 1 présente succinctement les principes de la xylogenèse en milieu tempéré. Le paragraphe 2 est consacrée aux principes qui régissent l'approche dendroécologique : un principe fondamental, l'interdatation, qui permet d'attribuer à chaque cerne l'année exacte de sa formation et quatre principes additionnels permettant d'appréhender les relations cernes-climat. Ces principes qui régissent l'ensemble des études dendroécologiques font des cernes de croissance des arbres les proxies (bioindicateurs) à haute résolution spatio-temporelle les plus utilisés pour la reconstruction des environnements passés.
Le paragraphe 3 présente ainsi les apports de la dendroclimatologie pour la reconstitution du climat, la compréhension des forçages climatiques et la caractérisation du réchauffement actuel. Le paragraphe 4 est centré sur la reconstitution du fonctionnement hydrologique des cours d'eau et sur les apports de la dendrohydrologie pour la gestion des ressources en eau. Les recherches récentes concernant la reconstitution des fluctuations écologiques (incendies de forêt, épidémies de tordeuse) et des fluctuations glaciaires sont présentées dans les paragraphes 5 et 6. Enfin, les paragraphes 7 et 8 sont consacrés à l'approche dendrogéomorphologique et à ses apports en matière de reconstitution et spatialisation des aléas naturels et pour la quantification de l'érosion aréolaire.
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MOTS-CLÉS
Réchauffement du climat Changements environnementaux Ecologie Climatologie Dendroclimatologie dendroglaciologie dendrogéomorphologie dendrohydrologie
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Dendroclimatologie : arbres enregistreurs du climat passéArticle inclus dans l'offre
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2. Principes de la dendrochronologie
2.1 Agrégation de plusieurs signaux
L'épaisseur des cernes (mais aussi la densité maximale et la signature isotopique du bois) varie en réponse à différents facteurs internes (facteurs biotiques tels que l'âge, la longévité, la sensitivité, ou génétiques) et externes (climat, sol, exposition, dynamiques de population, action anthropique). On peut ainsi considérer une série de cernes comme une agrégation linéaire de plusieurs sous-séries non observées, pouvant être exprimées ainsi :
avec :
- Rt :
- série de largeurs de cernes observée,
- Ct :
- signal climatique (signal de hautes fréquences lié aux variations interannuelles du climat),
- At :
- tendance d'âge (variations de basses fréquences liées à l'âge des arbres),
- D1t :
- impulsion liée à une perturbation endogène locale (sylviculture, sénescence des arbres dominants…),
- D2t :
- impulsion liée à une perturbation exogène au peuplement (feux, tempêtes, agents pathogènes, pullulations d'insectes…),
- Et :
- part non expliquée des variations interannuelles, liée à chaque individu.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DOUGLASS (A.E.) - Dating our prehistoric ruins. - Natural history, 21, p. 27-30 (1921).
-
(2) - STOFFEL (M.), BOLLSCHWEILER (M.), BUTLER (D.R.), LUCKMAN (B.) - Tree rings and natural hazards : A state-of-the-art. - Springer, Dordrecht, New York (2010).
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(3) - COOK (E.) - A time series analysis approach to tree-ring standardization. - Thèse de Doctorat, Université de l'Arizona, 171 p. (1985).
-
(4) - FRITTS (H.C.) - Tree rings and Climate. - Academic Press, London, New-York, San Francisco. 567 p. (1976).
-
(5) - SCHAUB (M.), KAISER (K.F.), FRANK (D.C.), BUNTGEN (U.), KROMER (B.), TALAMO (S.) - Environmental change during the allerØd and younger dryas reconstructed from Swiss tree-ring data. - Boreas, 37(1), p. 74-86 (2008).
-
(6) - COOK (E.R.), KAIRIUKSTIS (L.A.) - Methods of dendrochronology : Applications...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
International Tree-Ring DatabBase ITRDB : base de données internationale regroupant les chronologies de référence utilisées en dendroécologie http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/treering.html
HAUT DE PAGE
The Dendrochronology Program Library : suite logicielles gratuite dédiée à l'analyse dendrochronologique http://www.ltrr.arizona.edu/pub/dpl/
Dendrochronology Program Library in R dpIR : ensemble de routines r dédiées à la standardisation des données dendrochronologiques http://www.cran.r-project.org/web/packages/dplR/index.html
Dendroclim2002 : logiciel développé par BIONDI (F.) (Université...
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