Les écosystèmes: des organisations conditionnées par l’environnement

Les naturalistes des 18 et 19e, siècles qui rapportaient de leurs voyages quantité de spécimens de plantes et d’animaux, avaient fait l’observation que les arbres du monde entier avaient une organisation dans l’espace qui rappelait celle des pays sur un globe terrestre ( P. A. Colinvaux, Les manèges de la vie, cycles et ruses de la nature, Paris, Éditions du Seuil, 1982, 250 p.). Par exemple, en remontant le fleuve Saint-Laurent, ils ont rencontré des forêts de conifères sur la Côte nord, suivies de forêts mixtes dans Charlevoix et finalement de forêts à dominance de feuillus dans la plaine du Saint-Laurent. Les limites entre ces types de végétations étaient assez abruptes. Associés à ces types de forêt, on trouve une flore et une faune particulières et souvent spécifiques. La nature est ainsi organisée en système ou en «écosystème». La composition en espèces de ces systèmes et leur fonctionnement dépendent de facteurs environnementaux dont les plus importants sont le climat, le sol, les perturbations et les facteurs historiques. Des travaux récents montrent que ces deux derniers facteurs ont une importance beaucoup plus grande qu’on le soupçonnait. La résilience de ces systèmes dépend du maintien des facteurs environnementaux à l’intérieur de certaines limites. Le changement d’un facteur donné peut à lui seul entraîner des changements dans la composition, la structure et le fonctionnement du système.

L’organisation étatique des arbres illustre la résilience de ces systèmes. Lors de périodes glacières, les zones de végétation ont reculé vers le sud mais ont tout de même gardé leur organisation. C’est ainsi, par exemple, qu’à une certaine époque, on trouvait de la toundra arctique à New York et la forêt boréale en Virginie. Les écosystèmes ne sont pas totalement statiques dans leur composition, il s’y produit des invasions ou des disparitions d’espèces ainsi que des changements de structure. Cependant, ces changements, lorsqu’ils ne sont pas le résultat d’un changement de l’environnement, s’opèrent généralement très lentement.


Des forces déstabilisatrices assurant la résilience

L’effet du climat sur la végétation est généralement bien compris et tout jardinier connaît les zones de rusticité qui indiquent les endroits où une espèce peut être cultivée. Des facteurs comme la longueur de la période sans gel sont importants. Par contre, il est moins connu que dans les écosystèmes naturels, le climat affecte la distribution des plantes d’une façon indirecte. En effet, le climat, en interaction avec la végétation, influence la fréquence des perturbations par le feu. Ce facteur a un effet déterminant sur la composition des écosystèmes. Un bel exemple nous vient du lac Duparquet, en Abitibi (Y. Bergeron, Y. The influence of island and mainland lakeshore landscapes on boreal forest fire regimes, 1991. Ecology 72: 1980-1992). Dans cet environnement au cœur de la forêt boréale mixte, on retrouve sur de petites îles de roches des forêts de pins rouges et de genévriers. Ces forêts appartiennent à des régions méridionales et il faut faire des centaines de kilomètres plus au sud pour les retrouver, par exemple dans la vallée de l’Outaouais. Pourquoi se trouvent-elles en Abitibi? L’explication est simple: les petites îles de roches du lac Duparquet sont de véritables paratonnerres. Ainsi, même si le climat est froid, la fréquence élevée des feux et leur faible intensité maintiennent ce type de végétation. Il existe des quantités d’autres exemples. Les prairies de l’Ouest canadien brûlaient à certains endroits à tous les 10 ans. La protection contre le feu a transformé ces prairies en forêts. Ces exemples illustrent l’importance des agents perturbateurs pour maintenir les propriétés des écosystèmes. Pour un climat constant, le changement dans la fréquence des perturbations entraîne des changements importants dans le fonctionnement et la composition des écosystèmes. Ces forces déstabilisantes sont importantes pour maintenir la résilience, la diversité et même la productivité des écosystèmes (E. van der Maarel, «Some remarks on disturbance and its relations to diversity and stability», J. Veg. Sci. 4 (1993), p. 733-736.). Les attributs des perturbations qui affectent l’écosystème sont leur taille, leur distribution dans l’espace, leur intensité et leur fréquence.


L’aménagement de la forêt boréale pour assurer la résilience

L’activité forestière peut modifier le caractère de la forêt. On reconnaît de plus en plus la nécessité d’aménager la forêt de façon à respecter le plus possible les processus naturels et maintenir les paysages, la composition en espèces et les processus qui s’opèrent en l’absence de l’activité humaine. Deux visions s’opposent ici, bien qu’elles ne soient pas totalement exclusives. La première veut qu’on laisse des portions de territoire intactes et qu’on en aménage d’autres intensivement avec une approche qui vise à maximiser la productivité. On peut penser à une gamme d’interventions qui peuvent aller jusqu’à l’introduction d’espèces exotiques et à l’utilisation de pesticides et de fertilisants. Cette approche ressemble à l’agriculture. La seconde approche veut qu’on aménage la forêt de manière à pouvoir en tirer un profit, tout en essayant le plus possible d’imiter la nature.

La première approche est souvent favorisée par des pays qui n’ont pratiquement plus de forêts naturelles et dont les petites réserves constituent un bien précieux et intouchable. On voit donc des mentions telles que «ce bois ne provient pas de forêts vierges mais de plantations». Cet argument qui séduit le public est à considérer attentivement. Est-il vraiment souhaitable que l’homme s’approvisionne exclusivement dans des forêts artificielles qui contiennent souvent des espèces exotiques ne pouvant supporter la faune et la flore locale, et que l’on ne garde sur le territoire qu’un faible pourcentage de forêts vierges? En raison de leur petitesse, elles ne sont pas assurées de jouer leur rôle de réserves de la biodiversité. Ces visions ne sont pas totalement exclusives puisqu’on pourrait considérer de petites zones pour la ligniculture (comme on le fait pour l’agriculture), d’autres pour la foresterie intensive, par un aménagement des forêts de seconde venue, et finalement des zones de protection intégrale. Cependant, ce débat n’est pas terminé et certains pays, dont la production de bois vient presque exclusivement de plantations d’arbres exotiques, continueront de soutenir qu’on ne doit pas exploiter les forêts vierges.


Gérer l’inconnu et l’imprévu

Si on veut aménager nos forêts en s’inspirant de la nature, que doit-on faire? Il est devenu évident qu’on ne peut faire de la gestion par espèce en s’assurant que chacune ait ce qu’il lui faut pour survivre. Le manque de connaissances des espèces (par exemple chez les insectes et les micro-organismes, dont il existe encore beaucoup d’espèces inconnues), de la biologie des organismes, ainsi que la complexité des écosystèmes rend une telle approche impossible. Un aménagement qui privilégie une composition et une structure des peuplements forestiers semblables à ceux qui caractérisent les milieux naturels devrait permettre le maintien de la biodiversité et des fonctions essentielles des écosystèmes forestiers. Un problème souvent rencontré avec cette approche est la variabilité naturelle des écosystèmes. En effet, on ne peut comparer le fonctionnement de l’écosystème avec celui d’une machine bien rodée. L’imprévu est à la base du dynamisme de l’écosystème. Par exemple, certains feux très intenses détruisent tous les arbres et dénudent le sol de matière organique, alors d’autres laissent une bonne proportion d’arbres vivants. Certains feux sont immenses et couvrent une superficie comparable à certains pays européens, alors que d’autres sont petits. C’est lorsqu’on considère ces phénomènes sur de grands territoires que des patrons émergent. L’approche qui consiste à gérer les écosystèmes non seulement en considérant ce qui se passe à l’échelle du site (par exemple sur une centaine d’hectares), mais aussi sur de grands territoires où les forêts présentent des stades de développement différents s’appelle l’écologie des paysages. La connectivité des écosystèmes, la fragmentation, la représentativité des différents stades de développement, la présence d’îlots de forêts dans des zones récemment perturbées sont toutes des propriétés qui ne sont perceptibles que sur de grands territoires et qui sont importantes pour la résilience de la forêt boréale. Étonnamment, les préoccupations concernant l’aménagement des paysages n’ont presque pas eu d’échos dans le débat sur l’aménagement de la forêt boréale. En comparaison, l’image de quelques hectares coupés à blanc suscite beaucoup de questionnements.


Une question d’échelle

À l’échelle du site, on comprendra qu’une coupe à blanc n’est pas un désastre écologique, mais souvent un phénomène qui trouve des similitudes dans les processus naturels de la forêt boréale. Cette pratique permet la résilience de la biodiversité et de la productivité du système. Elle n’est ni pire ni meilleure lorsqu’on la compare aux perturbations naturelles du point de vue de la régénération, de la biodiversité et de la fertilité des sols. On notera cependant que l’effet de la coupe est relativement homogène, alors que le feu crée des conditions plus variables. On croit même que dans certains cas, les parterres de coupes auraient intérêt à être davantage perturbés par brûlage ou scarifiage, afin de renouveler le sol comme le feu peut le faire. Le mythe que l’impact le plus léger possible soit la meilleure solution ne tient plus lorsqu’on analyse la situation sur le terrain.

À l’échelle du site, la coupe à blanc peut, à bien des égards, ressembler à une perturbation par le feu: tous les arbres de dimensions commerciales sont enlevés, ce qui donnera un peuplement équienne (arbres du même âge); il y aura beaucoup de lumière au sol, le sol minéral sera exposé de façon plus ou moins importante. Par contre, on peut noter quelques différences telles qu’une moindre épaisseur de la couche organique du sol après un feu, plus de chicots, de bois morts et des îlots de végétation qui survivent sur environ 5% de la surface. Ces différences sont à considérer. Il est cependant illusoire de penser, comme certains militants le suggèrent, que les coupes sélectives (ne récolter qu’une proportion des tiges) pratiquées à la grandeur de la forêt boréale soit une solution appropriée. Bien au contraire, ceci conduirait inévitablement à une réduction de la biodiversité puisque nombre d’espèces ont besoin de perturbations fortes, étant donné qu’elles ont évoluées depuis des milliers d’années dans un tel environnement. On n’a qu’à penser aux plants de bleuets dont se nourrissent les ours: ces plants ne poussent pas dans les vieilles forêts où le couvert est fermé. Ce traitement, plus doux, pourrait aussi conduire à une stagnation de la fertilité du sol.

À l’échelle du paysage, il existe encore bien des enjeux concernant l’aménagement de la forêt boréale. Des études nous indiquent que les cycles de feux varient d'une région à l'autre et ont varié aussi dans le temps. Ainsi, certaines régions du Québec ont actuellement un cycle de feux de 75 ans, alors que d’autres en ont un de près de 300 ans. Il est généralement admis que les feux frappent des forêts de tous âges de façon aléatoire. Ainsi, le cycle de feu crée une représentativité des différents stades de développement de la forêt qui est assez bien connue. Cette représentativité est différente de celle que nous apporte le modèle industriel de l’exploitation forestière: la forêt normale. Ce concept veut que chaque classe d’âge de la forêt soit représentée de façon équitable. Par exemple, si la forêt prend 100 ans à devenir mature, chaque âge devrait être représenté sur 1% du territoire, assurant ainsi un approvisionnement continu. Toutefois, étant donné que le feu frappe au hasard, on trouve dans une forêt qui est sous le contrôle des processus naturels, une sur-représentation des forêts jeunes, une bonne représentation des forêts d’âges se situant près de l’âge des cycles de feux et une faible abondance de peuplements dont l’âge excède celui du cycle du feu. Dans le modèle industriel, ces vieilles forêts n’existent pas. Dans la réalité ces forêts, quoique généralement faiblement représentées en superficie, existent et présentent souvent une structure irrégulière, où l’âge des arbres diffère. Dans les régions où le cycle des feux est long, par exemple dans l’est du Québec, on évalue qu’avant l’exploitation forestière, plus de 50% du territoire était occupé par des forêts à structure irrégulière.

À l’échelle d’une région, la coupe à blanc, même si on applique la règle du rendement soutenu (ne pas couper plus que la productivité) comporte aussi ses problèmes. Cette pratique ne laisse pas subsister de vieilles forêts ou de forêts qui ont l’apparence de vieilles forêts, et la distribution des forêts d’âges différents est souvent bien différente de ce que l’on retrouve en nature. La forêt naturelle a plutôt l’apparence d’un fromage gruyère, avec des forêts d’âges différents distribuées ici et là. Par contre, les coupes récentes sont souvent distribuées dans une seule section d’une région forestière. Ceci conduit souvent à un paysage qui, mis à part quelques bandes et quelques petits îlots de forêts, ressemble à un tapis qu’on déroule.


Solutions

Il existe des solutions. Un modèle proposé récemment par un groupe de chercheurs québécois (Y. Bergeron, B., Harvey, A. Leduc, S. Gauthier, «Stratégies d’aménagement forestier qui s’inspirent de la dynamique des perturbations naturelles: considérations à l’échelle du peuplement et de la forêt», The Forestry Chronicle 75 (1999), p. 55-61) pourrait permettre, par l’utilisation de la coupe à blanc et de la coupe partielle, de conserver un paysage forestier similaire au paysage naturel en forêt boréale tout en maintenant la récolte de fibres. Une plus grande hétérogénéité dans les interventions en forêt semble aussi garante d’un rapprochement avec les processus naturels. Par exemple, une variation dans l’intensité de la récolte, la superficie des coupes et dans le degré de perturbation du sol. Il y a tout lieu de croire qu’en s’inspirant de la nature, on donnera à la forêt boréale les meilleures chances de conservation des attributs connus et de ceux qui ne le sont pas.

Il est important que le public prenne part à ce débat. Un aménagement forestier qui s’inspire de la nature n’est pas rigide et laisse beaucoup de latitude. On peut favoriser à un endroit la conservation, à l’autre maximiser la production de fibres, ou encore maximiser la production d’orignaux. Une vision fort répandue veut que la nature sans aménagement nous donne la maximum de tous ce qu’elle procure à l’homme. Il faut se défaire de ce mythe. On peut aménager la forêt pour une fonction particulière et lorsqu’on veut tirer profit de plusieurs ressources on doit souvent faire des compromis. Les choix à faire sont des choix de société et non des choix déterminés par la science. La recherche et l’étude du fonctionnement des écosystèmes nous fournissent les balises afin de connaître les limites à ne pas franchir pour assurer un aménagement durable.