Bilan de sante actuel et retrospectif du sapin (Abies alba Mill.) dans les Vosges. Etude ecologique et dendrochronologique

One hundred and ninety six stands were choosen within the whole natural range of white fir in the region, in order to include all the site types according to age, elevation, soil, topography, vegetation, but without prejudice to the apparent health status of the trees. Six dominant and codominant trees were selected in each stand. Their foliage density was noted and a core was taken to the pith at breast height. Thus, almost 1,200 cores, i.e. about 120,000 annual growth rings, were used for the dendrochronological study. The analysis was made difficult because of the frequent occurence of « missing rings », which must be detected in order to avoid desynchronization of the whole previous succession of rings. This was done by crossdating, using characteristic years (as far as the ring thickness is concerned) as reference years : 1870, 1893, 1916, 1922, 1934, 1948, 1956, 1961, 1976... We tried to test the hypothesis that an increasing level of atmospheric pollution, from a date to be determined, would be the cause of a decrease in growth, which might have been developping into a real dieback for some years. From the many data available, all the rings produced at a current reference age were considered. Because of the wide diversity of the present age of the stands, the rings correspond to various calendar years. Whatever the reference age (60 to 110 years), no significant general trend in radial growth variation could be noticed since the beginning of the 20th century. As soon as this stage of interpretation, it was possible to assert that the fir forest in the Vosges was not in dangerof dying out before long. This was contrary to the strong fear which prevailed before this study. However, this did not preclude that this average reality could hide more alarming special situations susceptible to spread more widely in a near future. In order to assess this possibility, the initial sample of plots was subdivided into several subsamples according to some ecological factors : elevation, soil fertility, exposure, topography. All the radial growth data were previously converted into growth indices avoiding the influence of the current age. This transformation was done in reference to the average curve << ring width/age>> of the whole sample. A surprising but irrefutable conclusion emerges : none of the parameters which were used makes possible to distinguish tree populations with a behaviour significantly different from the mean. However, all the curves show that the fir forests in the Vosges have actually suffered a period of severe stress which began as early as 1973, culminated in 1976, but was almost finished in 1983 (at least, as far as radial growth is concerned). The same curves also show previous crises, comparable to the last one for their extension and severity : 1943-1951. centered on 1948, and 1917-1925, centered on 1922. As it is the case with 1976, these periods correspond to years or succession of years with a pronounced rainfall deficit. Furthermore, the aspect of crowns and the estimated loss of needles are poor indicators of the actual vigor of the trees : the growth curves significantly deviate from the average only for needle losses above 40 p. 100. On the contrary, sapwood width is a much more consistent parameter : it is closely correlated with the present growth, and the radial growth curves of trees in classes with different sapwood width have been deviating for 50 to 60 years, practically since the 1917-1925 crisis.The impact of an increasing large-scale air pollution (possible but not proved) cannot be left out, but the cause of the present crisis proves to be mainly climatic, as for the previous ones. Individual differences in tree response seem to be mostly due to the structure of the stands.

Le dispositif retenu comprend 196 placettes réparties dans toute l’aire naturelle du sapin, de façon à couvrir toute la diversité des situations (âge, altitude, sol, topographie, végétation...), mais sans préjuger de l’état sanitaire apparent des arbres. Sur chaque placette, six arbres ont été choisis parmi les dominants et codominants, notés quant à l’état de leur feuillage et carottés à coeur. Ce sont donc près de 1 200 carottes, soit environ 120 000 largeurs de cernes qui ont servi de base à l'étude dendrochronologique. Celle-ci a été alourdie par la fréquence élevée de « cernes manquants », qu’il est impératif de déceler sous peine de désynchroniser toute la série de cernes antérieure. Cette phase délicate (« interdatation ») est rendue possible grâce à la mise en évidence progressive d’années caractéristiques (quant à l’épaisseur ou à la minceur du cerne correspondant), telles 1870, 1893, 1916, 1922, 1934, 1948, 1956, 1961, 1976... Nous avons cherché à tester l’hypothèse selon laquelle l’élévation du niveau de pollution aurait entraîné, depuis une date à préciser, une baisse de vitalité de la sapinière, laquelle pourrait évoluer, depuis quelques années, en véritable dépérissement. De la masse des données disponibles, on a donc extrait tous les cernes élaborés à un âge courant fixé, mais, compte tenu de la large variété des âges actuels des peuplements, à des dates très variées. De façon aussi surprenante que nette, et quel que soit l’âge de référence choisi (60 à 110 ans), on ne constate aucune tendance générale significative dans l’évolution de la croissance radiale depuis le début du siècle... Dès ce stade de l’interprétation, il était donc possible d’affirmer que, contrairement aux craintes très vives qui prévalaient au moment où fut lancée l’étude, la sapinière vosgienne n’était pas menacée de disparition à très brève échéance.Ceci n’excluait pourtant pas que cette réalité moyenne puisse cacher des situations particulières plus alarmantes et susceptibles de gagner ultérieurement en surface. Pour étudier cette éventualité, l’échantillon initial de placettes a été « stratifié » en un certain nombre de sousensembles selon la valeur de certains paramètres : altitude, fertilité minérale, exposition, position topographique. Auparavant, toutes les données ont été transformées en indices de croissance dégagés de l’influence de l’âge courant. Cette transformation s’est faite par référence à la courbe moyenne « largeur de cerne/âge » établie pour l’ensemble du dispositif. De façon troublante mais irréfutable, aucun des paramètres étudiés ne permet de discriminer des populations d’arbres ayant un comportement significativement différent de la moyenne. Par contre, toutes les courbes obtenues révèlent que la sapinière vosgienne a traversé effectivement une crise grave, amorcée dès 1973, ayant trouvé son paroxysme en 1976, mais pratiquement résorbée dès 1983... (du moins au vu du critère croissance radiale). Les mêmes courbes révèlent d’ailleurs d’autres crises comparables en ampleur et en intensité dans le passé : 1943-1951, « centrée » sur 1948, et 1917-1925, centrée sur 1922. Comme pour 1976, il y correspond à chaque fois des années ou séquences d’années à déficit pluviométrique marqué. Il apparaît de plus que l’aspect des houppiers et le taux apprécié de manque d’aiguilles ne sont que de médiocres indicateurs de la vitalité réelle des arbres : ce n’est qu’à partir de 40 p. 100 environ que les courbes de croissance divergent significativement de la courbe moyenne. Par contre, la largeur d’aubier est un critère beaucoup plus pertinent : d’une part elle est très corrélée à la vigueur actuelle des arbres, d’autre part les courbes de croissance radiale des populations d’arbres correspondantes divergent depuis 50 à 60 ans, pratiquement depuis la crise climatique de 1917-1925. Sans exclure totalement le rôle aggravant possible mais non démontré de la pollution à longue distance, il s’avère que les facteurs primaires de la crise récente, comme d’autres plus anciennes, traversée par la sapinière vosgienne, sont essentiellement d’ordre climatique. La diversité de réponse des arbres semble surtout liée à la structure des peuplements.