Innovations agricoles au service du développement durable

Les anneaux de croissance des arbres et les isotopes stables comme données indirectes
liées au climat
Les anneaux de croissance des arbres constituent d’excellentes archives qui offrent des informations sur le changement
climatique, tel qu’il s’est produit par le passé, et sur l’impact de la variabilité climatique en cours sur les constituants majeurs
des écosystèmes forestiers et des paysages agro-forestiers. Les arbres croissent de façon radiale en ajoutant de nouvelles
couches de cellules du bois à l’intérieur du cambium. Les anneaux ajoutés chaque année peuvent indiquer les conditions
environnementales connues par l’arbre pendant la saison de croissance. En conséquence, ces anneaux sont des indicateurs
des facteurs climatiques qui ont joué un rôle déterminant dans la croissance dudit arbre. Dans certains cas, les arbres peuvent
vivre des centaines et même des milliers d’année, comme le fameux pin sylvestre des États-Unis.
La dendrochronologie est la discipline qui consiste à dater les anneaux de croissance des arbres pour trouver l’année de leur
formation. En appliquant un large spectre de techniques d’analyse modernes, le champ dispose de larges applications dans la
recherche environnementale (dendroécologie) – dans la climatologie, l’hydrologie, la glaciologie, la tectonique/le volcanisme,
la géomorphologie et les sciences forestières. Pour en savoir plus sur le climat, sur une période encore plus longue, dans
certains cas des milliers d’années, il est possible de dater des arbres morts d’âge inconnu et du bois fossile bien préservé.
Leurs anneaux peuvent faire l’objet d’une corrélation croisée pour établir des relevés de conditions climatiques passées, sur
une période plus longue. On trouve des arbres formant des anneaux de croissance annuels en climat tempéré. L’idée était
répandue que les arbres croissant sous les tropiques ne forment pas d’anneaux de croissance annuels. Toutefois, de
nombreux auteurs ont réussi à utiliser les anneaux de croissance d’arbres tropicaux pour déterminer l’âge des arbres,
comprendre la dynamique de croissance et conduire des études écologiques et climatiques (Worbes, 2002). Bien que le travail
de la dendrochronologie en Afrique en soit encore à ses débuts, des résultats probants ont été signalés dans différentes
régions tropicales. Le potentiel de l’utilisation des anneaux de croissance comme données indirectes liées au climat dans les
zones africaines semi-arides a été signalé (Fichtler et al., 2004 ; Trouet et al., 2006 ; Gebrekirstos et al., 2008, 2010 ; Wils et
al., 2010). Dans les milieux tropicaux plus humides, caractérisés par une répartition bisannuelle des précipitations, la
formation d’anneaux annuels est encore incertaine. Dans ces cas, des dendromètres à haute résolution ont été efficacement
utilisés pour documenter la dynamique de la formation du bois et pour prouver la formation d’anneaux de croissance annuels
(Krepkowski et al., 2010).
Depuis le début des années 70, des signatures d’isotopes stables de carbone et d’oxygène au niveau des anneaux de
croissance ont été recherchées comme indicateurs de données indirectes potentielles des conditions climatiques passées et
des résultats prometteurs ont été signalés (Leavitt et Long, 1991 ; Robertson et al., 1997 ; Saurer et al., 1997). Le bois se
forme sur la base de la photosynthèse, qui capte le carbone du CO 2 et les atomes d’oxygène et d’hydrogène de l’eau. Une fois
formée, la composition de l’isotope du bois est stable et reflète encore la facilité avec laquelle le CO 2 pourrait être capté de
l’atmosphère et le type d’eau disponible dans les feuilles. Gebrekirstos et al. (2009, 2010) ont démontré le potentiel de δ 13 C
dans les anneaux de croissance de l’essence d’Acacia à refléter les réponses physiologiques aux changements
environnementaux et climatiques comme outil de reconstruction paléo-climatique en Éthiopie. De fortes corrélations (r > –
0,82) ont été constatées entre les chronologies du δ 13 C et les précipitations, démontrant le potentiel de reconstitution des
précipitations sous les tropiques semi-arides. Wils et al. (2010) ont appliqué les variations de δ 13 C dans le Juniperus procera
pour la reconstitution du débit du Nil bleu.
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