Impact of wood harvest intensity on forest biodiversity
Impacts de l'intensité des prélèvements forestiers sur la biodiversité. Rapport final
Résumé
Tree density in managed forests is likely to be reduced as a result of the forecasted increasing woodfuel demand and the need to improve the resistance of trees to summer droughts. Such a change may alter the forest functioning and impact the forest biodiversity. The project Imprebio aimed at quantifying the effects of different thinning regimes on ground flora, soil fauna and microorganisms, gastropods and aerial insects, in interaction with deer herbivory. A second aim was to study the underlying mechanisms. We used two complementary networks of regular oak forests where tree density is experimentally controlled in the long-term (GIS data cooperative and LERFOB network). Our results showed how tree density reduces light in the understory, buffers temperature variations and dries soils earlier in summer. As expected a strong site effect was found for most biotic and abiotic variables, whereas stand density was often a secondary but significant explaining factor for biodiversity. Analyses using functional traits revealed links, sometimes complex, between stand features, vegetation cover, and taxonomic diversity. For instance a bell-shaped relationship was found between anecic earthworm diversity and tree density, as well as between the overall floristic and entomological species diversity and the cover of competitive plant species. A decrease in tree density altered the chemical properties of litter but enhanced the microbial activity in acidic soils, which are the most frequent in our oak forest network. The expected decrease in tree density should not lead to dramatic changes in forest ecosystem functioning and biodiversity in the future. Yet such changes can occur when the cover of competitive plants exceeds 50%, provoking negative cascading effects on the rest of the ground flora and on invertebrates. Care should be taken to implement our results in terms of forestry guidelines due to the experimental design of the study sites and the reduced plot number. Implementation of the relationships revealed by our study into a mechanistic model (RReShar) of forest dynamics should help refining the consequences of different scenarios of forestry changes on forest ecosystem.
Pour répondre aux prévisions d’une augmentation de la demande de bois énergie et pour limiter la sensibilité des peuplements aux sécheresses estivales, la sylviculture devrait conduire à des peuplements forestiers moins denses ; ces modifications de pratiques sont susceptibles d’impacter la biodiversité. Le projet Imprebio visait à quantifier les effets de différents régimes d’éclaircie sur la flore, la faune et les microorganismes du sol, les gastéropodes et les insectes aériens, en interaction avec la pression d’herbivorie par les cervidés, et à étudier les mécanismes associés. Ce travail s’est appuyé sur deux réseaux complémentaires de peuplements réguliers de chênes dont la densité des arbres est gérée de manière expérimentale (GIS coopérative de données et Réseau LERFOB). Les analyses montrent comment la densité des arbres diminue l’éclairement du sous-bois, tamponne les variations de températures et assèche les sols plus précocement. Concernant la biodiversité, un fort effet site, attendu, est observé, pour la majorité des variables biotiques ou abiotiques étudiées. L’effet de la densité du peuplement est secondaire mais significatif pour de nombreuses guildes. L’impact des grands herbivores est difficile à mettre en évidence. Les analyses par traits fonctionnels révèlent en revanche des liens, parfois complexes, entre compartiments de diversité. Par exemple la relation entre la densité du peuplement forestier et la diversité des vers de terre anéciques est quadratique, comme celle entre le recouvrement des plantes interférentes et la diversité floristique et entomologique. L’ouverture des peuplements altère la qualité des litières mais favorise l’activité microbienne sur les sols acides, largement représentés dans les chênaies étudiées. La diminution attendue de la densité des peuplements forestiers ne devrait pas entraîner de modifications radicales de l’écosystème forestier (fonctionnement, biodiversité). Les atteintes les plus fortes sont visibles dans le cas où le recouvrement de la végétation interférente se développe au-delà de 50% de couvert, provoquant des effets en cascade sur le reste de la flore et des invertébrés. Nos résultats donnent des bases et des références pour une implémentation en termes de recommandations sylvicoles garantes d’un certain maintien de la biodiversité. Cependant il faut garder à l’esprit le caractère expérimental des placettes étudiées et leur faible nombre avant toute généralisation. En ce sens, l’implémentation des relations que nous avons mises en évidence dans un modèle de dynamique forestière (RReShar) devrait permettre d’explorer les conséquences pour l’écosystème forestier de différents scénarios d’évolution sylvicole.