Forêt: Gare à l’overdose d’azote

Trop abondant dans 95 % de la forêt suisse, l’azote perturbe le développement des arbres et des écosystèmes forestiers.

Les apports excessifs d’azote dans les forêts peuvent engendrer un ancrage superficiel des racines.
Les apports excessifs d’azote dans les forêts peuvent engendrer un ancrage superficiel des racines.
© IAP/IBA

Texte: Urs Fitze

Le terrain est envahi par les ronces. Sans le petit sentier tracé à travers le fourré, il aurait été impénétrable. En 1999, au lendemain de Noël, l’ouragan Lothar a frappé la zone, couchant plusieurs hectares de forêt dans cette région du Brislachallmet (Bâle-Campagne). Le chemin mène à une petite clairière, où se dresse un poteau de bois muni d’un entonnoir. Cette station pluviométrique fait partie d’un réseau d’équipements de mesures installés sur 179 placettes d’observation permanente couvrant l’ensemble de l’aire forestière suisse.

Ronces et broussailles

Ces dernières années, une jeune forêt s’est développée sur la surface sinistrée. Quelques arbres émergent déjà de plusieurs m au-dessus de l’épaisse couverture de ronces, de fougères et de sureaux. Autrefois, ces plantes héliophiles auraient peu à peu disparu, à moins d’être repoussées jusqu’à la lisière. Mais aujourd’hui, ce n’est pas certain. En effet, l’azote disponible en abondance offre des conditions idéales à leur croissance. C’est ainsi que dans la forêt suisse, les broussailles ne cessent de s’étendre, affectant par endroits le rajeunissement naturel.

Presque toute la forêt suisse est fertilisée par des composés azotés réactifs présents dans l’air. Dans le sud du Tessin, ces apports culminent à 60 kilogrammes d’azote par hectare et par an, un niveau largement supérieur à la valeur de 10 à 20 kilogrammes jugée encore acceptable par la Commission économique des Nations Unies pour l’Europe (CEE-ONU) dans sa Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance. Sur le Plateau et dans les Préalpes, ils peuvent facilement atteindre 40 kilogrammes. Les charges critiques spécifiques des forêts sont ainsi dépassées sur 95 % de l’aire boisée suisse.

Le pire a été évité

« Chaque année, les sols forestiers suisses absorbent une quantité d’azote biodisponible par hectare équivalente à celle épandue sous forme d’engrais sur les terres agricoles au XIXe siècle, sur une surface identique », explique Sabine Braun, de l’Institut de biologie végétale appliquée (IAP/IBA) à Schönenbuch (BL). Cette biologiste étudie depuis trois décennies les forêts suisses. Pour pouvoir analyser leur évolution sur une base scientifique, quelques cantons ont décidé, dans les années 1980, de créer les premières placettes d’observation. L’IAP, dont Sabine Braun est cofondatrice, gère ces surfaces depuis le début et analyse en permanence les résultats.

A l’époque, le débat sur la mort des forêts faisait rage en Europe. On craignait le pire, y compris en Suisse. Cependant, les mesures prises après l’introduction de l’ordonnance sur la protection de l’air en 1985 ont permis d’atténuer sensiblement le problème. En particulier, les émissions de dioxyde de soufre, principal responsable des pluies acides, ont diminué de 90 % depuis le milieu des années 1980. En fin de compte, le dépérissement tant redouté des forêts n’a pas eu lieu.

Ces dernières restent toutefois vulnérables à des substances d’origine humaine. Mais aujourd’hui, la menace a pris un autre nom: l’azote, élément indispensable à la vie. Dans un écosystème naturel, c’est un bien rare et donc précieux, qui circule dans le cycle de croissance et de dégénérescence. Cependant, des apports permanents et trop élevés entraînent des changements insidieux.

Certes, les oxydes d’azote produits par les transports et l’industrie ont reculé de moitié, mais les rejets d’ammoniac de l’agriculture n’ont que légèrement baissé.

En 2007, plus de 95 % des forêts exploitées dépassaient les seuils critiques de pollution en azote.
© Meteotest 2010

Un processus sournois
Dans les années 1980, les conséquences de l’excès d’azote sur les sols et la végétation étaient encore méconnues. Mais entre-temps, des recherches intensives ont permis de mieux comprendre ce phénomène. C’est ainsi que dans le cadre du programme d’observation permanente des forêts, 13‘500 épicéas, hêtres et chênes sont suivis depuis 1984 sur un réseau de placettes en constante extension.

L’une des premières fut aménagée en 1983 dans le Brislachallmet, où le hêtre prédomine. Aujourd’hui, presque toutes les associations forestières indigènes sont représentées à différents étages altitudinaux. Régulièrement, Sabine Braun et ses collègues se rendent sur le terrain pour mesurer la croissance des troncs, faire des prélèvements d’eau et de sol à différentes profondeurs, relever la pluviométrie, déterminer la croissance des racines et collecter des échantillons de feuilles. Des branches sont également sciées dans les couronnes. Cette opération est effectuée par un forestier héliporté. Le matériel est ensuite analysé en laboratoire.

Excès d’azote, manque de phosphore
Ces relevés sur le long terme fournissent des informations sur le développement du tronc, l’évolution de la proportion des éléments nutritifs dans les feuilles de hêtre ou les aiguilles d’épicéa, l’accroissement des jeunes pousses, les concentrations de nitrate ou le rapport entre les nutriments importants et l’aluminium phytotoxique dans les sols. L’interprétation de cette somme de données, combinée aux résultats de nombreuses autres études, aboutit à un constat clair: si le terrain reçoit trop d’azote, les plantes réagissent par une nette accélération de leur croissance. « Elles ne peuvent pas faire autrement, explique Sabine Braun, parce qu’elles sont habituées à utiliser tout l’azote dont elles disposent. » Il en résulte des déséquilibres nutritifs par rapport à d’autres substances absorbées en moindre quantité. Les arbres deviennent alors plus sensibles au gel et moins résistants aux ravageurs et à la sécheresse.

En outre, l’effet sur le développement peut rapidement s’inverser. L’azote est très néfaste aux mycorhizes, des champignons qui forment un tissu dense autour des racines fines des arbres et leur fournissent de l’eau et des sels nutritifs en échange d’hydrates de carbone. Leur dégradation nuit à l’assimilation de nutriments importants, en particulier du phosphore, qui fait aujourd’hui cruellement défaut. Les arbres cessent alors de pousser. Dans la forêt du Brislachallmet, cette évolution s’est amorcée à la fin des années 1990, après une période de très bonne croissance. Elle se poursuit aujourd’hui, comme dans la plupart des stations mal alimentées en phosphore.

Le sol s'acidifie

Les arbres souffrent aussi de l'acidification des sols, une conséquence directe des rejets d'ammoniac par l'agriculture. Dans le sol, ce gaz est transformé en nitrates par des bactéries, et des acides sont produits lors du processus. « L'acidification provoque le recul d'autres précieux éléments assimilables par les plantes, entraînant ainsi des déséquilibres nutritifs », explique Elena Havlicek, de la section Sols à l'OFEV. La croissance des racines se concentre alors près de la surface, où l'approvisionnement en nutriments issus de la litière est encore assuré et où l'aluminium est présent sous forme de composés organiques moins toxiques. Les couches profondes sont de moins en moins colonisées. Le développement superficiel de la souche rend les arbres moins stables et plus vulnérables au vent.

La tempête Lothar, qui avait fait rage dans le Brislachallmet, a aussi causé d'importants dégâts dans de nombreuses autres placettes. Quelques-unes ont même dû être abandonnées. Des analyses ultérieures ont permis d'établir un lien avec l'acidification du sol. Sur les terrains acidifiés, les arbres déracinés étaient quatre fois plus fréquents que sur les surfaces de comparaison moins touchées: un signe de l'affaiblissement à grande échelle des forêts consécutif aux apports acides. Les arbres ne présentent sinon aucun symptôme visible de déficience chronique, même pour des spécialistes, ce qui peut conduire à sous-estimer la gravité de la situation.

Réduire les émissions agricoles

« Même si les apports ont diminué ces dernières années, le dépassement des charges critiques dans une grande partie des forêts est préoccupant », souligne Sabine Augustin, de la section Prestations forestières et qualité des forêts à l'OFEV. « Il reste beaucoup à faire dans le domaine de la protection de l'air. » Les dépôts d'azote étant essentiellement d'origine agricole, il importe, selon elle, de renforcer les dispositions visant à réduire les émissions, notamment dans l'élevage. Heureusement, l'agriculture est de plus en plus sensible à ce problème. Selon des estimations prudentes, les mesures déjà prises pourraient permettre d'inverser la tendance, mais reste à savoir si elles suffiront (voir aussi pages 22 à 27).

Au niveau de la sylviculture, il convient d'entretenir la diversité des strates arbustive et arborescente, et de favoriser les essences à enracinement plongeant capables de puiser leur nourriture dans les couches profondes. C'est ce qui permettra, d'après Sabine Augustin, d'éviter les pertes de nutriments et le lessivage des nitrates dans les eaux souterraines. Enfin, le bois doit faire l'objet d'une exploitation durable qui laisse feuilles, branches et autres résidus de coupe sur place, afin de ne pas épuiser inutilement les réserves d'éléments nutritifs.

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Dernière modification 21.05.2014

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