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Le Chêne rouge d’Amérique (Quercus rubra L. = Quercus borealis Michx) dans le Sud-Ouest de la France
J. Gelpe, B. Lemoine, Brigitte Pilard-Landeau, J. Timbal
To cite this version:
J. Gelpe, B. Lemoine, Brigitte Pilard-Landeau, J. Timbal. Le Chêne rouge d’Amérique (Quercus
rubra L. = Quercus borealis Michx) dans le Sud-Ouest de la France. Revue forestière française,
AgroParisTech, 1986, 38 (1), pp.27-40. �hal-02728924�
biologie
et forêt
LE CHÊNE ROUGE D'AMÉRIQUE
(QUERCUS RUBRA L.
= QUERCUS BOREALIS M I C HX) DANS LE SUD-OUEST DE LA FRANCE
J . GELPE - B . LEMOINE Brigitte PILARD-LANDEAU - J . TIMBAL
Depuis quelques années, à la suite des travaux belges et hollandais sur le Chêne rouge d'Amérique, de nombreuses recherches ont été engagées sur cette essence en France.
Il n'est pas étonnant qu'elles se soient vigoureusement développées dans le Sud-Ouest de notre pays, où le Chêne rouge avait été abondamment introduit dans la première moitié de ce siècle.
La présente note a pour objectif de donner les premiers résultats de ces recherches écologiques et sylvicoles qui ont fait l'objet du travail de stage de 3ème année d'E .N .I .T .E .F . de Madame Brigitte Pilard-Landeau au laboratoire de Sylviculture et Écologie de la station I .N .R .A . de recherches forestières de Bordeaux-Cestas.
PRÉSENTATION DE L'ESPÈCE
Le Chêne rouge d'Amérique (Quercus rubra L . Quercus borealis Michaux) est maintenant trop connu dans les milieux forestiers pour que nous ayons à en faire une description détaillée . Pour cela, on se reportera à l'article de Keller et al . (1980) paru dans cette même revue, et à l'illustration qui en est donnée .
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Ajoutons seulement que les feuilles ont une forme (profondeur des sinus) et une taille assez variables selon l'âge et leur position sur l'arbre . La taille des glands varie aussi beaucoup (poids allant de 3 à 12 g/gland).
Enfin, il faut signaler que si la distinction avec le Chêne des marais (Quercus palustris) est assez facile, il n'en est pas de même avec le Chêne écarlate (Quercus coccinea) avec lequel il s'hybride facilement, donnant des individus aux caractères intermédiaires, en particulier en ce qui concerne la forme des feuilles et des cupules.
LE CHÊNE ROUGE DANS LE SUD-OUEST
C'est au XlXème siècle que le Chêne rouge a été introduit dans le Sud-Ouest comme arbre de parc (Jardin Massey à Tarbes, Parc Beaumont A Pau, grandes propriétés des environs de Bordeaux, Domaine de Solférino dans les Landes créé par Napoléon III . . .).
C'est sans doute en voyant dans ces parcs sa forte croissance et son abondante régénération naturelle que les forestiers locaux eurent l'idée de l'introduire en reboisement à partir de 1919 (mais surtout en 1929).
Quoiqu'il en soit, à partir de cette période, et puis singulièrement dans la période 1939-1945, de nombreuses plantations de Chêne rouge furent effectuées :
— soit en forêt pour enrichir des forêts pauvres, ou pour combler des vides dus en grande partie à la mortalité du Chêne tauzin consécutive à l'Oïdium ;
— soit en landes ou même en terrain abandonné par l'agriculture.
C'est ainsi que l'on compte actuellement plus de 500 hectares de Chêne rouge de plus de 10 ans dans le département des Pyrénées-Atlantiques, et environ 150 dans celui des Hautes- Pyrénées (région de Tarbes), dont 446 et 75 de plus de 40 ans, mais dans les deux cas par surfaces unitaires le plus souvent inférieures à un hectare.
Dans les autres départements du Sud-Ouest, les surfaces occupées par le Chêne rouge sont beaucoup plus réduites.
Le Gers constitue un cas particulier avec 66 hectares de Chêne rouge, répartis sur deux forêts seulement : la forêt domaniale d'Armagnac avec 31 hectares, plantée sur terrain agricole de 1939 à 1942, et la forêt particulière de Doat près d'Eauze (35 hectares), également plantée sur terrain agricole de 1935 à 1938.
LES RECHERCHES SUR LE CHÊNE ROUGE
Depuis 1979-1980, un important programme de recherches a été engagé sur le Chêne rouge d'Amérique à la station de Recherches forestières (I .N .R .A .) de Bordeaux Cestas.
Parallèlement au programme d'amélioration génétique de cette espèce, ont été entreprises des recherches écologiques et sylvicoles . Pour cela, un réseau d'environ 80 placettes a été installé dans les principaux peuplements de futaie existant en forêt soumise ou privée dans le Sud- Ouest.
Sur ces placettes, un échantillon représentatif des classes de diamètre a été mesuré en hauteur et en circonférence (à 1,30 m) et le sera de nouveau tous les 4-5 ans, le profil du sol a été décrit dans une fosse pédologique, la végétation spontanée a été inventoriée et les conditions topographiques et géologiques notées . La forme des arbres et leur état sanitaire ont également été notés d'une manière systématique .
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Biologie et forêt
Peuplement de Chênes rouges d'Amérique. Forêt de Mixe (Pyrénées-Atlantiques).
Photo J . TIMBAL
LES TYPES DE STATIONS
Une analyse factorielle des correspondances effectuée sur les relevés de végétation de 72 placettes et leur classement en un tableau phytosociologique « diagonalisé a permis de mettre en évidence trois groupes de stations, eux-mêmes subdivisés en 2 ou 3 types de stations (tableau I, page 30).
Le premier groupe de stations (1) se caractérise par la présence d'espèces des sols riches et relativement bien alimentés en eau . On le subdivise en deux unités :
— Type 1 .1 de tendance à la fois mésotrophe et thermophile . L'humus est de type mull mésotrophe avec un pH > 5,5 . II regroupe l'essentiel des placettes du Gers sur sol limoneux plus ou moins hydromorphe et sables fauves de l'Armagnac.
— Type 1 .2 à tendance hygrophile et acidocline . L'humus est plutôt de type mull eutrophe.
Il correspond grosso modo aux sols les plus riches du Piémont pyrénéen, avec souvent des phénomènes d'hydromorphie en profondeur.
Le deuxième groupe de stations (2) se caractérise par la présence d'espèces mésoneutrophiles et d'espèces légèrement acidophiles . Il s'agit donc d'un groupe de stations d'acidité moyenne.
On y distingue trois unités :
— Type 2 .1 caractérisé par la présence d'espèces d'affinité montagnarde (Fagus sylvatica, Luzula silvatica . . .) correspond aux placettes situées dans le climax de la hêtraie-chênaie prépy-
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Tableau I Définition phytosociologique des types de stations et pH des humus correspondants
Stations 1 2 3
11 12 21 22 23 31 32
Groupes floristiques
Lonicera xylosteum
Viburnum lantana Aspidium angulare j Polystichum spinulosum Alnus glutinosa Rubia peregrina
Arum italicum Ligustrum vulgare Ulmus
Carex glauca campestris
Carpinus betulus
Rosa arvensis
pp/ppp
Brachypodium pinnatum Cornus sanguinea Rubus ulmifolius Corylus avellana Prunus spinosa Prunus avium Crataegus monogyna Luzula silvatica Fagus silvatica Solidago virga-aurea
Oxalis acetosella Sorbus aucuparia Ulmus montanum Fraxinus excelsior
Acer pseudoplatanus Potentilla tormentilla Quercus sessiliflora Euphorbia amygdaloides
/
Asphodelus albus Blechnum spicant Castanea sativa
/ ////
pilulifera A
Carex vena fhorei Molinia coerulea Ruscus aculeatus Pieridium aquilinum
j j j j /
Rhamnus frangula Teucrium scorodonia
Luzula campestris Fagus silvatica
Rhamnus frangula Leucobrium glaucum Calluna vulgaris
Veronica officinalis Betula verrucosa Populus tremula Pinus pinaster
Erica scoparia
/
pH moyen par station
pH moyen par groupes de stations 5 ,2 ///. Espèces bien représentées ; Espèces faiblement représentées.
5,8 4,9 4,6 4,4
4,4
3,8
4,3 3,8
3,8
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Biologie et forêt
rénéenne (Androsaemo-Fagetum) . L'humus est un mull acide, voire un mull-moder et les sols sont de type brun acide à brun, lessivés plus ou moins marmorisés.
— Type 2 .2 Dans ce type, les caractères édaphiques sont pratiquement les mêmes que précédemment, mais le caractère submontagnard est absent.
— Type 2 .3 Le caractère acide est plus prononcé que précédemment, comme en témoigne l'apparition d'espèces comme Calluna vulgaris ou Ulex nanus.
Le troisième groupe de stations (3) correspond aux sols les plus acides et secs . Ils sont caractérisés par une végétation d'où les mésoneutrophiles sont absentes . Par contre, les acidophiles sont nombreuses avec parmi elles des transgressives de la lande (héliophiles) . Deux unités ont été mises en évidence :
— Type 3 .1 correspond aux placettes du Piémont pyrénéen, sur sol limoneux très acide et très pauvre sur le plan de la nutrition minérale . Le sol est de type brun acide à brun ocreux à
moder . Il y a parfois de l'hydromorphie en profondeur.
— Type 3 .2 correspond aux placettes à végétation xéroacidophile et sol podzolique sur sables des landes (placettes de la Gironde et des Landes caractérisées par la présence d'espèces héliophiles des landes (Pinus pinaster, Erica scoparia, Erica cinerea).
LA PRODUCTIVITÉ DU CHÊNE ROUGE Cubage des arbres
Le volume des arbres a été calculé à l'aide d'un tarif provisoire à deux entrées (circonférence à 1,30 m et hauteur totale), établi à partir d'un échantillon de 214 arbres cubés selon le protocole normalisé.
Après plusieurs essais de modélisation, la formule retenue a été la suivante : Vi = – 3,9604 10 .2
+ 4,4873 10 'Ci – 2,8395 10 4 Ci Hi + 9,769 10- 6 Ci Hi' + 0,0212 10 ' Ci e Hi
avec Vi = volume tige total estimé de l'individu i (en m 3) Ci = circonférence à 1,30 m de l'arbre d'indice i (en cm) Hi = hauteur totale de l'arbre d'indice i (en cm)
Estimation du volume des peuplements
On passe des volumes individuels au volume d'un peuplement de la manière suivante . On commence par estimer le volume des 30 arbres choisis comme échantillon représentatif des catégories de diamètre et mesurés en hauteur, grâce au tarif à double entrée ci-dessus . Puis, pour cet échantillon, on établit un tarif à une entrée (circonférence) qui permet d'obtenir le volume du peuplement en utilisant son inventaire en circonférences :
V tot .=Vi=Na+b Ci'
avec V tot . = volume tiges totales du peuplement Vi = volume de l'arbre d'indice i
N = nombre d'arbres par hectare du peuplement
Ci = circonférence à 1,30 m des arbres d'indice i du peuplement a b } = paramètres propres à chaque peuplement
Le volume (tige totale) sur pied varie beaucoup d'une placette à l'autre selon la densité initiale et les éclaircies pratiquées . Il est en moyenne de 275 m 3 /ha avec un minimum de 67 et un
maximum de 709 .
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15 14 13 12 11 10
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Production annuelle moyenne
Le réseau de placettes ayant commencé à être installé en 1980, il est encore trop tôt pour pouvoir disposer des chiffres d'accroissement en circonférence, hauteur et volume pour la majorité d'entre elles . Cependant, afin de disposer d'une première estimation de la productivité du Chêne rouge, nous avons essayé de tirer profit des placettes installées les premières.
Aussi, parmi les 72 placettes étudiées, les 21 qui avaient été installées dès 1980, ont fait l'objet en 1983 d'une nouvelle série de mesures . Cela a permis d'obtenir, pour les différents types de station, les chiffres d'accroissements courants annuels suivants pour la période 1980-1983 (tableau II).
Pour tenir compte de l'âge, nous avons replacé les points représentatifs des 21 placettes remesurées dans un graphique le Age (Ic = accroissement courant) ; chaque type de station étant représenté par le code correspondant (figure 1).
Sur cette figure, on remarquera pour la tranche d'âge 35-45, la mieux représentée, la nette supériorité d'accroissement dans le type stationnel 1 .1 en particulier par rapport au type 3 .1 (les autres types n'étant pas suffisamment représentés dans l'échantillon).
Quoiqu'il en soit ces divers chiffres permettent de se faire une première idée de la productivité du Chêne rouge dans le Sud-Ouest, surtout si on la compare à celle du Chêne pédonculé que l'Office national des Forêts estime dans le meilleur des cas (chênaies de l'Adour types 1 .1 et
1 .2) à 6 m 3 /ha/an . Pour la zone des coteaux basques et béarnais sur sol limoneux acide et pauvre (types stationnels 2 .1 ; 2 .2 ; 2 .3 ; 3 .1), il est vraisemblable d'après ces premiers chiffres que la productivité du Chêne rouge se situe autour de 7 à 9 m 3 /ha/an, alors que celle du Chêne pédonculé doit être de l'ordre de 3 à 4 m 3 /ha/an, soit à peu près la moitié.
lc (m/ha/an)
q n n
. li
-~— •
n
~--~--n- ---
• n
•
Figure 1 PRODUCTIVITÉS ET STATIONS.
Figure 2 HAUTEURS DOMINANTES ET
STATIONS.
Types de stations 2 .2
n 1 .1 • 2 .3
âge o 1 .2 3 .1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 • 2 .1 • 3 .2
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Tableau II Accroissements et types de station
Nombre Accroissement courant annuel en :
Type de station de placettes remesurées Fourchette d'âge Surface terrière Volume (m2) (m 3 /ha/an)
1 .1 8 38 - 49 0,96 10,8
1 .2 1 37 0,80 12,3
2 .1 4 24 - 50 0,81 7,45
2 .2 2 45 - 61 0,72 7,6
2 .3 1 30 1,11 9,5
3 .1 5 24 - 46 0,92 8,46
3 .2 0 / / /
Accroissement en hauteur
La figure 2 donne la position de chaque placette pour le couple âge-hauteur dominante . Chaque placette y est représentée par le numéro du type de station correspondant . Sont également reportées les courbes de croissance des classes I et V de la table hollandaise de production pour le Chêne rouge.
On voit clairement sur cette figure que le Sud-Ouest de la France se situe généralement à un niveau égal ou le plus souvent supérieur à la meilleure des classes (I) de productivité hollan- daises.
35 Hauteur dominante (m)
• n ~
n 0 q
• •• q
25-
20
15-
10 20 30 40 50
33
60 70 80 Age
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Pour préciser cette analyse de la croissance, une ' analyse de tige » a été effectuée sur un échantillon restreint de placettes, à savoir en gros, deux arbres dominants dans chacune des 20 placettes choisies elles-mêmes pour donner un échantillon des 6 premiers types de station (la station 3 .2 n'a pas été prise en compte pour cette analyse de tige).
10 20 30 40 50 60 70 80 Age
Figure 3 ANALYSES DE TIGES
ET PLACETTES . COURBES- GUIDES.
Le faisceau de courbes obtenu dans un système de coordonnées âge-hauteur dominante (figure 3) a per- mis dans un premier temps d'estimer, par une mé- thode graphique, les hauteurs dominantes de chacun des peuplements considérés pour un âge de réfé- rence fixé arbitrairement à 40 ans . Mais si on analyse l'évolution de la croissance, on remarque une diffé- rence importante avec les tables de production classiques ; celles-ci font état d'un faisceau des courbes de croissance en hauteur dominante, cha- cune représentant une classe de fertilité, dont au- cune ne recoupe une autre . Ce n'est pas totalement vérifié ici . En effet, la période 15-20 ans paraît avoir été critique pour certains peuplements du Sud-
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Biologie et forêt
Ouest . On constate sur ce graphique (figure 3) que la croissance peut avoir été soutenue tout au long de la vie de l'arbre, ou soutenue seulement jusqu'à 15-20 ans puis modérée, ou au contraire, d'abord modérée puis soutenue . L'allure de la croissance jusqu'à 15-20 ans ne semble donc pas préjuger de ce qu'elle sera par la suite.
Types de stations Hauteur dominante à
40ans
m
2 .1 t 2 .2 27,5
Plus petite r1 .1
26,4amplitude
1 .2 25,9significative
au seuil de
2 .3 24,710%
3 .1 23,8
3 .2 18,9
Figure 4 HAUTEURS DOMI- NANTES A 40 ANS ET STA- TIONS.
i
27,31 .1 1 .2 2 .1 2 .2 2 .3 3 .1 3 .2
Acidité croissante
1 2 3
stations riches et hydromorphes stations acides stations pauvres et très acides
Le graphique de la figure 4 permet de comparer la hauteur dominante moyenne à 40 ans (valeur estimée graphiquement) selon les types de station . Aux seuils statistiques de 1 % et de 5 % sur station 3 .2 (sur sables des Landes), la hauteur dominante moyenne apparaît significativement différente de celle des autres stations . Par contre, il n'y a pas de différence significative entre ces dernières . Au seuil de 10 %, on peut distinguer : d'une part, le groupe formé par l'ensemble des stations 1 .1, 1 .2, 2 .3 et, d'autre part, la station 3 .2 . De plus, les intervalles de confiance indiqués sur le graphique montrent la variabilité existant à l'intérieur de chaque type de station : elle est minimum dans la station 2 .1, maximum dans la station 3 .2 et forte dans les stations 1 .2 et 2 .2.
Il ressort aussi de ce graphique que les plus fortes hauteurs dominantes se rencontrent non pas dans la station 1 .1, mais dans la station 2 .2 correspondant à des sols moyennement acides.
Peut-être faut-il, en 1 .1, voir un effet dépressif de l'hydromorphie?
LA CROISSANCE EN DIAMÈTRE
Si on examine la variation de la largeur des cernes sur des rondelles prélevées à 1,30 m sur les arbres dominants abattus pour les analyses de tiges, on constate que le maximum d'accroisse- ment en diamètre se situe vers 15-20 ans, parfois un peu plus . Il n'est alors pas rare de voir des cernes de plus de 1 cm de largeur . Mais il est possible que la baisse d'accroissement constatée après 15-20 ans ne soit due qu'à un effet d'une concurrence devenant sévère (défaut d'éclaircie) .
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Aussi, est-il plus intéressant de considérer les valeurs prises par l'accroissement moyen en diamètre par tranche d'âge de 5 ans (figure 5) . Alors, on voit clairement que le maximum se situe plutôt vers 30-35 ans, avec un écart-type en diminution régulière (stabilisation de l'allure de la croissance avec le temps ?) . A cet âge optimum (25-35 ans), on peut atteindre des accroisse- ments moyens annuels sur le diamètre (à 1,30 m) d'environ 9 mm avec un écart-type d'environ 1,6 mm.
0,9 -
0,8 -
0,7.
0,6-
0,5-
0,4-
0,3 .
Figure 5 a ACCROISSEMENT MOYEN SUR LE DIAMÈTRE À 1,30 M . Echantillon global de 36 arbres.
0,2 -
0,1-
Age 10 '1
~ I
