Pourquoi les arbres comptent sur l’eau de l’hiver pour survivre à l’été ?

U ne étude scientifique menée à Zurich, en Suisse, s'interroge sur l'origine de l'eau que les arbres utilisent pour leur transpiration. La transpiration végétale est un processus essentiel à la vie et à la croissance des arbres. Parce qu'elle sert de moteur et permet de transporter l’eau et les nutriments jusqu’aux feuilles. De plus, elle permet également de réguler les flux de sève selon les besoins des plantes et les conditions climatiques.

Les arbres forestiers jouent un rôle important dans la redistribution des précipitations. D’une part, en limitant leur retombée au sol via la canopée (interception). Et d’autre part, par le prélèvement d’eau du sol pour la transpiration. Pour comprendre à quelles profondeurs de sol les arbres prélèvent l’eau pour leur transpiration, des scientifiques ont réalisé une étude. Ils ont mesuré, en continu depuis 2020, les isotopes stables de l’eau dans les sols et les arbres sur le site expérimental “WaldLab Forest”. Ce site d’une superficie de 30 hectares se situe à Zurich.

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Les couches profondes du sol sont cruciales

L’analyse des données des deux premières années ont montré que les hêtres et les épicéas prélèvent l’eau du sol dans les pores de petite dimension. Les épicéas prélèvent la plupart de l’eau pour leur transpiration entre 20 et 40 cm de profondeur. Les hêtres, quant à eux, la prélève entre 40 et 80 cm de profondeur. La majorité de l’eau prélevée par les arbres forestiers ne provient pas des précipitations récentes. En revanche, elle provient de l’eau plus ancienne qui a été stockée dans le sol. En effet, les précipitations récentes contournent largement les plus petits pores du sol. Elles ne sont donc pas disponibles pour les arbres. Les deux espèces d’arbres transpirent majoritairement l’eau provenant des précipitations hivernales. C'est le cas même en été, lorsque des précipitations plus récentes seraient disponibles dans les couches superficielles du sol. Cela reste vrai, bien que le site d’expérimentation à Zurich reçoive plus de précipitations durant la moitié estivale de l’année.

Les précipitations hivernales sont la principale source de la transpiration des arbres en été

L’interception et l’évaporation sont deux phénomènes qui limitent la quantité de précipitations atteignant les sols forestiers en été. Par conséquent, les arbres forestiers tels que les hêtres et les épicéas transpirent majoritairement l’eau provenant des précipitations hivernales. Ainsi, un stockage suffisant d’eau dans le sol est la clé durant les périodes de sécheresses prolongées en été.

Les réserves d’eau dans le sol se reconstituent en hiver

L’utilisation majoritaire d’eau provenant des précipitations hivernales par les arbres est surprenante mais pas inexplicable.

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En effet, en été, la canopée des arbres et la litière forestière interceptent la plupart des précipitations. Ensuite, ces précipitations interceptées s'évaporent dans l’atmosphère. Puis, une partie des précipitations estivales restantes est utilisée par la végétation basse de la forêt (c’est-à-dire les strates herbacée et arbustive). Par conséquent, seulement une petite quantité des précipitations estivales contribuent à recharger le sol en eau à des profondeurs où celle-ci est accessible pour les arbres de la forêt.

Cette étude démontre que ce sont les précipitations hivernales stockées dans le sol qui sont la principale source d’eau pour la transpiration des arbres en été. Ainsi, il est primordial d’utiliser les précipitations hivernales pour recharger les sols en eau. En effet, cela permet de réguler les cycles sécheresses/inondations et de rendre les écosystèmes résilients face aux sécheresses estivales. De plus, comme le montre cette étude, même dans les zones aux précipitations estivales abondantes, tel que c’est le cas à Zurich, il reste important de recharger le sol avec les précipitations hivernales car ce sont elles qui sont utilisées par les arbres en été. Comme expliqué dans notre précédent article Régénérer les sols grâce à la gestion de l’eau en Permaculture, c’est ce que l’on fait en permaculture en concevant des systèmes qui ralentissent, répartissent et infiltrent l’eau sur le terrain pour donner vie à des écosystèmes productifs, abondants et résilients.

Le design en permaculture : la clé pour stocker l'eau dans le sol

Maintenant que vous avez compris pourquoi il est si important de stocker l'eau dans votre sol, vous vous demandez sûrement comment faire. C'est donc grâce à un bon design en permaculture que vous pourrez faire de votre lieu une oasis d'abondance et de biodiversité, résilient toute l'année. En effet, avec un design global du lieu et ses interactions bénéfiques entre diverses techniques d'hydrologie régénérative et d'agroécologie (swales ou baissières, mares, keyline, paillage, sol vivant, etc.) vous pouvez optimiser la collecte, la répartition et le stockage des précipitations hivernales dans le sol. Ainsi, vous assurez un bon développement de vos végétaux tout au long de l'année même lors des périodes de sécheresses. La science le confirme, une bonne gestion de l'eau est nécessaire même dans les lieux qui peuvent être parfois sujets à des précipitations abondantes en été (comme c'est le cas au Pays-Basque certaines années). En effet, contrairement à de nombreuses croyances, en été les arbres boivent majoritairement l'eau qui a été stockée dans le sol pendant l'hiver et pas l'eau des précipitations estivales.

Vous vous interrogez sur la faisabilité d'un design en permaculture ou souhaitez être accompagné dans la conception de votre écosystème ? Faites-nous part de votre projet sur notre page contact.

Cet article s'inspire de l’article : Winter precipitation is the major source of tree transpiration in summer

Pour plus d’informations, vous pouvez consulter l’article scientifique complet : Isotopic evidence for seasonal water sources in tree xylem and forest soils