Simuler les impacts des tempêtes de verglas sur les écosystèmes forestiers

John L. Campbell; Lindsey  E. Rustad; Charles  T. Driscoll; Ian Halm; Timothy  J. Fahey; Habibollah Fakhraei; Peter  M. Groffman; Gary  J. Hawley; Wendy Leuenberger; Paul  G. Schaberg

doi:10.3791/61492

Article de méthode

Simuler les impacts des tempêtes de verglas sur les écosystèmes forestiers

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DOI :

10.3791/61492

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30 juin 2020

John L. Campbell¹ , Lindsey E. Rustad¹ , Charles T. Driscoll² , Ian Halm³ , Timothy J. Fahey⁴ , Habibollah Fakhraei⁵ , Peter M. Groffman⁶^,⁷ , Gary J. Hawley⁸ , Wendy Leuenberger⁹ , Paul G. Schaberg¹⁰

¹Northern Research Station, U.S. Forest Service, Durham, NH, ²Department of Civil and Environmental Engineering, Syracuse University, ³Northern Research Station, U.S. Forest Service, North Woodstock, NH, ⁴Department of Natural Resources, Cornell University, ⁵Department of Civil and Environmental Engineering, Southern Illinois University, ⁶Advanced Science Research Center at the Graduate Center, City University of New York, ⁷Cary Institute of Ecosystem Studies, ⁸Rubenstein School of Environment and Natural Resources, University of Vermont, ⁹Department of Forestry and Natural Resources, University of Kentucky, ¹⁰Northern Research Station, U.S. Forest Service, Burlington, VT

Dans cet article

Résumé

Les tempêtes de verglas sont des événements météorologiques importants qui sont difficiles à étudier en raison des difficultés à prévoir leur occurrence. Ici, nous décrivons une nouvelle méthode pour simuler des tempêtes de verglas qui consiste à pulvériser de l’eau sur une canopée forestière dans des conditions de sous-congélation.

Résumé

Les tempêtes de verglas peuvent avoir des effets profonds et durables sur la structure et la fonction des écosystèmes forestiers dans les régions qui connaissent des conditions de gel. Les modèles actuels suggèrent que la fréquence et l’intensité des tempêtes de verglas pourraient augmenter au cours des prochaines décennies en réponse aux changements climatiques, ce qui accroîtrait l’intérêt pour la compréhension de leurs impacts. En raison de la nature stochastique des tempêtes de verglas et des difficultés à prédire quand et où elles se produiront, la plupart des enquêtes antérieures sur les effets écologiques des tempêtes de verglas ont été fondées sur des études de cas à la suite de tempêtes majeures. Étant donné que les tempêtes de verglas intenses sont des événements extrêmement rares, il est impossible de les étudier en attendant leur apparition naturelle. Nous présentons ici une nouvelle approche expérimentale alternative, impliquant la simulation d’événements de glace de glaçure sur des parcelles forestières dans des conditions de terrain. Grâce à cette méthode, l’eau est pompée à partir d’un ruisseau ou d’un lac et pulvérisée au-dessus de la canopée de la forêt lorsque la température de l’air est inférieure au point de congélation. L’eau pleut et gèle au contact des surfaces froides. Comme la glace s’accumule sur les arbres, les boles et les branches se plient et se brisent; dommages qui peuvent être quantifiés par des comparaisons avec des peuplements de référence non traités. L’approche expérimentale décrite est avantageuse parce qu’elle permet de contrôler le moment et la quantité de glace appliquée. La création de tempêtes de glace de différentes fréquences et intensités permet d’identifier les seuils écologiques critiques nécessaires à la prévision et à la préparation des impacts des tempêtes de verglas.

Introduction

Les tempêtes de verglas sont une perturbation naturelle importante qui peut avoir des répercussions à court et à long terme sur l’environnement et la société. Les tempêtes de verglas intenses sont problématiques parce qu’elles endommagent les arbres et les cultures, perturbent les services publics et nuisent aux routes et à d’autres infrastructures¹^,². Les conditions dangereuses que créent les tempêtes de verglas peuvent causer des accidents entraînant des blessures et des décès². Les tempêtes de verglas sont coûteuses; les pertes financières moyennes de 313 millions de dollars par an a....