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Le point sur la migration assistée
Catherine Ste-Marie, Coordonnatrice de la recherche sur les changements climatiques
Service canadien des forêts 29 octobre 2013
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Principaux auteurs:
Catherine Ste-Marie
Isabelle Aubin
Tannis Beardmore
John Pedlar
Richard Winder
et d’autres collaborateurs
Équipe - Synthèse sur la migration assistée
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La point sur la migration assistée (MA)
1. Contexte
2. Définitions
3. Implications écologiques
4. Débat éthique
5. Aspects législatifs
6. Ressources disponibles
7. Application en foresterie
8. Conclusions et avenues de développement
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Les impacts des changements climatiques sur la forêt sont déjà observés
Feux de forêt
Dendroctone du pin ponderosa
Sécheresse
Tordeuse des
bourgeons de l’épinette
Dendroctone de l’épinette
Dépérissement des peupliers Problèmes de
récolte hivernale Productivité
accrue??
Chablis - verglas
Émission de fumée
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L’aire de distribution de certaines espèces d’arbre s’est déplacée vers des habitats où les nouvelles conditions correspondent à leurs exigences climatiques (vers le nord ou vers de altitudes plus élevées).
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Le climat change. L’atténuation ne suffit plus.
6
Source: IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Summary for Policymakers
Changement de la température moyenne à la surface du globe
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Les impacts projetés sont multiples
Projection pour 2071-2100 (CGCM2 A2 )
distribution 5-95%
Actuelle
Érable à sucre
Plant Hardiness project Dan McKenney, CFS
Les modèles indiquent des déplacements considérables des enveloppes climatiques d’ici la fin du siècle.
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Le besoin d’adapter l’aménagement forestier est urgent et grandissant
Les forêts s’adaptent progressivement, de façon autonome, mais elles risquent de ne pas maintenir leur état actuel et de cesser de fournir les mêmes ressources et services à la société.
La foresterie exige de la planification à long terme - les décisions prises aujourd’hui ont des effets sur la forêt de demain.
La foresterie est basée sur des connaissances historiques mais on ne peut plus appliquer l’expérience passée au conditions futures.
Les changements climatiques doivent être pris en considération dans les décisions d’aménagement forestier.
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La MA est une des mesures d’adaptation parmis une gamme d’options
Un total de 159 mesures
d’adaptation pour l’ensemble du
secteur forestier
Un total de 23 mesures
d’adaptation pour le secteur forestier
canadien
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Définition de MA
Le mouvement, assisté par l’humain et en réponse aux changements climatiques, de plantes ou d’animaux.
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Un intérêt grandissant
Pour plus d’information, consultez Ste-Marie et al. 2011
Le nombre de publications scientifiques sur la MA augmente.
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Des positions polarisées sur la MA
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Une terminologie pas encore formellement établie
Assisted Migration
“Human-aided translocation of species to areas where climate is projected to become suitable, to reduce the risk of extinction due to climate change.” (Mueller and Hellmann, 2008) “The purposeful movement of species to facilitate or mimic natural range expansion, as a direct management response to climate change.” (Vitt et al. 2010)
Assisted Colonization
“The translocation of species to favorable habitat beyond their native range to protect them from human-induced threats, such as climate change.” (Ricciardi and Simberloff, 2009) “Translocation of a species beyond their natural range to protect them from human-induced threats.” (Seddon et al. 2010)
Managed Relocation
“An intervention technique aimed at reducing negative effects of climate change on defined biological units such as populations, species, or ecosystems. It involves the intentional movement of biological units from current areas of occupancy to locations where the probability of future persistence is predicted to be higher. The underlying motivation is to reduce the threat of diminished ecosystem services or extinction from climate change.” (Richardson et al. 2009) “A conservation strategy involving the translocation of species to novel ecosystems in anticipation of range shifts forced by climate change.” (Minteer and Collins 2010)
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Mise en œuvre au Canada
Québec Les risques de maladaptation aux changements climatiques sont incorporés dans les fonctions de transfert de semences
Dans certaines régions, des mélanges de semences locales et de régions plus au sud sont utilisés
Ontario L’ajustement du jumelage entre l’origine et les zones de semences est considéré au cas par cas
Alberta Les zones de transfert de semences ont été étendues de 200 m en altitude et de 2º en latitude pour la plupart des essences commerciales
Colombie Britannique
Les zones de transfert de semences ont été étendues de 100 ou 200 m en altitude pour la plupart des essences commerciales
La plantation de mélèze de l’ouest à l’extérieur de son aire de distribution actuelle est permise dans un nombre limité des sites
Certaines juridictions à travers le Canada ont commencé à pratiquer la MA de certaines essences d’arbres.
Pour plus d’information, consultez Pedlar et al. 2011
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Objectif
Développer une série de documents pour informer différents auditoires et éclairer les décisions relatives à la MA comme mesure d’adaptation aux changements climatiques en aménagement forestier
La synthèse sur la MA
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Pour les décideurs en foresterie, un numéro thématique de The Forestry Chronicle (nov-déc 2011)
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Pour la communauté scientifique, un article dans Bioscience (Aut. 2012)
Cette analyse se concentre sur l’application de la MA en foresterie au Canada et la distingue de la MA utilisée a des fins de conservation
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Pour les responsables des politiques et le grand public, un résumé vulgarisé
Un des 9 rapports du Groupe de travail sur les changements climatiques du CCMF
Publié sous peu
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Définition et clarification du concept
Qu’est-ce qui est déplacé? Une population, une espèce-clé, un groupement d’espèces Pourquoi est-ce déplacé? À des fins de conservation, pour maintenir la résilience, ou
pour maximiser la productivité Jusqu’où est-ce déplacé? D’un déplacement à l’intérieur des aires de distribution à un
déplacement intercontinental Comment est-ce déplacé? Des semences aux semis
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Définitions
Le concept de MA englobe des pratiques à plusieurs échelles.
Migration assistée des populations
Le mouvement, assisté par l’humain et en réponse
aux changements climatiques, de populations (génotype) à l’intérieur de l’aire de distribution de l’espèce
Risque relatif faible
Expansion assistée de
la distribution
Le mouvement, assisté par l’humain et en réponse aux changements climatiques, d’espèces juste à l’extérieur de l’aire de distribution actuelle de façon a faciliter ou mimer l’expansion naturelle de la distribution.
Risque intermédiaire
Migration assistée sur
de longues distances
Le mouvement, assisté par l’humain et en réponse aux changements climatiques, d’espèces à l’extérieur de l’aire de distribution actuelle, sur des distances supérieures à celles accessibles par dispersion naturelle.
Risque relatif élevé
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Implications écologiques
Capacité d’adaptation des espèces
Déplacer ou non - Beaucoup d’incertitude quant à la capacité d’adaptation et d’acclimatation des espèces
Lors de la MA - Sélection et restriction de la diversité génétique peut limiter la capacité d’adaptation future de l’espèce
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Implications écologiques
Le climat n’est qu’une dimension de la niche écologique des espèces. D’autres facteurs déterminent la santé et la productivité des arbres, et le succès potentiel de la MA
Espèces associées assurant la stabilité et les conditions optimales de productivité des arbres:
Plantes et processus de facilitation
Insectes et pollinisation
Mycorhizes et acquisition d’eau et nutriments
Micro-organismes et cycle des nutriments
Propriétés du sol
Photopériode, vents.
Régimes de perturbations – feux, ravageurs, pathogènes
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Implications écologiques
La majorité des sites sont déjà occupés. La végétation en place peut freiner l’établissement de l’espèce introduite (e. g. compétition ou mise en place de conditions non favorables).
Régimes de perturbations : résistance et résilience aux perturbations dominantes dans les nouveaux écosystèmes:
Régimes de feu (e.g., cycles de feu plus courts)
Ravageurs et pathogènes (e.g., la migration de Pseudotsuga menziesii à des latitudes nordiques de BC et incidence de Armillaria sinapina)
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Implications écologiques
Contexte géographique canadien
Conditions extrêmes au nord
Barrières géographiques, e.g. montagnes, milieux urbains, cours d’eau
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Implications écologiques
Risques pour l’espèce
Maladaptation de l’espèce ou de la population
Hybridation intraspécifique et interspécifique
Perte de ressources génétiques
Échec de la MA dû à la compétition interspécifique
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Implications écologiques
Risque pour l’écosystème hôte
Envahissement par l’espèce introduites
Conséquences négatives sur la productivité, la biodiversité et les services environnementaux
Peu risqué pour les arbres, surtout dans le contexte canadien
Introduction – prolifération de ravageurs et pathogènes associés aux espèces introduites
Modification de processus écosystémiques
Perte de résilience
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“Risk exists on all sides of the AM debate: risk of inaction, risk of unsuccessful action, and risk of being too successful (i.e., creating novel invasive species).”
Mueller and Hellmann 2008
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Le débat
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La question éthique
Dans le contexte des changements climatiques, devons nous?
a) laisser la nature d’adapter par elle-même aux nouvelles conditions climatiques et concentrer nos efforts à minimiser notre impact sur la nature
b) intervenir et favoriser l’adaptation, quitte à passer outre les processus naturels
RÉPONSE
A ou B – la réponse dépend fondamentalement de nos valeurs et de nos croyances
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La question éthique
L’essence du débat réside dans l’opposition de deux perspectives fondamentales quant au positionnement de l’Humain dans la nature. D’un côté, ceux qui croient en notre capacité de bien gérer la nature voient en la migration assistée un moyen d’agir contre les changements climatiques (empowering). De l’autre côté, ceux qui croient que la nature est mieux servie par elle-même, et que nous n’avons ni les connaissance, ni le ‘’droit’’ d’intervenir.
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Les paradoxes de la MA
Partisans et adversaires sont motivés par le même but: le maintien de la santé et de la diversité des écosystèmes naturels. Éviter l’extirpation et l’extinction des espèces sont des arguments des deux clans.
Le débat scientifique concerne surtout les risques et bénéfices écologiques; ces derniers sont difficilement quantifiables puisque dépendants de nombreuses sources d’incertitude.
Le concept de MA inclut une vaste gamme de pratiques, avec chacune ses risques et bénéfices respectifs. Clarifier le langage permet de nuancer et de faire progresser le débat.
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Aspects législatifs
L’exemple de Torreya Guardian
Plusieurs lois et réglements limitent l’application de la MA au Canada
Aires protégées, biodiversité
Régénération
Sélection des provenances
Mouvement de matériel biologique entre juridictions
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Aspects législatifs
Québec Les risques de maladaptation aux changements climatiques sont incorporés dans les fonctions de transfert de semences
Dans certaines régions, des mélanges de semences locales et de régions plus au sud sont utilisés
Ontario L’ajustement du jumelage entre l’origine et les zones de semences est considéré au cas par cas
Alberta Les zones de transfert de semences ont été étendues de 200 m en altitude et de 2º en latitude pour la plupart des essences commerciales
Colombie Britannique
Les zones de transfert de semences ont été étendues de 100 ou 200 m en altitude pour la plupart des essences commerciales
La plantation de mélèze de l’ouest à l’extérieur de son aire de distribution actuelle est permise dans un nombre limité des sites
Certaines juridictions à travers le Canada ont commencé à pratiquer la MA de certaines essences d’arbres.
Pour plus d’information, consultez Pedlar et al. 2011
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Outils d’évaluation des vulnérabilités des espèces aux changements climatiques
• NatureServe Climate Change Vulnerability Index
• System for Assessing Vulnerability of Species to Climate Change (SAVS)
• Forest Tree Genetic Risk Assessment System
• Index for Predicting Tree Species Vulnerability
• Seeds of Success
Ressources disponibles
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Traits fonctionnels des plantes au Canada
Un réseau canadien contenant
des données de traits
fonctionnels
Le réseau TOPIC
- Intégrer les données de traits
fonctionnels dans une base de
données nationale
- Faciliter l’échange et le
partage des données
- Promouvoir la collaboration entre
chercheurs
- Promouvoir l’utilisation de l’approche par traits
fonctionnels au Canada
Buts :
Isabelle Aubin et collaborateurs
(http://topic.nrcan.gc.ca)
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Que sont les traits fonctionnels? - Les caractéristiques des plantes qui ont une influence sur les
processus de l’écosystème
Dans le contexte des changements climatiques, la capacité des espèces à survivre et migrer est déterminée par leurs traits. L’identification et la comparaison des traits clés permet l’évaluation et la comparaison des vulnérabilités des essences d’arbres aux changements climatiques.
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Persistance
Tolérance à la sécheresse
Isabelle Aubin et collaborateurs (Françoise Cardou, Hedi Kebli,
Kevin Lawrence, Alison Munson et Dan McKenney)
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Capacité de migrer
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Vers un outil d’aide à la décision La compréhension des mecanismes pour lesquels une espèce est sensible contribue à informer
les stratégies d’aménagement
Sensibilité faible
Sensibilité faible dans des écosystèmes forestiers
Stratégie: augmenter la connectivité dans des paysages fragmentés
Sensibilité élevée: priorité dans un plan de conservation Candidat pour la migration assistée
Stratégie: conservation dans son habitat actuel
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Ressources disponibles
Test de provenance: plantation de populations de différentes provenances dans une variété de sites et suivi de la performance des populations (survie, croissance, résistance aux pathogènes) Beaucoup d’information sur la relation entre le climat et la santé et la productivité des essences commenrciales.
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Les fonctions de transfert et systèmes d’aide à la décision (Seedwhere, Optisource…) aident à déterminer la distance de migration
Ressources disponibles
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Seedwhere
Un outil d’aide à la décision qui indique les similarités du climat actuelles ou futures, entre deux endroits
Peut être utilisé avec n’importe quel nombre de variables climatiques
Utilisation de l’index de Gower Current Climate 2071-2100; Migration 2071-2100; Arrival
Dan McKenney et son équipe
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En foresterie, la MA s’applique surtout à des essences répandues et abondantes, pour lesquelles des ressources sont disponibles:
Écologie documentée
Données de tests de provenance
Programmes de récolte et d’entreposage de semences
Bonne pratiques de plantation et d’entretien
Elles sont limitées pour les espèces rares
Application en foresterie
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En foresterie, la MA implique généralement le mouvement de semences à l’intérieur (MA des populations), ou légèrement à l’extérieur (expansion assistée de la distribution) de l’aire de distribution.
Cette pratique est moins risquées que le déplacement d’espèces vers de nouveaux habitats, sur de longue distances.
Seed deployment area for white pine population under climate change
Movement of Torreya taxifolia by the Torreya Guardians
Application en foresterie
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La MA des populations minimise la plupart des risques associés à la MA
L’expansion assistée de la distribution pose certains risques mais ils sont moindres que dans les cas de mouvements intercontinentaux ou pour d’autres taxa
Source: Mueller JM, Hellmann JJ. 2008. An assessment of invasion risk from assisted migration. Conservation Biology 22:562–567.
Application en foresterie
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Bien que les coûts différentiels de la mise en œuvre soient limités, la surveillance des populations migrées ainsi que des écosystèmes d’accueil peut s’avérer onéreuse.
La MA pourrait éviter des pertes de 10-40% de productivités dûs aux changements climatiques et permettre de maintenir les services écosystémiques
Source: O’Neill, G.A. and Nigh G. 2011. Linking population genetics and tree height growth models to predict impacts of climate change on forest productivity. Global Change Biology 17: 3208–3217.
No Climate Change
Various CC Scenarios
Application en foresterie
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Conclusions (1)
La migration assistée peut être mise en œuvre pour répondre aux objectifs de conservation (sauver les espèces) ou de foresterie (maintenir la santé et la productivité).
En raison des connaissances actuelles et des pratiques en place, la migration assistée est plus facilement réalisable et relativement moins risquée pour les principales essences commerciales que pour les espèces préoccupantes du point de vue de la conservation.
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Conclusions (2)
La MA n’est pas une panacée. Elle comporte certains risques. Les décisions de MA doivent reposer sur la science et son application, surveillée.
Bien que la migration assistée soit une alternative intéressante pour l’adaptation de l’aménagement des forêts canadiennes aux changements climatiques, une diversité de mesures d’adaptation doit être explorée et considérée.
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Avenues de développement (1)
Afin de faire progresser la MA
Nuancer la terminologie et clarifier les motivations sous-tendant la MA afin de faire progresser le débat
Instaurer des fora de discussion sur la MA réunissant une variété d’intervenants et de points de vue
Mettre en place un répertoire complet et accessible de données de tests de provenance nord-américain (initié aux EU)
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Avenues de développement (2)
Identifier les espèces et les endroits nécessitant de nouveaux tests de provenance
Mieux comprendre la capacité d’adaptation des espèces (e.g. épigénétique)
Sécuriser les programmes et systèmes de récolte et conservation des semences
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Merci!
Et merci à Miren Lorente, Catherine Lafleur, Elizabeth A. Nelson, l’équipe de synthèse de la migration assistée, et tous ceux ayant contribué de près ou de loin aux documents de synthèse.
