SilviScan est une technologie aux multiples facettes composée d’une suite avancée de logiciels et d’instruments, notamment un scanneur de cellules, un densitomètre à rayons X et un diffractomètre à rayons X, qui, ensemble, servent à mesurer les caractéristiques de structure et de qualité du bois les plus pertinentes pour l’industrie. Cette technologie peut mesurer les dimensions de fibre les plus petites dans un arbre et les données peuvent servir à cartographier les forêts d’une région entière. Des travaux récents ont aussi démontré l’utilité de l’outil à fournir une estimation précise et fiable de la consommation en dioxyde de carbone des forêts afin d’appuyer la recherche sur les changements climatiques.
L’ensemble intégré d’instruments est conçu pour évaluer des échantillons prélevés de façon non destructive sur des arbres debout. Un échantillon cylindrique qui va de l’écorce au cœur (moelle) d’un arbre ne pèse que quelques grammes et est suffisant pour détecter les propriétés du bois et de la fibre d’un arbre. FPInnovations est l’une des trois seules organisations dans le monde qui possèdent ce système. La technologie a récemment été utilisée par un groupe de chercheurs canadiens pour quantifier l’impact des conditions climatiques sur le Douglas taxifolié.
Relever de vrais défis*
Les écarts de climat extrêmes, comme les événements de sécheresse et de chaleur qui ont actuellement lieu en Colombie-Britannique, sont des causes majeures de préoccupation en foresterie. Dans cette seule province, de 250 à 300 millions de plants sont transplantés chaque année, au coût d’environ 1 $ par unité. Historiquement, les climats tempérés ou plus frais n’échappent pas à la règle, les dépérissements terminaux et les taux de mortalité dus à la sécheresse du cèdre rouge de l’ouest et du Douglas taxifolié des écosystèmes de la forêt pluviale de la côte de la C.-B. faisant régulièrement les gros titres. Ces arbres ont une importance écologique, culturelle et sociologique, en plus d’être deux des essences canadiennes les plus prisées pour le bois d’œuvre.
Même lorsque les arbres survivent, la valeur du bois d’œuvre peut être considérablement affectée par les écarts climatiques extrêmes. Les dommages peuvent causer des déformations au niveau cellulaire du bois; il se crée alors des zones de faiblesse dans l’arbre qui peuvent sévèrement affecter la qualité du bois et la valeur du bois d’œuvre. Comme on prévoit que les sécheresses, vagues de chaleur et gels printaniers deviendront de plus en plus fréquents et sévères, il y a un urgent besoin de trouver des solutions pour adapter les forêts à de tels écarts de variabilité.
SilviScan pour aider à la reforestation
Les efforts annuels de reforestation offrent une occasion pour sélectionner soigneusement des arbres à planter qui soient résistants aux écarts climatiques. La sélection des arbres les plus résilients est maintenant une priorité absolue pour une équipe conjointe formée de représentants du Centre canadien sur la fibre de bois et le ministère des Forêts, de la Terre, des Ressources naturelles et du Développement rural de Colombie-Britannique – et ce travail est rendu possible grâce à la technologie unique offerte par FPInnovations.
L’équipe a découvert que la réponse de croissance à la sécheresse est une caractéristique héréditaire et variable tant pour le Douglas taxifolié que pour le cèdre rouge de l’Ouest. Il s’agit d’une excellente nouvelle pour les spécialistes de génétique forestière qui peuvent sélectionner les populations d’arbres en fonction de leur résilience à la sécheresse. Toutefois, les scientifiques doivent aussi comprendre les mécanismes sous-jacents qui régissent les réponses à la sécheresse de façon à mieux prédire la productivité et la mortalité de la forêt soumise à de futurs événements extrêmes. Ceci est rendu possible grâce à SilviScan, qui permet de quantifier les propriétés du bois au niveau cellulaire. À l’aide de la densitométrie à rayons X, de la diffractométrie à rayons X et de l’acquisition d’images, l’accroissement du cœur des arbres est scanné à une résolution exceptionnellement élevée, permettant de générer des données sur les attributs cellulaires clés ou propriétés du bois à l’intérieur des cernes de croissance ou à travers ceux-ci ainsi que d’évaluer de quelle façon la variabilité climatique est liée aux variations à l’intérieur du bois, et à comprendre de quelle façon différentes essences d’arbres résistent à la sécheresse.
Un outil d’aide à la décision
La capacité à répondre rapidement aux conditions environnementales changeantes varie d’un arbre à l’autre et ces attributs de qualité du bois sont souvent fonction de la génétique. Par conséquent, le type d’information fournie par SilviScan peut aider à sélectionner les arbres pour leur utilisation subséquente dans les programmes d’amélioration de l’essence, et particulièrement à sélectionner les arbres qui répondent le mieux aux écarts climatiques extrêmes tout en conservant les qualités élevées du bois.
Cela aidera à assurer que les millions d’arbres plantés annuellement croîtront dans des forêts résilientes aux événements climatiques sévères et maintiendront une grande valeur, démontrant de quelle façon l’information obtenue à partir de minuscules cellules à l’aide de SilviScan peut avoir un impact important sur le paysage et les communautés qui dépendent de forêts productives et en santé.
Pour en savoir plus sur Silviscan, veuillez communiquer avec Nelson Uy, technologue principal du groupe Procédé de la pâte de FPInnovations.
* Écrit en collaboration avec Miriam Isaac-Renton, chercheure au Centre canadien sur la fibre de bois
(1) Les expériences de génétique forestière sur le terrain sont la base des programmes d’amélioration génétique des arbres. Elles incluent l’évaluation de la performance d’arbres dans des modèles largement reproduits en conditions réelles. Par le passé, ces expériences étaient utilisées pour faire la sélection des programmes d’amélioration génétique des arbres à partir de caractéristiques jugées importantes d’un point de vue commercial, comme la performance de croissance. À mesure que ces précieuses expériences prennent de l’âge (comme les Douglas taxifoliés de la région côtière présentés sur la photo ci-dessus), la croissance d’arbres matures soumis à la sécheresse ou autres écarts climatiques extrêmes peut être analysée rétrospectivement à l’aide des anneaux de croissance.
(2) Les échantillons cylindriques prélevés de façon non destructive montrent les marques de croissance annuelle, qui servent d’archive des réponses passées aux écarts climatiques extrêmes. Lorsque les analyses des anneaux de croissance sont effectuées dans des sites de forêts matures, différents éléments clés sont pris en considération. Par exemple, les deux échantillons sur l’image ci-dessus montrent des tendances de croissance pour deux arbres plantés à la même période et ayant poussé dans le même emplacement, mais représentant différentes familles d’une population d’élevage d’arbres. L’arbre sur l’image du haut a démontré une réponse de croissance constante à la sécheresse alors que l’arbre du bas a démontré une faible résilience à la sécheresse, définie ici comme étant la capacité à regagner les niveaux de croissance d’avant-sécheresse. La recherche documentaire démontre que cette faible résilience peut souvent précéder la mort de l’arbre. Les analyses de milliers d’arbres de ces sites expérimentaux indiquent que la réponse de croissance du Douglas taxifolié de la région côtière à la sécheresse est une caractéristique hautement variable et héréditaire – et donc contrôlable par les éleveurs d’arbres. Il s’agit d’une bonne nouvelle puisqu’on peut utiliser ce type de connaissance pour rejeter les arbres qui devraient avoir les moins bons résultats en conditions de changement climatique des programmes de reforestation.
(3) Puisqu’environ 15 million de Douglas taxifoliés de la région côtière sont plantés chaque année en Colombie-Britannique et qu’ils proviennent pratiquement tous de semis de classe A dérivés des programmes d’élevage d’arbres, l’incorporation de nouvelles caractéristiques dans le programme peut apporter d’importants bénéfices au fil du temps.
