Réchauffement global, réponses locales

Dynamique des lisières forestières supérieures dans les Pyrénées orientales :
Apports du projet SpatialTreeP

Thierry Feuillet · Université de Caen Normandie, UMR IDEES · pour l’ensemble du consortium

IDEES, Université de Caen Normandie Thierry Feuillet, Pablo Moreno-Garcia, Léa Keurinck, Roman Lagalis

LADYSS, Université Paris 8 Johan Milian, Bénédicte MacGregor

Pléiade, Université Sorbonne Paris Nord Frédéric Alexandre, Déborah Birre (aujourd’hui FRB-CESAB)

DYNAFOR, INRAE / Toulouse INP Luc Barbaro, David Sheeren, François Calatayud, Thierry Gaubert

CEFE, CNRS Montpellier Xavier Morin

SETE, CNRS Moulis Maxime Cauchoix, David Funosas

Science-Po Toulouse Steve Hagimont

PRODIG et CIST, Université Paris Cité Paul Passy, Olivier Theureaux

ESPACE, Université d’Avignon Matthieu Vignal

Universidad de Zaragoza (IUCA) Roberto Serrano-Notivoli

Philipps-Universität Marburg Maaike Y. Bader

CESBIO, INRAE Vincent Thierion, Valentine Bellet

UPPA Mathilde Lamothe

1. Introduction

Pourquoi les lisières ne montent-elles pas toutes ?

Un résultat qui ne colle pas au récit

Le récit attendu : le climat se réchauffe, les forêts montent uniformément.

Ce que l’on observe dans les Pyrénées orientales, entre les années 1950 et 2015 :

+39 m décalage altitudinal moyen

−212 / +308 amplitude des décalages observés, en mètres

+2,1 °C hausse de Tmax entre 1950–84 et 1985–2020, sur tous les sites

Un forçage climatique quasi homogène, des réponses forestières qui vont de la régression franche à la progression de 300 mètres. Le climat seul ne peut pas être l’explication.

Dans les Pyrénées, la lisière est d’abord un objet pastoral

Des siècles de pâturage, d’écobuage et de coupes ont abaissé les limites forestières de plusieurs centaines de mètres et modifié la composition : feuillus en bas, Pinus uncinata seulement en haut.

Puis, à partir des années 1950, la déprise : dans la partie ouest de la zone d’étude, la population chute de 54 % en soixante ans.

La lisière que nous mesurons en 1955 n’est donc pas une lisière climatique, mais un état hérité.

Lisière “anthropique” largement héritée des pratiques pastorales, massif du Puigmal (PO)

Les questions du projet

Question principale

La hiérarchie des facteurs de changement — climat, usages, caractéristiques de site — est-elle spatialement structurée ?

Si oui, il faut un cadre spatialement explicite, qui autorise les relations à varier dans l’espace.

Question secondaire

La dynamique de la lisière modifie-t-elle les communautés qui l’habitent ?

Question périphérique dans le projet initial, devenue centrale au fil du projet.

Cadre théorique des déterminants de la dynamique forestière supérieure, Birre *et al.* 2026

2. Méthodologie

Le terrain et les données

648 sites répartis le long de l’écotone, Ariège et Pyrénées-Orientales
Placettes de 600 × 200 m perpendiculaires à la pente
Orthophotos IGN à 50 cm : 1953–1956 et 2015–2016

Segmentation puis classification supervisée Random Forest, corrigée visuellement
Précision globale 92 %, kappa 0,84–0,88
94 variables candidates : climat interpolé depuis 1 500 stations, MNT à 1 m, lithologie, usages, protection

Échantillonnage des placettes, Birre et al. 2023

La dynamique de la lisère n’est pas une variable, mais trois

Décalage altitudinal alt

Variation de l’altitude des cinq pixels forestiers les plus hauts.

Infilling infill

Variation de la proportion de pixels forestiers.

Forme forme

Variation de la configuration spatiale : diffus, îlots, discret.

Ces trois dimensions ne se déduisent pas les unes des autres. La quasi-totalité de la littérature n’en mesure qu’une, la première.

Quantifier la forme : un protocole reproductible forme

33 métriques paysagères par placette (agrégation, aire, cœur, forme)
Classification hiérarchique → trois types : diffus, îlots, discret

Forme des lisières, Birre et al. 2023

Une mesure continue et directionnelle du changement de forme, applicable partout où l’on dispose de deux dates d’imagerie.

Birre, Feuillet, Lagalis et al. (2023), Landscape Ecology 38, 779–796.

3. Résultats

Trois dimensions, trois jeux de facteurs, une géographie.

La forme change, massivement forme

52 % des 648 sites ont changé de type de patron entre 1955 et 2015

Aucune corrélation entre l’ampleur du changement de forme et celle du décalage altitudinal.

Mais les directions sont liées : évoluer vers le diffus s’accompagne des plus fortes montées, évoluer vers le discret de stagnations ou de descentes.

Changement de forme des lisières (1955-2015), Birre et al. 2023

Chaque dimension a ses propres déterminants

Sur 94 variables candidates, 44 retenues, puis LASSO et sélection pas à pas :

Dimension	Déterminants principaux
Infilling infill	Indice d’humidité topographique, exposition au vent
Décalage altitudinal alt	Variabilité du sky-view factor : hétérogénéité topographique
Forme forme	Composition spécifique (feuillus vs conifères), lithologie

Trois jeux de facteurs distincts, pour trois processus distincts. Réduire la dynamique d’écotone au décalage altitudinal, c’est aussi choisir un seul jeu d’explications.

Birre, Feuillet, Milian et al. (2026), Science of the Total Environment 1013, 181318.

Trois profils socio-environnementaux régionaux

AFM sur les variables d’environnement, puis classification. Aucune coordonnée géographique dans l’analyse — et pourtant :

Ouest · n = 214

Basse altitude, feuillus, usage pastoral long puis déprise brutale. Plus fortes montées, transitions îlots ↔︎ discret.

Centre · n = 187

Pelouses pâturées et bois pâturés, relief accumulant l’eau. Stagnation altitudinale, infilling maximal.

Est · n = 225

Haute altitude, P. uncinata, moins accessible, usage faible. Légères remontées, formes diffuses.

Les trois classes se révèlent spatialement contiguës. Les effets de site ne sont pas du bruit local : ils s’organisent en régions, et ces régions sont d’abord des trajectoires d’usage.

L’altitude module l’effet du réchauffement

Modèles additifs généralisés, interaction élévation × ΔTmax : l’interaction non linéaire l’emporte nettement.

Seuil objectif issu d’un mélange gaussien : 1942 m, cohérent avec la limite montagnard / subalpin dans les Pyrénées, et avec la bascule Fagus → Pinus.

En dessous — Fagus sylvatica

Décalages plus amples, mais faiblement liés au réchauffement : rebond forestier après déprise pastorale.

Au-dessus — Pinus uncinata

Décalages plus faibles, mais nettement liés au réchauffement : contrainte physiologique, démographie lente.

Même à altitude contrôlée, la relation varie dans l’espace

Régressions géographiquement pondérées robustes, une par zone et par dimension :

Modèle	β moyen	Sites à tendance détectable
Décalage · montagnard alt	−3,61	23,4 %
Décalage · subalpin alt	+2,36	16,9 %
Infilling · montagnard infill	−0,57	42,2 %
Infilling · subalpin infill	−1,51	27,9 %

Le signe de l’effet du réchauffement change selon les secteurs, et les secteurs de même signe sont spatialement groupés. C’est de la non-stationnarité et non du bruit.

Cartographie de la non-stationnarité spatiale

Hétérogénéité des effets du réchauffement (1955-2015) sur la dynamique de la lisière, Feuillet et al. 2026

Ce qui explique cette variation : deux axes locaux

Axe drainage

Pente et indice d’humidité. Les sites pentus et bien drainés répondent positivement au réchauffement ; les sites concaves et engorgés, négativement ou pas du tout.

Axe nutriments

Substrat cristallin, sols acides et superficiels : réponses négatives. Substrat sédimentaire : réponses neutres à positives.

Sur les versants raides, deux effets se superposent : des conditions physiques favorables, et un abandon pastoral plus précoce parce que ce sont les versants les moins accessibles. Nos données ne permettent pas de les séparer.

Biodiversité : les données acquises

Oiseaux

Acoustique passive

192 sites
Placettes appariées lisière / estive
21 800 heures d’enregistrement
94 espèces identifiées
Écoute experte et classification BirdNET

Papillons

Transects standardisés

105 transects
98 espèces identifiées
Diversité taxonomique et fonctionnelle
Mise en relation avec les changements climatiques et la dynamique des lisières depuis 1955

Deux groupes biologiques complémentaires pour étudier les conséquences écologiques de la dynamique des lisières.

Biodiversité : les principaux résultats

Oiseaux

Les espèces dominantes des lisières supérieures sont plus abondantes sur les lisières stables que sur les lisières progressives.

Les estives conservent leur cortège quelle que soit la dynamique de la lisière.

Papillons

La diversité taxonomique et fonctionnelle répond conjointement :

aux changements de température depuis 1955
aux changements de précipitations
au changement de forme de la lisière.

La forme de l’écotone, autant que sa position, contribue à structurer les communautés qui l’occupent.

Funosas et al. (2024), Ecological Indicators 164, 112146 · Blot (2024), mémoire de M2

4. Discussion

L’importance des pratiques pastorales

Ce qu’elle contrôle :

la position de départ de la lisière, abaissée là où l’usage a été le plus long
la composition, pins à crochets là où la pression a été forte
la forme : les lisières entretenues sont nettes, discrètes
la vitesse de reprise après abandon

Problème : difficulté à quantifier la pression/déprise pastorale.

Mais dès qu’on raisonne en profils plutôt qu’en variables, la trajectoire pastorale devient le premier discriminant entre les régions.

Les effets de site sont aussi des jeux d’acteurs

27 entretiens auprès d’éleveurs, de gestionnaires forestiers et d’agents de réserves.

Les éleveurs lisent la lisière comme une ressource pastorale qui se referme
Les gestionnaires l’ouvrent ou la maintiennent pour des objectifs de conservation ciblés, le grand tétras notamment
Entre les deux, plus d’évitement que de conflit ouvert, malgré des représentations franchement divergentes

Ces pratiques ne sont pas le contexte extérieur du processus écologique : elles en sont un déterminant, au même titre que la lithologie ou la pente.

Synthèse

Le climat fixe le potentiel

Il détermine où l’arbre pourrait pousser. Il a augmenté partout de façon comparable, et n’explique donc pas les contrastes observés.

Les usages fixent les conditions

Des siècles d’agropastoralisme ont abaissé les lisières et modifié la composition. La déprise déclenche la recolonisation, la pression bloque tout.

Le site module la réponse

Drainage, substrat, exposition, accessibilité : ils atténuent, amplifient, ou inversent l’effet du réchauffement.

D’où le titre. Ce cadre réconcilie des résultats de la littérature qui paraissaient contradictoires : ils décrivent souvent des systèmes différents, mesurés sur des dimensions différentes, à des altitudes différentes.

Ce que nous n’avons pas pu faire

Les données pastorales historiques restent fragmentaires : nous avons dû nous contenter de proxys régionaux là où il aurait fallu des charges de pâturage par estive
Analyse en deux dimensions seulement, vue de dessus : ni hauteur des arbres, ni krummholz, ni âge
Deux dates, donc aucune trajectoire intermédiaire ; les perturbations rapides sont invisibles
Effectif limité en subalpin (n = 219), ce qui réduit la puissance des modèles locaux

Ce que le projet laisse, et ce qu’il ouvre

Acquis

Birre et al. 2023, Landscape Ecology — protocole de quantification des formes
Birre et al. 2026, Science of the Total Environment — 94 déterminants, profils régionaux
Funosas et al. 2024, Ecological Indicators
Feuillet et al., en révision à Global Ecology and Biogeography
Thèse de Déborah Birre (2024)
Base spatiale multi-échelles, plateforme cartographique publique, capsules vidéo, conventions ONF et PNR

Suites

Relier biodiversité et dynamique d’écotone : la question secondaire devient principale => thèse de David Funosas
Identifier des seuils : au-delà de quelle pression pastorale, de quel drainage, la dynamique bascule-t-elle ?
Simuler plutôt que décrire : processus démographiques de P. uncinata à fine résolution
Projet ECOTONES (2025–2026, Région Normandie et FEDER)

tfeuillet.gitpages.huma-num.fr/spatialtreep · thierry.feuillet@unicaen.fr