Stress abiotiques des forêts urbaines

Les arbres urbains sont confrontés à de nombreux stress abiotiques qui ont des conséquences importantes sur leur santé, leur croissance et leur longévité. Ces stress incluent un volume de sol limité, le compactage du sol, la pollution de l’air, les sels de déverglaçage, les métaux lourds, la sécheresse, les dommages mécaniques, la pollution lumineuse et l’effet d’îlot de chaleur urbain, pour n’en citer que quelques-uns. Les conditions locales des milieux urbains intensifient la magnitude de ces facteurs de stress et leur effet sur les arbres. Comprendre et gérer ces effets cumulatifs est essentiel pour la durabilité des forêts urbaines (Collins, 2007).

Le compactage du sol et un volume de sol inadapté sont des défis récurrents pour les arbres dans les zones bâties. Des conditions de sol défavorables et un espace limité pour les racines ont des répercussions négatives sur la croissance durable des racines des arbres et leurs fonctions physiologiques en raison d’une quantité limitée d’oxygène, d’un volume d’eau restreint et de la disponibilité des nutriments. Par exemple, le compactage du sol augmente la masse volumique et réduit les espaces poreux du sol, ce qui limite la croissance des radicelles absorbantes essentielles pour l’absorption de l’eau et des nutriments. À terme, cela rend les arbres plus vulnérables à la sécheresse et à d’autres facteurs de stress, qui peuvent mener au déclin prématuré des arbres urbains au fil du temps et menacer la santé globale et la résilience de la forêt urbaine (Cushing, 2009; Jim, 2023).

La pollution de l’air, y compris la matière particulaire, l’ozone, le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote, a des répercussions sur les arbres urbains, dont elle réduit l’efficacité photosynthétique et la croissance. Il a été prouvé que les arbres exposés à des niveaux élevés de pollution de l’air peuvent présenter des symptômes comme la chlorose, une taille de feuilles réduite et une chute des feuilles prématurées, ce qui affaiblit les arbres et les rend plus vulnérables à d’autres facteurs de stress (Grote, 2016; Moore, 2023).

Le recours aux sels de déverglaçage est un autre facteur de stress qui pose une menace importante pour les arbres urbains au Canada. Les sels de voirie, notamment le chlorure de sodium, s’accumulent dans le sol, ce qui provoque un stress osmotique et de la toxicité. Il existe plusieurs symptômes d’une utilisation excessive des sels de voirie sur les arbres : brûlure des feuilles, croissance limitée, voire mort, en particulier dans les zones mal drainées (Equiza et al., 2017; Gouvernement du Canada, 2015). Limiter l’application de sels de voirie, utiliser d’autres solutions de déverglaçage comme le sable, choisir des espèces tolérantes aux sels et désigner des paysages pour minimiser l’écoulement des sels sont des stratégies efficaces qui aident à soutenir les forêts urbaines (Gouvernement du Canada, 2015; Association des transports du Canada (ATC), 2024).

Les arbres urbains, en particulier ceux qui se trouvent à proximité de la circulation et de sites industriels, accumulent souvent des métaux lourds dans leurs organismes, ce qui cause de la toxicité et entraîne une croissance perturbée. Ces contaminants peuvent réduire la vitesse de croissance, causer une décoloration des feuilles, exercer un stress sur les arbres et augmenter leur vulnérabilité aux ravageurs et aux maladies. Des études ont démontré qu’on trouve de plus grandes concentrations de métaux lourds comme le cuivre, le mercure, le manganèse, le nickel, le plomb et le zinc dans l’écorce des arbres qui poussent à proximité des rues, ce qui contribue à un stress physiologique à long terme et à une croissance limitée (Nechita et al., 2021; Yousaf et al., 2020; Kargar, 2013). Il est essentiel de suivre et gérer la qualité du sol régulièrement, de restaurer les sites contaminés lorsque cela est nécessaire, et de sélectionner des espèces d’arbres tolérantes aux polluants (Nechita et al., 2021).

La sécheresse est un facteur de stress courant dans les zones urbaines, en particulier l’été lorsque la disponibilité d’eau est limitée. Les arbres urbains, déjà stressés par les mauvaises conditions du sol et les surfaces imperméables, sont davantage sujets à la sécheresse, ce qui limite leur croissance et peut causer leur dépérissement, voire leur mort. L’effet d’îlot de chaleur urbain exacerbe ces conditions en augmentant les températures dans les zones urbaines et en accélérant la perte d’eau par le biais de l’évapotranspiration (Dale et Frank, 2022). Ce phénomène est particulièrement préoccupant dans le contexte des changements climatiques qui intensifient les vagues de chaleur et d’autres facteurs de stress pour les arbres urbains, ce qui les affaiblit et augmente leur vulnérabilité aux maladies et aux ravageurs (Duinker et al., 2015; Ziter et al., 2019). Grâce à une sélection d’espèces résistant à la sécheresse, à une irrigation efficace et au recours au paillage, on peut renforcer la capacité de rétention d’eau des sols urbains et réduire les répercussions de la sécheresse (Saddle Hills County, s. d.).

Les dommages mécaniques liés aux travaux, les effets des véhicules et un élagage inapproprié sont également courants en milieu urbain. Ces blessures deviennent des points d’entrée pour les pathogènes, ce qui entraîne le pourrissement et un affaiblissement de la structure, réduisant de façon considérable la durée de vie de l’arbre (Krige, 2024). Par exemple, des dommages mécaniques ont été identifiés comme une menace importante pour la forêt urbaine à Toronto, ce qui nécessite des stratégies réfléchies de gestion et d’atténuation comme le recours à des barrières physiques ou des clôtures autour des arbres, l’élagage des arbres préoccupants et le traitement de la blessure ou du sol après les travaux (Ville de Toronto, 2017; Krige, 2024; Shinwary, 2021; Fraedrich, s. d.). Afin de réduire les dommages mécaniques, il est essentiel de mettre en place des mesures de protection, comme des corsets d’arbres et de sensibiliser le public et la profession aux bonnes pratiques d’entretien des arbres. Des inspections et un entretien réguliers peuvent aussi contribuer à repérer et gérer les blessures mécaniques avant qu’elles n’entraînent des problèmes plus graves (Ville de Toronto, 2017; Krige, 2024; Shinwary, 2021).

D’autres facteurs de stress sont également négligés, comme la lumière artificielle et l’urine des chiens. La lumière artificielle peut perturber les cycles de croissance naturels des arbres urbains, en interférant avec la photosynthèse et la respiration. Il a été démontré qu’une exposition excessive à la lumière pouvait retarder la chute des feuilles, perturber la floraison et réduire la vigueur globale. Les arbres sont ainsi affaiblis et davantage sujets à d’autres facteurs de stress (Meng et al., 2022). Utiliser des protections contre la lumière, ajuster la durée de l’éclairage et choisir des espèces moins sensibles aux fluctuations de lumière peut atténuer les effets de la pollution lumineuse (Meng et al., 2022). L’urine des chiens est un stress abiotique lié à l’augmentation de la densité de la population urbaine, et par conséquent, des propriétaires de chiens. Selon des études, même si le dépôt et la « fertilisation » de l’urine des chiens sont localisés en raison de ses hautes concentrations en nitrate, en ammonium et en phosphore, cela peut avoir un effet négatif sur les sols et les arbres. Les sols sur lesquels les chiens urinent présentent également une concentration en sel considérablement plus élevée (plus faible potentiel osmotique), ce qui complique la tâche aux arbres, en particulier les plus jeunes, pour accéder à l’eau (De Frenne, 2022).

Des stratégies comme renforcer le couvert forestier, utiliser des matériaux réfléchissants dans les conceptions urbaines et créer des infrastructures vertes qui rafraîchissent l’environnement urbain peuvent être utilisées pour atténuer l’effet de la chaleur sur les arbres. Les solutions d’infrastructures vertes, comme les jardins de pluie et les trottoirs perméables, contribuent également à réduire le stress lié à la chaleur (Dale et Frank, 2022; Ziter et al., 2019). Ces stratégies profitent aux arbres et améliorent la qualité de vie générale en ville en réduisant la chaleur et en assainissant l’air (Dale et Frank, 2022).

De plus, il faut donner la priorité à des espèces résilientes capables de supporter un vaste éventail de conditions environnementales. Sélectionner des espèces d’arbres qui tolèrent des conditions urbaines est primordial. Par exemple, on a observé que des espèces comme le ginkgo (Ginkgo biloba), le févier épineux (Gleditsia triacanthos), les chênes (Quercus spp.) et les ormes (Ulmus spp.), ainsi que le chicot févier (Gymnocladus dioicus) et le chêne rouge d’Amérique (Quercus rubra) semblent être plus résilientes aux facteurs de stress urbains comme la sécheresse, le compactage du sol et la pollution (Carol-Aristizabal, 2024; Credit Valley Conservation, 2022).

Étant donné les interactions complexes entre les stress abiotiques et la santé des arbres urbains, des approches de gestion et de planification intégrées sont nécessaires pour assurer la résilience des forêts urbaines. Une surveillance régulière et une gestion flexible garantissent leur durabilité à long terme. Par ailleurs, l’aménagement paysager associé à une sélection stratégique des espèces et à des normes de plantation peut minimiser l’infiltration des sels et la contamination du sol.

Les facteurs de stress abiotique sur les arbres et la gestion des arbres dans de telles conditions sont pris en considération dans les plans et mesures de gestion de la forêt urbaine de nombreuses villes canadiennes [Voir le chapitre Planification de la gestion forestière urbaine]. Une gestion bien planifiée qui comprend des activités régulières d’entretien, comme l’élagage, l’arrosage durant les périodes de sécheresse et la surveillance de la santé des arbres, est essentielle pour faire face aux effets cumulatifs des stress abiotiques. En adoptant des pratiques exemplaires de gestion en foresterie urbaine, les villes canadiennes veillent à ce que leurs forêts urbaines continuent d’apporter des bienfaits écologiques, sociaux et économiques à long terme.