Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : French Guiana is a region located on the Guiana Shield in South America. Is presents at the same time a high originality in biodiversity, a good state of conservation and a strong correlation to Amazonian carbon stocks. Knowledge on evolution of the forest structure of French Guiana is however still insufficient to bring an optimal management at territory scale. Availability as never seen before of remote sensing data at high spatial resolution such as LiDAR, on large coverage, offers the opportunity to assess the forest resource in French Guiana. The work done during this thesis aim mostly to study the structure and the variations of the canopy height, the factors determining its variability and the consequences of forest logging activities. The data used during this thesis come from an airborne LiDAR and field data from Office National des Forêts (ONF). This thesis manuscript is divided in three parts. The first part introduces the problem and sets the objectives of the thesis. The second part takes the so-called "article" form, that is, the different chapters that compose it are scientific articles published or in the course of publication, it is composed of three studies (I) A study on the gaps detection and environmental determinants on the gap sizes distribution in natural forest: How to characterize the gap size distribution and are there environmental determinants that influence the statistical distribution of gap size? This article has been submitted in Biogeoscience. (ii) A study of the control of the environment on the canopy height structure and variations at different spatial resolutions. Which spatial scales are relevant for analyzing the environmental determinants of canopy height changes in tropical forests from remote sensing data? How can the environment help or not map the height of the canopy in the rainforest? This article was accepted for publication in Remote Sensing. (iii) a third study where we quantified the effects of Reduced Impact Logging (RIL) on the structure and variation of canopy height. What are the effects of logging on canopy height variations and gap size distribution? This article will be submitted for publication in a Forest Ecology and Management journal. In the last part, after a synthesis of the main results, we propose a conclusion.
La Guyane française est une région située sur le Plateau des Guyanes en Amérique du sud. Elle présente à la fois une grande originalité en termes de biodiversité, un bon état de conservation et une forte contribution au stock de carbone Amazonien. Les connaissances sur l’évolution de la structure forestière de la Guyane française restent cependant insuffisantes pour offrir une gestion optimale à l’échelle du territoire. La disponibilité sans précédent de données de télédétection à très haute résolution spatiale telles que le LiDAR , sur de larges couvertures nous offre l'opportunité d’évaluer la ressource forestière de la Guyane Française. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent prioritairement à étudier la structure et les variations de la hauteur de canopée, les facteurs déterminant sa variabilité ainsi que les conséquences des activités d’exploitation forestière. Les données utilisées au cours de la thèse proviennent d’un LiDAR aéroporté et des données de terrains de l'Office National des Forêts (ONF). Ce manuscrit de thèse est divisé en trois grandes parties. La première partie introduit la problématique et fixe les objectifs de la thèse. La seconde partie prend la forme dite « sur article », c'est-à-dire que les différents chapitres qui la compose sont des articles scientifiques publiés ou en cours de publication, elle est composée de trois études. (i) Une étude concernant la détection des trouées et des déterminants environnementaux sur la distribution de tailles des trouées en forêt non exploitée : Comment caractériser la distribution de taille des trouées et est-ce qu’il y a des déterminants environnementaux qui influencent la distribution statistique de taille de trouées? Cet article à été soumis dans Biogeoscience. (ii) Une étude du contrôle de l'environnement sur la structure et les variations de la hauteur de canopée à différentes résolutions spatiales. Quelles échelles spatiales sont pertinentes pour analyser les déterminants environnementaux des variations de hauteur de la canopée en forêt tropicale à partir des données de télédétection ? Comment l’environnement peut aider, ou pas, à cartographier la hauteur de la canopée en forêt tropicale ? Cet article à été accepté pour publication dans Remote Sensing. (iii) Une troisième étude où nous avons quantifié les effets de l’exploitation à faible impact (EFI) sur la structure et la variation de la hauteur de canopée. Quelles sont les effets de l’exploitation forestière sur les variations de hauteur de canopée et sur la distribution de taille des trouées ? Cet article sera soumis pour publication dans une revue scientifique (Forest Ecology and Management). Dans la dernière partie, après une synthèse des principaux résultats, nous proposons des pistes de développement.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01527553

NNT : 2016YANE0006
tel-01527553
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Tropical rainforests are complex ecosystems, rarely investigated from ground-level. The canopy, highest part of the cover, can on the other hand be studied by several remote sensing tools. The aim of this study is to assess in what way the canopy is related to the forest structure below and the forest dynamic. We looked for correlation between the canopy texture (crown size) observed from aerial photographs and various parameters of the forest (spatial and demographic structure, forest dynamic, floristic structure). We worked on the Paracou experimental device, in French Guiana, at two different scales. 1- At a local scale (6.5 ha ; scale of the photographs 1: 4 000), we demarcated six sub-plots with big crowns in the canopy and six with small crowns. 2- At a forest scale (approximately one hundred ha ; scale of the photograph 1: 25 000), we compared 2 forest plots: one with a rough canopy texture and one with a smooth canopy texture. We found that the size of the crowns in the canopy do not express the same characteristics of the fore according to the scale of study : at the local scale, difference in crown size means a difference in basal area but not in density, while at the forest scale it is the opposite. Several hypotheses related to the sylvigenetic cycle, the floristic structure or the nature of the substratum are suggested to explain these results.
Les forêts tropicales humides (FTH) sont des écosystèmes complexes difficiles à étudier depuis le sol. Leur canopée, partie supérieure du couvert, est en revanche abordable par divers outils de télédétection. Cette étude vise à déterminer en quoi la structure de la canopée est le reflet de la structure forestière sous-jacente et de la dynamique spatio-temporelle qui s'y exerce. Nous avons donc recherché des corrélations, entre la texture de canopée (taille des couronnes) vue sur des photographies aériennes, et différents paramètres de la forêt sous-jacente (structure spatiale et démographique, dynamique forestière, structure floristique). Ce travail a été abordé sur le dispositif expérimental forestier de Paracou, en Guyane Française, à 2 échelles différentes. 1- A l'échelle de la parcelle (6,5 ha ; photographies au 1: 4 000), nous avons délimité des placettes à grosses couronnes en canopée et des placettes à petites couronnes. 2- A l'échelle du massif forestier (une centaine d'ha ; photographies IGN au 1: 25 000) nous comparons une parcelle de texture de canopée, grossière et une parcelle de texture fine. Le résultat principal de notre étude est que la taille des couronnes en canopée ne reflète pas les mêmes caractéristiques du couvert selon l'échelle de l’étude : à l'échelle de la parcelle, des différences de taille de couronnes traduisent des différences de surface terrière mais pas de densité, tandis qu'à l'échelle du massif forestier c'est l'inverse. Plusieurs hypothèses, invoquant des différences dans le stade sylvigénétique, la composition floristique ou la nature du substrat des placettes ou parcelles comparées, sont proposées pour expliquer ces résultats.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189180

hal-01189180
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PRODINRA : 12184

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : Vegetation phenology is the study of the timing of seasonal events that are considered to be the result of adaptive responses to climate variations on short and long time scales. In the field of remote sensing of vegetation phenology, phenological metrics are derived from time series of optical data. For that purpose, considerable effort has been specifically focused on developing noise reduction and cloud-contaminated data removal techniques to improve the quality of remotely-sensed time series. Comparative studies between time series composed of satellite data acquired under clear and cloudy conditions and from radiometric data obtained with high accuracy from ground-based measurements constitute a direct and effective way to assess the operational use and limitations of remote sensing for predicting the main plant phenological events. In the present paper, we sought to explicitly evaluate the potential use of MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) remote sensing data for monitoring the seasonal dynamics of different types of vegetation cover that are representative of the major terrestrial biomes, including temperate deciduous forests, evergreen forests, African savannah, and crops. After cloud screening and filtering, we compared the temporal patterns and phenological metrics derived from in situ NDVI time series and from MODIS daily and 16-composite products. We also evaluated the effects of residual noise and the influence of data gaps in MODIS NDVI time series on the identification of the most relevant metrics for vegetation phenology monitoring. The results show that the inflexion points of a model fitted to a MODIS NDVI time series allow accurate estimates of the onset of greenness in the spring and the onset of yellowing in the autumn in deciduous forests (RMSE <= one week). Phenological metrics identical to those provided with the MODIS Global Vegetation Phenology product (MDC12Q2) are less robust to data gaps, and they can be subject to large biases of approximately two weeks or more during the autumn phenological transitions. In the evergreen forests, in situ NDVI time series describe the phenology with high fidelity despite small temporal changes in the canopy foliage. However, MODIS is unable to provide consistent phenological patterns. In crops and savannah, MODIS NDVI time series reproduce the general temporal patterns of phenology, but significant discrepancies appear between MODIS and ground-based NDVI time series during very localized periods of time depending on the weather conditions and spatial heterogeneity within the MODIS pixel. In the rainforest, the temporal pattern exhibited by a MODIS 16-day composite NDVI time series is more likely due to a pattern of noise in the NDVI data structure according to both rainy and dry seasons rather than to phenological changes. More investigations are needed, but in all cases, this result leads us to conclude that MODIS time series in tropical rainforests should be interpreted with great caution. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.
ISSN: 0034-4257

hal-01032407
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032407
DOI : 10.1016/j.rse.2013.01.010

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé : International audience
Le but de cette étude est de relier les variations des descripteurs de structure (densité du peuplement, surface terrière, biomasse aérienne) et de dynamique (croissance des arbres, taux de mortalité et de recrutement, flux de biomasse) de la forêt tropicale à la surface des parcelles forestières et à l'intervalle de temps entre les inventaires forestiers. Un jeu de données provenant d'un large réseau de parcelles recensé tous les 2 ans sur une période de 16 ans a été utilisé pour développer et paramétrer un nouveau modèle statistique de prédictions des coefficients de variations pour chacun des descripteurs étudiés. Plus de 90 % de la variabilité de ces coefficients de variation est prédit par un modèle statistique qui inclut la taille de la parcelle et l'intervalle de temps entre les inventaires. Tous les descripteurs de structure de la forêt varient de moins de 10% pour des parcelles de taille supérieure à 2 ha. Parmi les descripteurs de la dynamique forestière, le flux sortant de biomasse aérienne est le plus variable. Cinq parcelles de 6.25 ha sont nécessaires pour estimer sa moyenne, sur une période 16 ans, avec une erreur de 20 % sur la moyenne. Ceci contraste avec un flux entrant de biomasse aérienne, via la croissance et le recrutement, relativement constant. La croissance des arbres est remarquablement bien estimée avec moins de 15 % de variabilité pour une parcelle de 2 ha recensée tous les 2 ans. Ce travail fournit une méthode facile de quantification des limitations des jeux de données utilisés pour estimer les descripteurs de structure et de dynamique forestière. Ceci est un prérequis indispensable à l'analyse des effets du changement global sur les forêts tropicales.
ISSN: 0006-3606

hal-01093212
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/hal-01093212
DOI : 10.1111/j.1744-7429.2010.00644.x

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, 97387 Kourou, Guyane (France)Diplôme : Master Recherche
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Cette étude s’inscrit dans le cadre d'un projet intitulé «Impact du degré d'exploitation sur la biodiversité ». Ici, nous avons analysé l'effet de cette perturbation sur les caractéristiques démo-génétiques d’une espèce forestière héliophile Jacaranda copaia. Nous avons travaillé sur quatre parcelles (chacune de 6,25 ha) du dispositif de Paracou, dont une parcelle témoin et trois parcelles à degré d'exploitation croissant. Un échantillonnage exhaustif de tous les arbres appartenant à l'espèce a été réalisé sur les quatre parcelles, La population se répartit en deux groupes : les adultes ayant potentiellement participé à la régénération (DBH > 10 cm ; N = 133) et les juvéniles issus de la régénération (DBH < 10 cm). Ces derniers sont séparés en deux sous-groupes selon leur position : dans les trouées d'exploitation (N = 564) ou hors des trouées d'exploitation (N = 127). A l’aide de quatre marqueurs microsatellites SSR. Nous avons donc comparé la diversité génétique, le coefficient de consanguinité, la différenciation, le déséquilibre génotypique et la proximité génétique des individus en fonction de la distance spatiale (auto corrélation génétique spatiale). Les résultats ainsi obtenus ne montrent pas d'effet de l’exploitation sur la diversité génétique globale. Cependant celle-ci est plus structurée dans l'espace et se traduit par une consanguinité plus forte. La présence de déséquilibres génotypiques et une répartition en agrégats des juvéniles présents dans les trouées d’exploitation. Ceci pourrait s’expliquer par une contribution inégale des adultes à la régénération dans les zones exploitées mais il faudra cependant tenter d’expliquer quels en sont les mécanismes et comment interagissent-ils avec les caractéristiques écologiques de l’espèce.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189281

hal-01189281
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189281
PRODINRA : 22898

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diffusion du document : INRA Documentation de Centre, Domaine de Duclos, 97170 Petitt-Bourg (Guadeloupe, France) Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Basralocus (Dicorynia guianensis Amshoff, Caesalpiniaceae), first timber exploited species in French Guyana, shows a spatial aggregative distribution. In order to characterize Basralocus clump organisation, many approaches were used : the study of different forest variables (total height, diameter at breast height, .... j, a spatial analysis studied by population splitting in 3 classes according to their diameters at breast height and an architectural analysis. To evaluate the pertinence of different approach, 2 clump structures, located on control and logged plots,are compared. The trees of the logged clump have a smaller height and diameter. a slender habit, a taller crown and a better growth than the control. These 2 clumps stand out by a different number of mature trees and different types of spatial distribution of juvenile trees around them are possible. The opening of the environment by forestry provokes a Jump rejuvenation by the presence of numerous unbranched young trees. The architectural analysis helps to detect a large expression variability in growth strategies which can be reflected by different architectural vigours. The combination between forest variables, spatial and architectural analysis results could suggest a dynamic evolution of these 2 clumps.
L'Angélique (Dicorynia guianensis Amshoff, Caesalpiniaceae), première espèce exploitée Pour le bois d'oeuvre en Guyane française, a une répartition spatiale de type agrégatif. Afin de caractériser la structure d’un agrégat d'Angélique, plusieurs approches sont utilisées: une étude des différents paramètres dendrométriques (hauteur totale, diamètre à 1.30 m....j. une analyse spatiale réalisée en découpant la population des individus en 3 classes de diamètre bien distinctes et une analyse architecturale. Afin de valider la pertinence de ces approches, 2 agrégats, l'un en parcelle témoin et l'autre en parcelle exploitée pour le bois d'oeuvre, sont comparés. Ainsi, les arbres de l'agrégat exploité ont une hauteur et un diamètre plus petit, un port plus élancé, un houppier plus grand et une meilleure croissance. Ces 2 agrégats se distinguent par un nombre variable de semenciers et différents types de répartition spatiale des juvéniles autour de ceux-ci sont possibles. L'ouverture du milieu par l'exploitation forestière provoque un rajeunissement de l'agrégat souligné par la présence de nombreux individus jeunes non ramifiés. L'analyse architecturale permet de déceler une grande variabilité d'expression dans le développement qui se traduit par différentes vigueurs architecturales. En combinant les résultats des analyses dendrométrique, spatiale et architecturale, une évolution dynamique de la structure de ces 2 agrégats est proposée.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189192

hal-01189192
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189192
PRODINRA : 13161

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : The patterns of the distribution of fungal species and their potential interactions with trees remain understudied in Neotropical rainforests, which harbor more than 16,000 tree species, mostly dominated by endomycorrhizal trees. Our hypothesis was that tree species shape the non-mycorrhizal fungal assemblages in soil and litter and that the diversity of fungal communities in these two compartments is partly dependent on the coverage of trees in the Neotropical rainforest. In French Guiana, a long-term plantation and a natural forest were selected to test this hypothesis. Fungal ITS1 regions were sequenced from soil and litter samples from within the vicinity of tree species. A broad range of fungal taxa was found, with 42 orders and 14 classes.Significant spatial heterogeneity in the fungal communities was found without strong variation in the species richness and evenness among the tree plots. However, tree species shaped the fungal assemblages in the soil and litter, explaining up to 18 % of the variation among the communities in the natural forest.These results demonstrate that vegetation cover has an important effect on the structure of fungal assemblages inhabiting the soil and litter in Amazonian forests, illustrating the relative impact of deterministic processes on fungal community structures in these highly diverse ecosystems.
ISSN: 0095-3628

hal-01595373
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01595373
DOI : 10.1007/s00248-016-0839-0
PRODINRA : 395655
PUBMED : 27645139

Éditeur(s) : HAL CCSD Ecole nationale du génie rural
Résumé :  
En Guyane française où les sols sont généralement acides et pauvres en éléments minéraux, la forêt est caractérisée par sa plurispécificité. Une approche de type écologique a montré, dans les racines des principales espèces forestières, la dominance d'endomycorhizes à structure intracellulaire particulière : des hyphes de type Paris, spiralé. Leur rôle dans l'acquisition du phosphore a été étudié expérimentalement chez deux Césalpiniacées. Les semis d'Angélique, Dicorynia guianensis Amshoff, sont très dépendants, pour leur croissance et leur teneur en phosphore, des mycorhizes à mycélium spiralé ; ce type de mycélium représente plus de 90 % de la colonisation fongique. Par contre, les semis de Wapa (Eperua falcata Aublet) forment également des mycorhizes mais ces dernières améliorent le statut phosphaté et sont sans effet sur la croissance de cette espèce. Ces résultats contribuent à la compréhension du rôle des symbioses endomycorhiziennes dans le processus de régénération naturelle et ouvrent des perspectives de recherche quant à leur intervention éventuelle dans le maintien de la diversité forestière.
ISSN: 0035-2829

hal-01032211
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032211
DOI : 10.4267/2042/5820

Éditeur(s) : HAL CCSD Ecole nationale du génie rural
Résumé :  
absent
ISSN: 0035-2829

hal-01032010
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032010

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Links between architectural stages of development (ASD), photosynthetic capacities and leaf characteristics in Tachigali melinonii (Caesalpiniaceae) were investigated in the tropical forest of French Guiana. Three ASD were sampled under three light conditions to elucidate the impact of ASD- and light-related changes on photosynthetic functional traits. Photosynthetic parameters (maximum rate in RubisCO carboxylation (Vcmax) and maximum rate of electron transport (Jmax) were estimated by adjusting a biochemical model (Farquhar et al., 1980) to response curves of CO2 assimilation rate to intercellular CO2 concentration, under saturated light. In addition, N and C foliar concentrations were analysed and N allocations to the carboxylation and bioenergetic processus of photosynthesis were calculated using the model of Niinemets and Tenhunen (1997). The variations in ecophysiological parameters observed were due to leaf anatomical and structural changes instead of changes in photosynthetic components, suggesting adjustments to light conditions. Tachigali melinonii thus appears to display morphological and anatomical plasticity at different ASDs and under different light conditions.
Une espèce forestière de Guyane Française, Tachigali melinonii (Caesalipiniaceae), a été choisie afin de regarder la variation des traits fonctionnels relatifs à la photosynthèse en fonction de la disponibilité en lumière et en fonction de son stade de développement architectural. Du fait du tempérament de l'espèce vis-à-vis de la lumière de type «struggling gambler» (ombrage nécessaire aux jeunes stades puis développement en pleine lumière), trois stades clefs de développement parmi la séquence de différenciation de l'espèce ainsi que trois environnements lumineux ont été choisis. Les capacités photosynthétiques foliaires ont été estimées à partir de l'ajustement de paramètres du modèle biochimique de photosynthèse foliaire (Farquhar et al. 1980) sur des courbes de réponses de l'assimilation de CO² (A) à des concentrations intracellulaires en CO² (Ci) croissantes, en condition de lumière saturante. La vitesse maximale de carboxylation Vcmax et le flux maximal d'électrons photosynthétiques Jmax ont ainsi été estimés et ensuite reliés aux caractéristiques structurales foliaires, notamment la concentration en azote, en carbone ainsi qu'avec la densité et l’épaisseur. Les fractions d'azote allouées aux processus photosynthétiques de carboxylation et de bioénergétique ont été calculées. Des variations, dues à un effet du stade de développement sur les paramètres étudiés ainsi qu’à un effet de la quantité de lumière disponible, ont été constatées. Ces variations sont surtout liées à des ajustements anatomiques et structuraux foliaires et non à des modifications de l’appareil photosynthétique. Tachigali melinonii semble donc modifier ses caractéristiques structurales foliaires en fonction de son stade de développement, ce qui suppose un contrôle ontogénique partiel, et en fonction de la disponibilité en lumière.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189520

hal-01189520
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PRODINRA : 44951

Résumé : L'importance des forêts tropicales dans le cycle du carbone à l'échelle planétaire est majeure, tant en terme de stock qu’en terme de flux de CO2. Plusieurs études mettent en évidence des changements au sein des forêts tropicales au cours des 20 dernières années, notamment des changements de la dynamique forestière et une augmentation de la biomasse aérienne. Les déterminants de ces variations sont aujourd’hui discutés et nous proposons ici d’apporter une contribution à ce débat. Les données utilisées dans ce travail proviennent du dispositif de suivi forestier à long terme de Paracou, Guyane Française, mis en place en 1984 et qui recouvre plus de 120 ha de forêt tropicale humide. Les données météorologiques proviennent de la tour à flux du dispositif, Guyaflux. Les mesures de diamètre proviennent de la base Guyafor pour les données annuelles et bisannuelles, et des mesures de 260 arbres à proximité de la tour à flux pour les mesures diamétriques intra-annuelles.Cette thèse se divise en deux grandes parties. La première concerne l’analyse de la biomasse du dispositif de suivi forestier de Paracou en Guyane et l’implication des changements de structure de cette forêt sur le bilan de carbone. Cette partie est constituée de deux points. (i) Quelles échelles temporelles et spatiales sont pertinentes pour analyser les composantes de structure (biomasse, aire basale et nombre de tiges) et de dynamique (croissance, recrutement et mortalité) des forêts tropicales afin de minimiser les effets d’échantillonnage ? Nous avons établi une méthodologie permettant de relier les intervalles de temps et la surface de mesure aux coefficients de variation de chacune des variables de structure et de dynamique de la forêt. (ii) Quels processus démographiques sont prépondérants dans l’explication des variations de biomasse et comment se redistribue la biomasse accumulée dans le système ? L’augmentation de la biomasse observée sur le dispositif de Paracou serait liée à la rareté des évènements de mortalité des gros arbres qui portent une part très importante de la biomasse.La deuxième partie de la thèse concerne l’analyse de l’effet du climat à moyen terme, inter et intra-annuel, et les effets directs du climat dans les changements de dynamique de la forêt. Cette partie se divise en 3 points. (i) Comment quantifier le stress hydrique en forêt tropicale humide ? Nous avons réalisé un modèle journalier de réserve en eau du sol pour les arbres en forêt tropicale. (ii) Quelles variables sont explicatives de la croissance des arbres en forêt guyanaise ? Nous avons montré que l’eau dans le sol est le facteur le plus explicatif du déterminisme climatique parmi un panel de variables climatiques. (iii) Quels traits fonctionnels sont prédicteurs de la réponse des arbres aux variations climatique ? Nous avons déterminé que des traits spécifiques, densité du bois et la hauteur maximale, ainsi que le diamètre de l'arbre au moment de la mesure, modulent la croissance des arbres en réponse au climat.
At a global scale tropical forest play a major role in term of carbon stock as well as in term of CO2 fluxes. Several studies have highlighted changes in tropical forest functioning during the last 20 years including a faster turnover and an increase of above ground biomass. The drivers of these changes are discussed and throughout this thesis we propose to contribute to this debate. We use the data from the Paracou experimental site in French Guiana established in 1984 on 120 hectares of moist tropical forest. Meteorological data come from the flux tower of the site, Guyaflux. We use annual and bisannual diameter measurements from the Guyafor database, and intra-annual diameter increments from the measurements of 260 trees near the flux tower.This thesis has two main parts. In the first part we present the biomass analysis of the Paracou permanent plots and the impact of structural changes in this forest on the carbon budget. The first part is constituted by two points. (i) Which temporal and spatial scale used to analyze the structure (biomass, basal area and stem density) and dynamics (tree growth, recruitment and mortality)components of tropical forest in order to minimized sample bias ? We establish a simple method to rely measurement interval between census and surface of measurement to the coefficient of variation of forests structure and dynamic components (ii) Which demographic process are involved in the explanation of biomass variation and how the biomass is distributed in the system ? The observed increase of biomass at Paracou could be link to the rarity of big trees mortality events. These big trees represent the larger part of the biomass. In the second part, we present the analysis of intra and inter-annual climate variation effects on forest dynamic changes. This part is divided in two points. (i) How to model drought stress in moist tropical forest ? We built a daily water balance model for tropical trees. (ii) Which climate variables explain the tree growth in guianian forests? We shown that soil water availability is the determinant factor of tree growth among a panel of climate variables. (iii) Which functional traits are involved in the tropical tree growth responses to climate? In this analysis, we determined that wood specific gravity, maximum tree height and tree diameter modulate the tree growth response to climate variations.

http://www.theses.fr/2011AGUY0481/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Ecole nationale du génie rural
Résumé :  
La conservation des ressources génétiques forestières garantit le maintien d'une diversité élevée, donc l'adaptation des espèces forestières tropicales aux conditions écologiques actuelles et futures. Elle nécessite d'élaborer des stratégies appropriées à l'aménagement des forêts et, pour cela, d'appréhender tout d'abord le niveau et la structure de la diversité génétique, de comprendre et prévoir ensuite sa dynamique. C'est dans cet esprit qu'une collaboration a été entreprise entre la Guyane française et le Brésil, malgré les différences existant entre les deux systèmes de gestion. À partir de résultats sur les parcelles expérimentales de Paracou (Guyane) et Tapajós (Brésil), un ensemble intégré d'outils a été élaboré, allant d'une base de données et d'utilitaires cartographiques jusqu'à un modèle de simulation de la dynamique des structures génétiques et à un logiciel de gestion.
ISSN: 0035-2829

hal-01032246
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032246

Résumé : Les fourmis sont des organismes cibles appropriés pour les études environnementales. Au cours de notre étude, nous nous sommes focalisés sur les fourmis de la litière via l'application de deux méthodes de récolte complémentaires selon le protocole all (ants of leaf litter). Dans les forêts naturelles de Guyane française, l'hétérogénéité environnementale et les perturbations structurent les communautés de fourmis de la litière en influençant la richesse, la diversité, l'abondance et la densité en espèces ainsi que les compositions taxonomique et fonctionnelle. Chaque type de formation végétale possède une communauté spécifique. La fragmentation et la conversion des forêts en plantations ont entrainé une altération plus ou moins profonde des communautés; cette variabilité est fonction du type d’agriculture et des espèces d'essences cultivées. Bien que l'altération des communautés se soit révélée maximale dans la plupart des monocultures, les plantations de cacaoyers ont un potentiel de conservation réel. Enfin, dans un contexte ou il est urgent de simplifier l'intégration des arthropodes dans les études de conservation, de contrôle et de suivi de la santé des écosystèmes terrestres, la méthode des réseaux de neurones est apparue comme un outil puissant pour mettre en évidence et analyser les patrons des communautés de fourmis.
Ants are reliable and relevant target organisms for environmental surveys. In our study, we focused on litter-dwelling ants through the use of two complementary sampling methods that were implemented according to the ants of leaf litter (all) protocol. In pristine forests of french guiana, leaf-litter ant communities are structured by environmental heterogeneity and natural perturbations - which influence species richness, diversity, abundance and density, as well as taxonomic and functional composition. This results in habitat-specific communities for each vegetal formation. Forest fragmentation and conversion into monocultures have led to a more or less deep alteration of the ant communities; this variability depends on the type of agricultural system and cultivated tree species. Although the intensity of community alteration peaked in tree monocultures, cocoa plantation exhibited a real potential for native species conservation. Finally, in the current context where simplifying the integration of arthropods into conservation programs as well as into surveys designed to monitor and manage the environment is critical, the use of neural networks appears to be a powerful tool for reliably highlighting and analyzing ant communities patterns.

http://www.theses.fr/2011AGUY0475/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Mon travail de DEA a pour objectif d'analyser la variabilité structurale des couverts forestiers guyanais à partir du signal laser enregistré lors de la campagne aéroportée du BRGM en 1996 (Delor et al., 1998). On s'attachera surtout à construire une démarche méthodologique permettant de caractériser la structure spatiale du signal, afin d'évaluer la faisabilité d'une typologie des peuplements à partir de ces données. Mon travail s'intéresse donc à une caractéristique particulière des peuplements forestiers, vus par le haut : la canopée1. En faisant ce choix, nous faisons l'hypothèse implicite que la canopée apporte des informations pertinentes sur le peuplement forestier sous-jacent. Plusieurs travaux ont en effet permis de donner une signification écologique à la structure de la canopée. Birnbaum (1997) relie les différences structurales entre deux canopées de parcelles forestières à leur stade sylvigénétique ; Dosso (1990) et Paget (1999) ont également démontré que des différences de structure de canopée estimées à partir de photos aériennes pouvaient être corrélées à la structure dendrométrique et floristique du peuplement estimées au sol. Ainsi, la taille des arbres, leur organisation tridimensionnelle, mais aussi la dynamique interne du peuplement (taille et fréquence des trouées) impriment leur empreinte dans le relief de la canopée. La canopée joue également un rôle fonctionnel important dans les échanges gazeux avec l'atmosphère (émission d'O2, absorption de CO2, évapotranspiration) et l'assimilation de l'énergie lumineuse (photosynthèse). A ce titre, sa structure résulte, comme pour beaucoup d'autres surfaces biologiques, de processus biotiques d'auto-organisation.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189532

hal-01189532
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PRODINRA : 45820

Résumé : La distribution actuelle des espèces d’arbres des forêts tropicales humides amazoniennes est le résultat de processus dynamiques sur lesquels les perturbations passées, d’origine climatique ou anthropique, peuvent avoir jouées un rôle majeur. Des outils génétiques actuels associés à des méthodes d’analyses puissantes permettent d’inférer et de dater l’empreinte génomique des évènements démographiques subits par les populations naturelles. Le but de cette thèse est de contribuer à une vision d’ensemble de l’évolution démographique de la forêt tropicale humide du plateau des Guyanes pendant le Quaternaire. J’ai d’abord étudié les propriétés des microsatellites (répétitions simple de séquences, SSR) et les limites de leurs applications en tant que marqueurs moléculaires en phylogéographie. Plusieurs allèles SSR contenu dans diverses populations de trois genres d’arbres différents ont été séquencés et le polymorphisme, porté par chaque partie des fragments ADN contenant des SSR, a été étudié. J’ai observé que la quantité de variation génétique était aussi importante dans les régions encadrant le microsatellite que dans le SSR lui-même. Ces régions ont contribué significativement à l’information phylogénétique et ont parfois été la principale source de différenciation entre les individus et les populations. Cette expérience m’a permis de choisir la meilleure stratégie à adopter pour traiter les données de variation génétique des SSR dans des modèles démographiques. J’ai ensuite utilisé ces marqueurs SSR et des méthodes ABC pour étudier l’impact local des occupations humaines précolombiennes sur les forêts en Guyane française. Les changements démographiques subis par des populations de quatre espèces d’arbres ont été comparés entre cinq sites occupés et quatre sites non perturbés. Les perturbations naturelles et induites par l’homme ont contribué à la mise en place de la diversité observée actuellement, comme le suggère des signatures d’effet fondateur détectées sur les sites perturbés ou non. Néanmoins, la taille des populations fondatrices semble être proportionnelle à l’impact humain estimé, indiquant que les perturbations anthropique ont induit un remplacement des populations plus important que les processus écologiques naturels. Pour terminer, j’ai mené une étude de démographie comparative d’espèces d’arbres tropicaux à l’échelle régionale de la Guyane française. Cinq scénarios démographiques ont été testés pour neuf populations de huit espèces en utilisant des microsatellites nucléaires et des séquences chloroplastiques. Les changements démographiques les plus récents détectés convergent vers une signature générale d’expansion de la forêt humide depuis probablement la dernière glaciation. Cela peut suggérer, soit que la composition des forêts du plateau des Guyanes était différente, ou que le couvert forestier était moins étendu. Ce résultat constitue le premier indice de changement passé, probablement d’origine climatique, subi par les communautés forestières du plateau des Guyanes ; qui n’avait jusque-là pas pu être testé avec des méthodes standards en raison d’un manque de fossiles. En conclusion, j’ai recueilli des preuves génétiques que les perturbations, à différents échelles de temps, ont marqué la structure et la composition génétique des forêts du plateau des Guyanes. L’application de ces méthodes à d’autres régions Néotropicales pourrait contribuer, à l’avenir, à reconstruire l’histoire écologique de la forêt amazonienne de façon détaillée.
The current tree species distribution in Amazonian tropical rainforests is the outcome of dynamic processes in which past perturbations, climatic or anthropogenic, may have played a major role. Currently available genetic tools associated with powerful analytical methods allow inferring and dating the genomic imprint of demographic events undergone by natural populations. The aim of my thesis is to contribute to an overview of the demographic evolution of the tropical rainforest in the Guiana shield during the Quaternary. I have first studied the properties of microsatellites or Simple sequence repeat (SSR) and the limits in their applications as molecular markers in phylogeography. Several SSR alleles in multiple populations of three divergent tree genera have been sequenced and the sources of polymorphisms, carried by each portion of SSR-containing DNA amplicons, have been broken apart. I have observed that the amount of variation was as large in flanking regions as in the SSR itself. The former contributed significantly to the phylogenetic information and sometimes was the main source of differentiation among individuals and populations. This experiment allowed me to choose the best strategy to treat SSR variation in demographic modeling. I have subsequently used SSR markers and ABC methods to study the impact of pre-Columbian human settlements at the local level on rainforests in French Guiana. Demographic changes undergone by populations of four tree species were compared between five settled and four undisturbed sites. Both natural turnover and human-induced disturbances appeared as shaping currently observed genetic diversity, with signatures of founder effect both at disturbed and undisturbed sites. Nevertheless, the size of founding populations appeared to be proportional to the estimated human impact, suggesting that human-made disturbance caused deeper population turnover than background ecological processes. Finally, I have conducted a comparative demography study of tropical tree species at the regional level across French Guiana. Five demographic scenarios have been tested for nine populations from eight species using both nuclear microsatellites and chloroplastic sequences. The most recent demographic signals detected converge on a global signature of expansion of the rainforest since probably the last glaciation. This finding can suggest either that the composition of the Guiana shield rainforests was different, or that its global extent was smaller, during earlier epochs of the Pleistocene than today. This result is the first firm indication of changes undergone by the forest communities of the Guiana shield in the distant climatic past – something which could not be tested with standard methods due to almost complete lack of fossil evidence. In conclusion, I have gathered genetic evidence that disturbances, both in historical and geological times, have marked the structure and composition of forests in the Guiana shield.The extensive application of these methods to other regions of the Neotropics maycontribute, in the future, to the detailed reconstruction of the ecological history ofAmazonian forests.

http://www.theses.fr/2012AGUY0568/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :  
En Guyane française où les sols sont généralement acides et pauvres en éléments minéraux, la forêt est caractérisée par sa plurispécificité. Une approche de type écologique a montré, dans les racines des principales espèces forestières, la dominance d'endomycorhizes à structure intracellulaire particulière : des hyphes de type Paris, spiralé. Leur rôle dans l'acquisition du phosphore a été étudié expérimentalement chez deux Césalpiniacées. Les semis d'Angélique, Dicorynia guianensis Amshoff, sont très dépendants, pour leur croissance et leur teneur en phosphore, des mycorhizes à mycélium spiralé ; ce type de mycélium représente plus de 90 % de la colonisation fongique. Par contre, les semis de Wapa (Eperua falcata Aublet) forment également des mycorhizes mais ces dernières améliorent le statut phosphaté et sont sans effet sur la croissance de cette espèce. Ces résultats contribuent à la compréhension du rôle des symbioses endomycorhiziennes dans le processus de régénération naturelle et ouvrent des perspectives de recherche quant à leur intervention éventuelle dans le maintien de la diversité forestière.
Revue Forestière Française

hal-01032197
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032197

Résumé : Ce travail vise à mettre en place un système de fusion de sources d'information basé sur la Théorie des Fonctions de Croyance (TFC) et adapté aux contextes des images forestières. La TFC engendre des temps de calcul importants lorsque la cardinalité du cadre de discernement devient grande. Ainsi, nous avons proposé en premier lieu une méthode de réduction du référentiel de définition permettant d'éviter l'explosion combinatoire en restreignant le calcul sur les hypothèses estimées pertinentes et déterminées à partir des histogrammes des classes issues de la phase d'apprentissage. Ensuite, nous avons proposé des techniques d'estimation de fonctions de masse spectrales, texturales, contextuelles et structurelles. L'information multi-fractale a été utilisée comme signature de texture, ainsi l'image de Hôlder a constitué une source d'information pour l'estimation de la masse texturale. Un autre apport consiste à proposer une approche de transfert de masse basée sur l'information contextuelle, en exploitant l'image des couronnes d'arbres comme une source déduite. L'implémentation d'algorithmes de détection de couronnes d'arbres nous a permis d'extraire des mesures sur les couronnes que nous avons utilisées en tant qu'attributs pour l'estimation des fonctions de masse. Nos expérimentations montrent des taux de classification assez satisfaisants et une adéquation de notre approche de fusion à une classification à l'arbre près
This thesis aims to develop an information source fusion system based on belief functions theory (BFT) and adapted t forest images context (especially high resolution images). Applications of BFT to image classification result in th assignment of each image point to a c1ass or a subset of classes based on the mass functions estimation expressing th belief of an event. BFT leads to significant computation time when the cardinality of the set of definition become large. Thus, we first proposed a method to reduce the frame of discernment in order te avoid the combinatorial explosio by restricting the calculation on the hypotheses of the set of definition deduced from the classes histograms determine from the learning phase. Then, we proposed spectral, texturai, contextual and structural mass functions technique estimation. Multi-fractal information was used as texture signature and Hôlder image has been a source ( information for estimating the texturai mass. Another contribution is the integration of trees crowns image as derive source and the proposai of an approach to mass transfer based on contextual information inside and outside a crown. Th implementation of detection trees crowns algorithms allowed us to extract measurements on trees. These measurement are used as attributes for mass functions estimation. Our experiments and comparisons with other methods show quit satisfactory classification rate with spectral and textural approaches and adequacy of our fusion approach to contextu and structural information for trees classification

http://www.theses.fr/2011AGUY0434/document

Résumé : Les espaces naturels protégés sont aujourd’hui à l‘échelle mondiale l’une des principales politiques publiques mises en œuvre pour faire face à la destruction des écosystèmes. Leur nombre a beaucoup augmenté ces dernières années et les modes d’action qu’ils recouvrent se sont considérablement diversifiés. Pour autant, les écosystèmes continuent à se dégrader, et l’efficacité de ces dispositifs est souvent remise en cause. Cette thèse vise à analyser les facteurs influant sur l’efficacité des espaces protégés pour la conservation d’écosystèmes amazoniens encore peu dégradés. Elle étudie pour cela la mise en œuvre de dispositifs relevant de doctrines de gestion de l’environnement différentes, basées sur (i) la limitation réglementaire maximale des activités humaines impactantes pour les écosystèmes, (ii) la gestion des ressources par des populations locales ou traditionnelles ou (iii) la mise en place d’une gestion forestière durable sur des terres publiques. Nous nous plaçons dans une posture comparative entre la Guyane (France) et l’Amapá (Brésil), territoires partageant une frontière commune, principalement matérialisée par le fleuve Oyapock. La comparaison internationale entre ces deux régions présentant une couverture exceptionnelle en espaces protégés, dans des conditions écologiques et géographiques relativement similaires, nous permet d’observer l’influence du contexte historique et sociopolitique sur les modes de prise en charge de la gestion de l’environnement par les aires protégées. Nous nous sommes basés sur une approche constructiviste, appuyée sur une production de données principalement qualitatives (entretiens semi-directifs, analyse de documents, observation participante…). Nous avons ainsi procédé à une déconstruction critique des dispositifs « aires protégées », permettant de mettre en lisibilité les enjeux environnementaux qu’ils portent, et d’analyser l’efficacité environnementale des stratégies mises en œuvre. Cette analyse s’est articulée autour d’une lecture à la fois diachronique et multiscalaire des processus de gestion.Nous montrons que la mise en place des espaces protégés de Guyane et d’Amapá a été portée par des coalitions d’acteurs structurées autour de doctrines de gestion, c’est à dire de conceptions partagées des conditions de mise en œuvre d’une « bonne gestion environnementale ». Les dispositifs créés ont hérité des ressources stratégiques d’action et de la légitimité de ces coalitions. Les coalitions porteuses de la création des espaces protégés en Amapá sont fortement articulées aux mouvements sociaux et environnementaux plus généraux de l’Amazonie brésilienne, notamment pour les revendications socio-environnementales émergeant à la sortie de la période dictatoriale. En Guyane française, les espaces naturels protégés sont principalement la résultante de compromis entre d’une part une volonté d’exemplarité de l’action de la France en Amazonie, et d’autre part une recherche de minimisation des conflits avec les acteurs politiques locaux.
Nowadays, natural protected areas are one of the main public policies implemented at the international level in order to prevent the destruction of ecosystems. During the last decades, they became very numerous, and mobilized more and more diversified modes of action. However, natural ecosystems continue to deteriorate, and the effectiveness of protected areas is often questioned. The aim of this thesis was to analyse the factors influencing the effectiveness of protected areas in a context of Amazonian ecosystems that are still well preserved. We observed the implementation of environmental management arrangement (protected areas) that are based on various doctrines: (i) the strong limitation of all harmful human activities through legislation; (ii) the management of resources by local or traditional populations; and (iii) the implementation of sustainable forest management on public lands. We adopted a comparative approach between Guyana (France) and Amapá (Brazil), territories that share a common border, mainly identifiable by the Oyapock River. These two territories present quite similar ecological and geographical conditions, and both have an exceptional coverage of protected areas. Therefore this international comparison allowed us to observe the influence of the historical and socio-political context on the implementation of protected areas. We used a constructivist approach, mainly based on qualitative data (semi-structured interviews, document analysis, participant observation...). We effected a critical deconstruction of "protected areas" management arrangements in order to make their environmental objectives intelligible, and we analysed the environmental effectiveness of the strategies implemented. This analysis was based on a diachronic and multiscalar lecture of management processes. We show that the establishment of protected areas in Guiana and Amapá was led by coalitions of actors structured around management doctrines, i.e. shared conceptions of "good environmental management". Management arrangements created inherited the strategic resources of action and the legitimacy of these coalitions. In Amapá, coalitions were strongly articulated with wider social and environmental movements of the Brazilian Amazon, especially in the case of socio-environmental claims rising at the end of the dictatorship. In French Guiana, the natural protected areas are mainly the result of compromise between the French willingness to serve as an example in the Amazon region, and the minimisation of conflicts with local politicians.

http://www.theses.fr/2014AGUY0744/document

Éditeur(s) : HAL CCSD Ecole nationale du génie rural
Résumé :  
A l'échelle de l'arbre, la fertilité chimique des sols semble expliquer la localisation majoritairement superficielle du système racinaire, alors que le type de drainage explique la forte variabilité de sa répartition verticale. Les racines profondes, malgré leur faible proportion, jouent un rôle important pour extraire l'eau en saison sèche. A l'échelle du peuplement, les variations latérales du sol influent sur des processus tels que la compétition inter-individuelle et la sylvigénèse. Pour les sols de terre ferme, plus les conditions édaphiques sont contraignantes, plus les gros arbres sont rares dans le peuplement forestier. Celui-ci est dense lorsque le sol est très aminci, moins dense en situation hydromorphe. Le sol influence nettement la composition floristique des peuplements. Mais d'autres facteurs tels la dynamique sylvigénétique ou la dynamique propre à chaque population ont un poids très important. Des résultats divergents conduisent à formuler de nouvelles hypothèses, parmi celles-ci l'influence majeure de l'épaisseur du profil d'altération.
ISSN: 0035-2829

hal-01031882
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01031882

Éditeur(s) : HAL CCSD Nature Publishing Group
Résumé : Tropical forests store large amounts of biomass despite they generally grow in nutrient-poor soils, suggesting that the role of soil characteristics in the structure and dynamics of tropical forests is complex. We used data for >34 000 trees from several permanent plots in French Guiana to investigate if soil characteristics could predict the structure (tree diameter, density and aboveground biomass), and dynamics (growth, mortality, aboveground wood productivity) of nutrient-poor tropical forests. Most variables did not covary with site-level changes in soil nutrient content, indicating that nutrient-cycling mechanisms other than the direct absorption from soil (e.g. the nutrient uptake from litter, the resorption, or the storage of nutrients in the biomass), may strongly control forest structure and dynamics. Ecosystem-level adaptations to low soil nutrient availability and long-term low levels of disturbance may help to account for the lower productivity and higher accumulation of biomass in nutrient-poor forests compared to nutrient-richer forests.
ISSN: 2045-2322

hal-01606170
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01606170
DOI : 10.1038/srep45017
PRODINRA : 389876