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 :   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
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189180
PRODINRA : 12184

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 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 : 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 :  
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
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
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189532
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