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 : En 2013, Le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) publie son cinquième rapport concernant les changements climatiques. Il y est souligné que le réchauffement climatique est sans équivoque, et que de nouvelles émissions de gaz à effet de serre impliqueront une poursuite du réchauffement et des changements affectant toutes les composantes du système climatique. En région tropicale, une hausse de la température, ainsi qu'une intensification des événements de sécheresse et de pluviométrie extrêmes sont à prévoir. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail, dont le but est d'étudier la réponse de la forêt tropicale à ces changements climatiques prédits en Guyane Française. Pour ce faire, j'ai utilisé les données du dispositif de suivi forestier de Paracou pour construire un modèle de dynamique individuel basé sur les traits fonctionnels des arbres. Un modèle de mortalité a d'abord été réalisé puis couplé à un modèle de croissance.Le modèle couplé ainsi construit permet de modéliser la croissance et la mortalité des arbres sur un pas de temps de 2 ans tout en tenant compte de leur ontogénie et de leurs traits fonctionnels. Ce modèle a d'abord été appliqué aux essences commerciales de Guyane Française en forêt naturelle et exploitée en y ajoutant un indice de stress hydrique. Ceci permet de montrer que le stress hydrique fait baisser la croissance et augmenter la mortalité, tandis que l'exploitation a l'effet inverse. Malgré le signal commun, différentes réponses sont observées selon les espèces. Le modèle a ensuite été appliqué à la communauté en forêt naturelle pour identifier les drivers climatiques et les processus impactés. Il ressort que la croissance est impactée par le stress hydrique et la température, et que la mortalité est impactée par le stress hydrique et la pluviométrie totale.Ces résultats ont enfin permis de construire un modèle complet de dynamique forestière climat dépendant, et de simuler l'évolution d'une communauté pendant un siècle selon différents scénarios correspondant aux prédictions du GIEC. Les simulations mettent en évidence une très forte diminution de la croissance, ainsi qu'une plus faible diminution de la mortalité. Ceci entraine une diminution notable de la surface terrière, du diamètre quadratique et de la biomasse fraiche. Une analyse de sensibilité montre que ces changements sont principalement dus à l'augmentation sévère des températures prédites pour le siècle à venir. Des pistes de réflexion sur les enjeux de modélisation et les échelles considérées sont proposées en discussion de ce travail.
In 2013 the intergovernmental panel on climate change (ipcc) publishes its fifth report. This report underlines that an increase of temperature and a strengthening of drought and extreme rainfall are expected in tropical regions. This work was made in this context of climate changes, and aimed to study the response of the rainforest to predicted climate changes. To do this, i used the data from the study site of Paracou French Guiana to build an individual based dynamics model based on the functional traits of trees. This model was first applied to species with a commercial interest in French Guiana, in natural and logged forest and adding a water stress index as predictor. Water stress decreases growth and increases mortality, while logging had the opposite effect. The model was then applied to the community in natural forest for identifying potential climate drivers and impacted processes. Growth is impacted by the water stress and temperature and mortality is imp acted by the water stress and the total rainfall. These results allowed us to build a climate dependent model of forest dynamics and to run simulations of the evolution of a community under different scenarios for the next century. Simulations showed a decrease of growth and a small decrease of mortality. This resulted in a substantial decrease of basal area, squared diameter and fresh biomass.

http://www.theses.fr/2014AGUY0802/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   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
Notre étude porte sur la caractérisation à l'échelle de l'hectare de la variabilité spatiale (1) du fonctionnement microbien du sol et (2) de sa stabilité (i.e. de sa réponse à un stress). Elle a été menée sur une forêt tropicale humide (forêt primaire) proche de Kourou en Guyane (site de Paracou). Les indicateurs fonctionnels utilisés sont les potentiels d'activités respiratoires (RP) et dénitrifiantes (OP). La variabilité spatiale du fonctionnement microbien du sol a fait l'objet d'un nombre important d'études mais très peu d'entre elles ont concerné ce type d'écosystème. Un autre aspect novateur réside dans la recherche de la variabilité spatiale de la stabilité du fonctionnement. A notre connaissance, il s'agit de la première étude de ce type en milieu tropical comme en milieu tempéré. Les principales conclusions sont les suivantes : (1) à l'échelle 10m (grille principale) les coefficients de variation (CV) des potentiels de fonction sont similaires pour les 2 processus et élevés (RP : 53% ; OP : 54%) au regard des valeurs de la littérature sur des milieux tempérés, mais RP et OP présentent des variabilités spatiales différentes à des échelles inférieures ; (2) l'utilisation d'un indice de densité locale (ID) des arbres n'a pas permis de mettre en évidence une corrélation entre les répartitions spatiales de la végétation et du fonctionnement microbien du sol. De même, aucun déterminisme clair de l'intensitè des potentiels microbiens n'a pu être dégagé par la prise en compte de la variabilité des caractéristiques physico-chimiques du sol; (3) un stress thermique génère à très court terme (résistance) un accroissement de la spatialisation du potentiel de respiration. A plus long terme, la variabilité inter-échantillons s'atténue pour retrouver ses valeurs initiales et, (4) l'activité originelle (avant stress) n'est pas corrélée avec la résistance et est négativement corrélée aux valeurs observées 15 et 30 jours après le stress. Outre son intérêt intrinsèque, cette étude vise à se doter de données de « cadrage » sur la forêt primaire (non perturbée) qui nous permettront d'accéder à de meilleures évaluations et compréhensions des mécanismes impliqués dans la réponse des écosystèmes tropicaux à l'anthropisation lors de projets en cours. Un exemple de ce type d'application est brièvement décrit.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189259

hal-01189259
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189259
PRODINRA : 20250

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, SDAR/ERIST, Domaine Duclos, F97170 Petitt-Bourg (Guadeloupe) 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
L'objectif de cette étude est d'étudier les relations entre les couvertures pédologiques et le modelé de trois sites forestiers de Guyane française. Cette étude est composée de trois parties : La première propose une segmentation topographique du paysage consistant à découper les formes du relief par photo- interprétation. Cela nous a permis de dégager des unités topographiques similaires, où formes et altitudes du relief sont liées. La deuxième est une interprétation géomor- phologique des unités paysagères par confrontation entre les cartes géologiques et la morphométrie du relief. Cela nous a permis de faire apparaître un lien entre le substrat géologique et les formes du relief. La troisième est une analyse morpho- pédologique des formes du relief. Cela nous a permis de dégager de bonnes correspondances entre les sols et le modelé. Résultats concordant avec ceux de Boulet (1983) et Paget (2001). Nous aboutissons à l'hypothèse selon laquelle les formes anciennes cuirassées sont remplacées par des formes plus jeunes et plus rondes. Les dénivelées diminuent, les modelés s'abaissent et tendent à s'aplanir progressivement pour aboutir aux reliefs les plus effacés porteurs de sols très évolués. Ces différents stades d'évolution sont différemment représentés selon les sites et leur localisation par rapport à la côte.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189151

hal-01189151
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189151
PRODINRA : 8916

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : Over-exploitation and fragmentation are serious problems for tropical forests. Most sustainable forest management practices avoid clear-cuts and apply selective logging systems focused on a few commercial species. We applied a simulation model to estimate the impact of such selective logging scenarios on the genetic diversity and demography of four tropical tree species from French Guiana. The simulations used data on genetic and demographic composition, growth, phenology and pollen and seed dispersal obtained for Dicorynia guianensis, Sextonia rubra, Symphonia globulifera and Vouacapoua americana at the experimental site in Paracou. Whereas Symphonia globulifera serves as a model for a species with low logging pressure, the other three species represent the most exploited tree species in French Guiana. In simulations with moderate logging, typical for French Guiana, with large cutting diameter (>60 cm diameter) and long cutting cycles (65 years), the two species V. americana and Sextonia rubra were not able to recover their initial stock at the end of the rotation period, with a large decrease in the number of individuals and in basal area. Under a more intensive logging system (cutting diameter >45 cm diameter, cutting cycles of 30 years) that is common practice in the Brazilian Amazon, only Symphonia globulifera showed no negative impact. Generally, the differences between the genetic parameters in the control scenarios without logging and the logging scenarios were surprisingly small. The main reasons for this were the overlapping of generations and the effective dispersal ability of gene vectors in all species, which guarantee relative homogeneity of the genetic structure in different age classes. Nevertheless, decreasing the population size by logging reduced the number of genotypes and caused higher genetic distances between the original population and the population at the end of the logging cycles. Sensitivity analysis showed that genetic changes in the logging scenarios were principally determined by the growth, densities and cutting diameter of each species, and only to a very small extent by the reproductive system including factors such as pollen and seed dispersal and flowering phenology
ISSN: 0006-3207

hal-01032050
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032050
DOI : 10.1016/j.biocon.2006.02.014

Résumé : Le maintien de ressources génétiques suffisamment larges est nécessaire pour assurer la viabilité et le potentiel évolutif des populations naturelles. Cette thèse a le principal objectif de caractériser la diversité et la variabilité génétique chez le genre Virola (Myristicaceae) pour décrire les processus évolutifs qui en sont à l'origine. Premièrement,une étude de la régénération d'un échantillonnage exhaustif de V. michelii a été menée dans une parcelle du dispositif expérimental de Paracou ayant subi une exploitation forestière de faible intensité et comparée à une parcelle témoin. La diversité génétique mesurée à partir de marqueurs AFLP (Amplified Fragment-Length Polymorphism, N=229) en zones perturbées s'est révélée être plis grande qu'en zone non-perturbées. Puis, l'adaptation locale a été étudiée à travers ces mêmes individus et certains loci (AFLP) montrent une sélection divergente pour des environnements contrastés, indiquant un signe d'adaptation. Enfin, l'étude des niveaux de divergence génétique chez trois espèces de Virola du bouclier guyanais (V. michelii, V. surinamensis et V. kwatae) montrent que deux d'entre elles (V. surinamensis et V. kwatae) montrent de fortes similarités génétiques malgré leur distribution sur des environnements contrastés. des Flux de gènes intersécifiques ont été mis en évidence chez ces deux espèces-soeurs et l'hypothèse d'une spéciation écologique est avancée. Ce travail a permis d'aborder différents processus évolutifs à l'origine de la diversité génétique actuelle chez ces espèces forestières tropicales et peut fournir une contribution pour appréhender le devenir des populations.
Genetic diversity is an essential component of biodiversity. The maintenance of sufficient genetic resources is needed to ensure the adaptive potential and the viability of natural populations. In the current context of global changes, the study of adaptation in living organisms is a key task, particularly for tropical forest trees that are dominant components (in terms of biomass and as ecological drivers) of some of the most diverse ecosystems on Earth. The main objective of this thesis is to characterize genetic diversity and genetic variability to understand the evolutionary processes that act on them. This ecological-genetic study was carried out at the interspecific and intraspecific level in the Virola genus.If overall high levels of genetic diversity are a guarantee of prosperity for the future of the species, it seems essential to perform studies on the impact of environmental disturbance on genetic diversity. In the first section, the genetic consequences of regeneration dynamics were studied in an exhaustive sample of V. michelii in a low-intensity logging plot and in a control plot at the Paracou experimental site. A greater genetic diversity, measured from AFLP markers (Amplified Fragment Length Polymorphism, N = 229), was found in perturbed areas. Because studying genetic diversity within species may be useful for understanding species adaptation to environmental changes, in the second section. I studied local adaptation in a population of V. michelii on the Paracou experimental site. A genome scan approach with AFLPs (N = 229) was conducted on 77 adult individuals and 401 juveniles to identify genetic differences between populations associated to contrasting conditions for an array of environmental variables. Some loci (N = 2) were found to be subject to divergent selection, indicating adaptation to contrasting habitats.In the third section, the study of levels of genetic divergence in three Virola species of the Guiana Shield (V. michelii, V. surinamensis and V. kwatae) was investigated for nuclear and chloroplast molecular markers. V. surinamensis and V. kwatae showed strong genetic similarities despite their contrasting habitats preferences. Coalescent analyses have revealed, on one hand, a recent divergence between these two species suggesting an ecological speciation, and one the other hand that interspecific gene flow occurs between these sister-species.This work focuses on understanding evolutionary processes shaping genetic diversity and provides a useful contribution for biodiversity conservation programs.

http://www.theses.fr/2011AGUY0480/document

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Guide
La mise en place de la gestion forestière en Guyane est très récente: ce n’est qu’à partir de 1990 et de la prise de conscience consécutive à la conférence de Rio qu’une véritable politique de gestion et de valorisation de la forêt guyanaise est entreprise par l’ONF sous la commande de l’Etat. Depuis ses débuts, cet effort porté par les gestionnaires forestiers publics a été accompagné par toute la communauté scientifique guyanaise sous l’égide d’un groupement d’intérêt scientifique focalisé sur le milieu forestier : le GIS SILVOLAB, aujourd’hui élargi aux autres disciplines sous le nom d’IRISTA. Les développements méthodologiques réalisés depuis 1994 avec la communauté scientifique ont déjà permis la rédaction d’un guide pratique d’aménagement spécifique à la Guyane (ONF mars 2009). Après plus de 20 ans de recherche (ce qui à l’échelle du pas de temps forestier est très peu), il demeure un manque de connaissances sur le fonctionnement de la forêt dense tropicale humide et plus particulièrement sur les effets du milieu sur la distribution des espèces et la dynamique du peuplement. En attendant que la recherche apporte des réponses aux questions qui restent posées, ce sont aujourd’hui les connaissances acquises en écologie des communautés et des populations avec nos partenaires de l’UMR Ecofog (regroupement d’AgroParisTech, de l’INRA, du CIRAD, du CNRS et l’Université des Antilles et de la Guyane) qui permettent la rédaction de ce premier guide sylvicole applicable aux forêts guyanaises. Le programme BGF «Biodiversité et Gestion Forestière» financé par le Ministère chargé de l’Environnement sur l’appel à projet ECOFOR (2006) a particulièrement contribué à la réflexion engagée pour ce document, de même que les travaux de fonds engagés depuis de nombreuses années par le CIRAD sur le site de Paracou et par l’ONF sur les forêts pilotes de Risquetout et d’Organabo (réseau de placettes permanentes GUYAFOR). Le programme DYGEPOP, financé plus récemment par l’Union Européenne (PO-FEDER) a permis de compléter et synthétiser ces résultats pour aboutir à la rédaction de ce guide. Le présent guide de sylviculture a pour objectif de synthétiser l’ensemble des connaissances scientifiques acquises au cours de ces dernières années concernant l’écologie des forêts guyanaises et leurs applications en termes de règles sylvicoles. Le guide s’accompagne d’annexes donnant des descriptifs précis des dispositifs scientifiques dont sont tirés ces résultats, ainsi qu’une revue bibliographique exhaustive des études exploitées pour asseoir ces premières bases sylvicoles qui restent évidemment largement améliorables. En complément de ce guide, sera rédigée, une note d’application régionale qui constituera une déclinaison opérationnelle des actions à mettre en œuvre qui viendra compléter ou modifier les différents processus. Nous tenons à préciser ici que ce document ne concerne que la sylviculture pour le bois d’œuvre. L’exploitation de bois énergie constitue en soi un changement d’objectif qui amène des préconisations différentes notamment dans le choix des tiges et dans le niveau de prélèvements et fera l’objet en temps et en heure d’un document spécifique.
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/hal-01503730

hal-01503730
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/hal-01503730