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 European Geosciences Union
Résumé : International audience
The seasonal climate drivers of the carbon cycle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combination of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measurements and 35 litter productivity measurements), their associated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonality in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rainfall is < 2000 mm yr(-1) (water-limited forests) and to radiation otherwise (light-limited forests). On the other hand, independent of climate limitations, wood productivity and litterfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosynthetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest productivity in a drier climate in water-limited forest, and in current light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr(-1).
ISSN: 1726-4170

hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/document
https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01557759/file/bg-13-2537-2016.pdf
DOI : 10.5194/bg-13-2537-2016

Éditeur(s) : HAL CCSD Wiley
Résumé :
How Quaternary climatic and geological disturbances influenced the composition of Neotropical forests is hotly debated. Rain fall and temperature changes during and/or immediately after the Last Glacial Maximum (LGM) are thought to have strongly affected the geographical distribution and local abundance of tree species. The paucity of the fossil records in Neotropical forests prevents a direct reconstruction of such processes. To describe community-level historical trends in forest composition, we turned therefore to inferential methods based on the reconstruction of past demographic changes. In particular, we modelled the history of rainforests in the Eastern Guiana Shield over a time scale of several thousand generations, through the application of Approximate Bayesian Computation (ABC) and Maximum Likelihood (ML) methods to diversity data at nuclear and chloroplast loci in eight species or subspecies of rainforest trees. Depending on the species and on the method applied, we detected population contraction, expansion or stability, with a general trend in favour of stability or expansion, with changes presumably having occurred during or after the LGM. These findings suggest that Guiana Shield rain forests have globally persisted, while expanding, through the Quaternary, but that different species have experienced different demographic events, with a trend towards the increase in frequency of light-demanding, disturbance-associated species.
ISSN: 0962-1083

hal-01512150
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01512150
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01512150/document
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01512150/file/Barthe_et_al-_%7B0B6A8C5E-DDFF-4C4E-822C-4E7BC22A6C9B%7D.pdf
DOI : 10.1111/mec.13949

Éditeur(s) : HAL CCSD Montpellier : CIRAD
Résumé :  
Depuis une décennie, les cartes de végétation d'Afrique centrale sont principalement dérivées d'images satellitaires. L'étendue forestière du bassin du Congo, son accessibilité réduite et son évolution rapide localement justifient l'utilisation de la télédétection. La cartographie du couvert forestier d'Afrique centrale et l'analyse de son évolution constituent l'un des objectifs du projet Trees visés par le Centre commun de recherche. La méthode combine des informations de sources diverses et repose sur un échantillonnage stratifié qui utilise des capteurs aux caractéristiques complémentaires. De 1990 à 1997, quatre types de région ont ainsi été identifiés, de " stable " à " perturbée ". La croissance démographique de certaines villes, les axes de circulation, l'ouverture de pistes d'exploitation constituent les principaux facteurs de pression sur le milieu forestier. Même si à l'échelon régional les changements peuvent sembler peu importants comparés à ceux observés dans d'autres zones, des situations locales très contrastées peuvent coexister. Le suivi du milieu doit, donc, faire appel à des capteurs plus précis en termes de résolution spatiale. Ainsi, dans le cadre de projets d'aménagement forestier, le Cirad-forêt s'attache à mettre au point des méthodes pour extraire et suivre le réseau de pistes forestières ou pour cartographier les ouvertures du couvert. Enfin, les capteurs à très haute résolution, tel Ikonos, permettent de détecter les changements à une échelle plus fine et de mesurer l'impact de l'exploitation sur la dégradation forestière.
ISSN: 0006-579X

hal-01032173
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032173

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 :  
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 Cambridge University Press (CUP)
Résumé : Devil's gardens are one of the most remarkable mutualistic associations between ants and plants. Myrmelachista ants eliminate all vegetation from around their host plants, resulting in wide forest clearings which have intrigued scientists from the start. Despite their noticeability, here we report the discovery of devil's gardens in remote highland cloud forests of the Eastern Amazon, more than 2000 km away from their nearest known analogues in Western Amazonia. We describe the ecological characteristics of these gardens and consider what factors could have produced the geographic isolation of Eastern Amazonian devil's gardens. Three hypotheses are investigated: (1) the host plant distribution restricts the distribution of the mutualism, (2) the ecological tolerances of Myrmelachista explain the isolation, and (3) the devil's gardens of the Eastern Amazon constitute relicts from ancient forest refugia. The distribution of the possible associated myrmecophytes and previously described ecological ranges of devil's gardens cannot explain their ecological restriction to cloud forests in Eastern Amazonia, but our discovery is consistent with the biogeographic refuge hypothesis (i.e. highlands along the Amazon Basin constitute refugia for humid forests that spread during the Cenozoic). Our finding opens exciting perspectives for comparative studies of the origin, ecology and evolutionary history of this ant-plant mutualism.
ISSN: 0266-4674

hal-01532640
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01532640
DOI : 10.1017/S0266467416000195
PRODINRA : 384619

Éditeur(s) : HAL CCSD Société nationale de protection de la nature
Résumé : International audience
The island of Moorea in French Polynesia is representative of a relatively well preserved small tropical oceanic island but both its terrestrial and marine ecosystems are currently under strong anthropogenic pressures. The terrestrial ecosystems are facing an increasing urbanization, and the destruction and modification of their natural habitats by cultivation and forestry plantations, accidental or intentional fires, and particularly by the invasion of alien plant and animal species. Coastal areas and reef ecosystems are threatened by shoreline artificialization, sedimentation due to soil erosion, increasing uses of marine and lagoon resources and frequency of coral bleaching events. A significant erosion of terrestrial and marine biodiversity is observed on the island since the last decades. In the context of the Land Management Plan (PGA) and Marine Area Management Plan (PGEM) recently set up in the island by local authorities, scientific surveys and inventories were made in 2006 in order to assess the status of terrestrial biodiversity (vascular plants) and marine biodiversity (reef fishes) and compare areas with different anthropogenic pressures. Studies conducted on the flora and the vegetation at low and middle elevation along altitudinal transects show that the plant invasion process is related to climatic and topographic factors, and species autoecology. The marine study aims to compare the protected areas with control areas in order to test the effectiveness of protection measures and to propose a streamlined monitoring protocol. A methodological study in both terrestrial and marine ecosystems was conducted in order to propose biodiversity indicators which are crucial for decision making in conservation and sustainable development of island biodiversity. We used Geographic Information System (GIS) as a fast and intuitive tool for mapping indicators and their variability. This methodological approach developed on the island of Moorea could be used as a model for other tropical islands
Moorea est une petite île océanique tropicale de la Polynésie française relativement bien préservée, mais dont les écosystèmes terrestres et marins sont actuellement soumis à de fortes pressions anthropiques. Le milieu terrestre est confronté à une urbanisation croissante, à la destruction ou à la modification des habitats naturels pour l’extension des cultures ou des plantations forestières, aux incendies volontaires ou accidentels, et particulièrement à l’invasion d’espèces végétales et animales introduites. Les zones côtières et les récifs coralliens sont menacés par de multiples perturbations telles que l’artificialisation des lignes de rivage, l’apport de sédiments dus à l’érosion des sols, l’augmentation des usages des ressources marines et lagonaires et de la fréquence des phénomènes de blanchissement du corail. Une érosion sensible de la biodiversité terrestre et marine de l’île est observée depuis les dernières décennies. Dans le cadre du Plan Général d’Aménagement (PGA) et du Plan de Gestion de l’Espace Maritime (PGEM) mis en place par les autorités locales, des inventaires scientifiques ont été réalisés en 2006 dans le but d’évaluer l’état de la biodiversité terrestre (plantes vasculaires) et marine (poissons récifaux) et de comparer des zones soumises à différentes perturbations. Les études réalisées sur la flore et la végétation de basse et moyenne altitude le long de transects altitudinaux montrent des processus d’invasion végétale différents en relation avec les facteurs climatiques, topographiques et autoécologiques des espèces. Les études en milieu marin visent à comparer des aires protégées à des aires témoins afin de suivre l’efficacité des mesures de gestion. La réflexion méthodologique menée parallèlement sur les deux écosystèmes a pour but d’illustrer différents indices de biodiversité nécessaires à la prise de décision en matière de conservation ou de développement durable de la biodiversité insulaire et de réaliser un état de référence pour établir un diagnostic sur l’état de la biodiversité. La représentation cartographique des indices à l’aide d’un SIG, illustrée dans cette étude avec la richesse spécifique terrestre et marine, permet une lecture intuitive et rapide de la variabilité de cet indice dont la restitution est basée sur une standardisation du nombre d’espèces. Cette approche méthodologique développée sur l’île de Moorea pourrait servir de modèle pour d’autres îles tropicales
EISSN: 2429-6422

hal-01306285
https://hal-univ-perp.archives-ouvertes.fr/hal-01306285

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The forests of French Guiana occupy a central part of the region’s potential resource base, but as yet remain almost completely unexploited. This stems from the forestry industry struggling to valorize wood stocks of a high diversity with an extremely heterogeneous distribution. Indeed, identifying essences for future propagation is an issue of both environmental and socio-economic importance for the region. Bagassa guianensis Aubl. and Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken. go against conventional models, in that they display the life history characteristics of rapid growth and wood of high quality, and thus are species of high potential for future plantations. Firstly, our study of growth characteristics reveals a defined strategy half way between long-lived species and pioneer species. It is the variability of basic density of wood which is a key trait allowing for such a development, favoring rapid growth in initial years whilst allowing for tree longevity. Secondly, the analysis of a range of wood properties (shrinkage, modulus of elasticity, durability) in relation to tree growth confirms the technologic quality of the two species. It also enables the emergence of new results like the effect of extractives on wood stability, the control of growth as a result of basic density variation, the evolution of leaf traits throughout tree development or the improvement of trunk maintenance thanks to interlocked grain. The knowledge gained in relation to the developmental traits of these two species, and to the quality of their wood allows for the elaboration of plantation projects and what will be required for their success. The results of this study can orientate future studies on novel species for commercialization in French Guiana.
La ressource forestière en Guyane occupe une place maîtresse au sein de la région et est encore majoritairement préservée, mais la filière bois parvient difficilement à valoriser la biodiversité locale en raison de l’hétérogénéité de la ressource. Identifier les essences à planter demain représente aujourd’hui un enjeu à la fois environnemental, économique et social pour la Guyane. Bagassa guianensis Aubl. et Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken. vont à l’encontre des modèles usuels en associant vitesse de croissance et qualité du bois et sont identifiées comme prometteuses pour la plantation. Dans un premier temps, l’étude de la dynamique de croissance des deux espèces révèle un modèle écologique singulier, à la fois pionnières et longévives. La variabilité de l’infradensité dans l’arbre est l’élément clé qui permet un tel développement, favorisant une croissance rapide dans les premières années tout en assurant la longévité de l’individu. Dans une seconde partie, l’analyse d’un large panel de propriétés du bois (retrait, module, durabilité) en lien avec le développement de l’arbre confirme les qualités technologiques des deux espèces et permet l’émergence de résultats novateurs tels que le rôle des extractibles sur le retrait, le contrôle de la croissance grâce aux variations d’infradensité, l’évolution des traits foliaires au cours de l’ontogénie ou encore la mise en place de contrefil dans l’arbre pour assurer son maintien. La connaissance acquise vis-à-vis du mode de développement de ces deux espèces et des facteurs influençant la qualité de leur bois permet aujourd’hui de définir avec plus de précision le cadre d’un projet de plantation et les conditions de son succès. Les résultats de cette étude permettent finalement d’orienter la recherche de nouvelles espèces d’avenir pour la plantation en Guyane.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01338281

tel-01338281
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01338281
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01338281/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01338281/file/Th%C3%A8se%20Julie%20Bossu.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The forests of French Guiana occupy a central part of the region’s potential resource base, but as yet remain almost completely unexploited. This stems from the forestry industry struggling to valorize wood stocks of a high diversity with an extremely heterogeneous distribution. Indeed, identifying essences for future propagation is an issue of both environmental and socio-economic importance for the region. Bagassa guianensis Aubl. and Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken. go against conventional models, in that they display the life history characteristics of rapid growth and wood of high quality, and thus are species of high potential for future plantations. Firstly, our study of growth characteristics reveals a defined strategy half way between long-lived species and pioneer species. It is the variability of basic density of wood which is a key trait allowing for such a development, favoring rapid growth in initial years whilst allowing for tree longevity. Secondly, the analysis of a range of wood properties (shrinkage, modulus of elasticity, durability) in relation to tree growth confirms the technologic quality of the two species. It also enables the emergence of new results like the effect of extractives on wood stability, the control of growth as a result of basic density variation, the evolution of leaf traits throughout tree development or the improvement of trunk maintenance thanks to interlocked grain. The knowledge gained in relation to the developmental traits of these two species, and to the quality of their wood allows for the elaboration of plantation projects and what will be required for their success. The results of this study can orientate future studies on novel species for commercialization in French Guiana.
La ressource forestière en Guyane occupe une place maîtresse au sein de la région et est encore majoritairement préservée, mais la filière bois parvient difficilement à valoriser la biodiversité locale en raison de l’hétérogénéité de la ressource. Identifier les essences à planter demain représente aujourd’hui un enjeu à la fois environnemental, économique et social pour la Guyane. Bagassa guianensis Aubl. et Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken. vont à l’encontre des modèles usuels en associant vitesse de croissance et qualité du bois et sont identifiées comme prometteuses pour la plantation. Dans un premier temps, l’étude de la dynamique de croissance des deux espèces révèle un modèle écologique singulier, à la fois pionnières et longévives. La variabilité de l’infradensité dans l’arbre est l’élément clé qui permet un tel développement, favorisant une croissance rapide dans les premières années tout en assurant la longévité de l’individu. Dans une seconde partie, l’analyse d’un large panel de propriétés du bois (retrait, module, durabilité) en lien avec le développement de l’arbre confirme les qualités technologiques des deux espèces et permet l’émergence de résultats novateurs tels que le rôle des extractibles sur le retrait, le contrôle de la croissance grâce aux variations d’infradensité, l’évolution des traits foliaires au cours de l’ontogénie ou encore la mise en place de contrefil dans l’arbre pour assurer son maintien. La connaissance acquise vis-à-vis du mode de développement de ces deux espèces et des facteurs influençant la qualité de leur bois permet aujourd’hui de définir avec plus de précision le cadre d’un projet de plantation et les conditions de son succès. Les résultats de cette étude permettent finalement d’orienter la recherche de nouvelles espèces d’avenir pour la plantation en Guyane.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01430243

Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
NNT : 2015YANE0002
tel-01430243
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01430243
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01430243/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01430243/file/julie-bossu.pdf

Éditeur(s) : HAL CCSD National Research Council Canada
Résumé : Des racines de 75 espèces d'arbres, appartenant à 28 familles, ont été prélevées sur différents types de sols dans la forêt de Guyane française. Des semis et des arbres adultes ont été étudiés pour chaque espèce. Les racines ont d'abord fait l'objet de la recherche d'ectomycorhizes, puis ont été éclaircies et colorées pour l'observation et la quantification des endomycorhizes. Deux genres seulement étaient porteurs d'ectomycorhizes : le Coccoloba (Polygo- nacées) et le Neea (Nyctaginacées. Toutes les espèces étudiées présentaient des endomy- corhizes à zygomycètes avec des pelotons mycéliens et des vésicules. Il est remarquable de constater que certaines familles (Césalpiniacées, Myrtacées, Tiliacées, Euphorbiacées, Lauracées), réputées comme fréquemment ectomycorhiziennes dans d'autres régions du monde ne l'étaient pas dans notre échantillon. De plus, les résultats contredisent la théorie, parfois avancée, selon laquelle, dans les forêts tropicales humides, les espèces à ectomy- corhizes dominent sur les sols les plus pavres comme les podzols tropicaux.
ISSN: 0008-4026

hal-01032043
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01032043

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

Résumé : Les forêts tropicales contiennent dans leur biomasse aérienne un stock de carbone important à l’échelle de la planète. Mesurer ce stock et comprendre son fonctionnement permet de mieux saisir les enjeux liés à sa protection, sa destruction ou sa modification, ainsi que son rôle dans le cycle du carbone et les mécanismes climatiques globaux. Dans le cadre des problématiques économiques et écologiques liés au climat, les forêts sont progressivement prises en compte dans les programmes internationaux de mesures visant à réduire l’impact anthropique sur le climat (Protocole de Kyoto, 1998 ; Accord de Copenhague, 2009). L’intégration des forêts dans les mécanismes financiers liés au marché du carbone est clairement envisagée dans les années à venir (marché de carbone « d’origine forestière »).L’estimation de la biomasse aérienne d’une parcelle de forêt inventoriée nécessite l’utilisation successive de plusieurs modèles. Dans ces parcelles, le diamètre et l’espèce de chaque arbre sont renseignés. Ensuite, ces parcelles sont utilisées comme références pour l’extrapolation spatiale des valeurs de biomasse. Cette extrapolation repose souvent sur le traitement de signaux aériens (avions, satellites). Il est aussi possible d’utiliser covariables environnementales (climat, géologie, …).L’incertitude associée à l’estimation de la biomasse d’une région est le résultat de toutes les incertitudes associées à ces différents processus. Les connaissances actuelles ne nous permettent pas de quantifier cette incertitude. L’objectif de la thèse est de développer une méthodologie d’estimation de la biomasse qui permette la propagation des incertitudes ainsi que l’identification des sources de cette incertitude.Modèle de hauteur : Nous proposons un nouveau modèle de hauteur pour les forêts tropicales. Les paramètres de ce modèle ont un sens écologique et peuvent être prédits par des variables décrivant le peuplement sur lequel il est appliqué. Nous avons utilisé les données des projets Amalin et Bridge et sélectionné 42 parcelles réparties en Guyane dans lesquelles le diamètre et la hauteur de chaque arbre ont été mesurés.Modèle de densité de bois : Un modèle à été conçu pour associer à chaque espèce une distribution de densité de bois et non une valeur fixe. Nous avons utilisé les données du projet Bridge dans lequel la densité de bois a été mesurée sur 2504 arbres représentant 466 espèces.Modèle de biomasse: Nous avons montré par une analyse de sensibilité que les incertitudes des prédictions de hauteur et de densité de bois n’avaient qu’une part négligeable dans l’incertitude des prédictions de biomasse. L’amélioration de la précision de ces modèles n’est donc pas une priorité. En revanche, le modèle de hauteur peut être une source de biais.Modélisation spatiale : Les modèles développés ont été appliqués à différents réseaux de parcelles couvrant bien la zone littorale guyanaise : inventaires papetiers de l’ONF, réseau Guyafor, projet Amalin… Les prédictions de biomasse de ces parcelles sont utilisées dans un modèle spatiale. Nous produisons ainsi une carte de biomasse guyanaise associée à une carte de l’incertitude de cette estimation.
Tropical forest yield and important part of the aerial vegetation carbon stock on earth. Measuring and understanding this stock distribution is crucial for the management of the tropical forests facing the actual environmental challenges (REDD+, carbon market).Aerial Biomass estimation of forest census plots requires few models depending on the precision of the inventory: diameter models, height models, wood density models. Spatial extrapolation between census plots relies on aerial data (satellite measurements, images) or ground-based data (geology, altitude).The uncertainty of the estimation of a region’s biomass is the result of the uncertainty brought by all these models. The aim of the thesis is to develop models and methods to estimate the biomass of a region while propagating the uncertainties. This is applied to the neo-tropical forest of French Guiana (South America, Guianas Plateau).

http://www.theses.fr/2012AGUY0567/document