Adaptation des itinéraires sylvicoles au changement climatique

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Arthur Ledoux
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1 Adaptation des itinéraires sylvicoles au changement climatique Effet du climat sur la répartition de la croissance au sein d un peuplement Cas du chêne sessile et du douglas Réseau COOP Doctorant : Raphaël Trouvé ( ) Encadrement : Catherine Collet, François Lebourgeois, Ingrid Seynave, Jean-Daniel Bontemps 1

Contexte (1/2) Nombreux outils pour raisonner les itinéraires

caractéristiques type du peuplement par classe de fertilité Guides

structure ) Modèles de dynamique forestière -> Test de scénarios

2 Contexte (1/2) Nombreux outils pour raisonner les itinéraires sylvicoles Connaissances empiriques Tables de productions -> caractéristiques type du peuplement par classe de fertilité Guides de sylviculture -> itinéraires techniques (station, historique, structure ) Modèles de dynamique forestière -> Test de scénarios sylvicoles Mais l environnement y est généralement considéré stable dans le temps 2

3 Contexte (2/2) Changements globaux Chêne sessile Évolution relative de la croissance (Bontemps, 2012) (Charru, 2012) Date Mieux comprendre les relations reliant croissance, compétition et climat 3

4 Question Effet du climat sur ΔG?? ΔG stress climatique G = g Qualifier Quantifier Où à lieu la perte de croissance? 4

5 La croissance d un arbre Dépend de : 1. Capacité d acquisition de la ressource 2. Efficience d utilisation de la ressource 3. Coût de maintien 5

6 La compétition Les arbres sont rarement seul en forêt Ils interagissent avec leurs voisins en les privant de leur ressource Le partage dépend de la ressource considérée Trophique Lumière symétrique asymétrique Ressource Hydrique? 6

7 Répartition de la croissance au sein d un peuplement 2 types d études Échelle peuplement (indicateurs intégrés, indice de Gini, dominance de croissance) Indice de dominance de croissance Δmasse cumulée (%) = _ (Binkley et al., 2006) masse cumulée (%) Échelle arbre (modélisation de la relation taille-croissance) Δc (cm.an -1 ) Δg (cm 2.an -1 ) Intercept Pente Seuil Pente (Zang et al., 2012) (Hein et Dhôte, 2006) Circonférence (cm) 7

Matériel (1/2) Dispositifs expérimentaux COOP Forte manipulation de la densité en intra-site Gradients climatiques spatiaux et temporels ~ 25000 accroissements chêne (issus de remesures) ~ 11000

8 Matériel (1/2) Dispositifs expérimentaux COOP Forte manipulation de la densité en intra-site Gradients climatiques spatiaux et temporels ~ accroissements chêne (issus de remesures) ~ accroissements douglas (issus de remesures) site 1.0 Grosbois montrichard rdi 0.5 moulins-bonmoulins parroy reno-valdieu tronçais chêne douglas an site bernstein 1.2 chissey_grison colettes rdi 0.8 ecouves larochemillay 0.4 st_pardoux thiers an vancelle 8

douglas T C 12.0 11.5 11.0 VPD estival 7 6 T C 11.0 10.5 10.0 VPD estival 9 8 7 6 10.5 9.5 5 10.0 5 9.

9 Variables climatiques saisonnières Variables brutes (Safran) Précipitations Matériel (2/2) T C Ressource en eau du sol Déficit d évaporation Ressource en eau atmosphérique Déficit d évaporation atmosphérique (VPD) chêne douglas chêne douglas T C VPD estival 7 6 T C VPD estival Précipitations Déficit d'évaporation Précipitations Déficit d'évaporation 9

la régression segmentée > β seuil if c ; g β = β seuil pente ; g ( c β ).

10 Méthodologie (1/2) 1. Calculs pour chaque placette et chaque période Dominance de croissance (DC) si c β seuil et β pente de la régression segmentée > β seuil if c ; g β = β seuil pente ; g ( c β ). = 0 seuil seuil pente Croissance (cm 2.an -1 ) Circonférence (cm) 2. On relie ces paramètres aux variables dendrométriques et climatiques Régression linéaire multiple DC; β seuil ; β pente = f( ) + f( ) + f( ) 10

11 Méthodologie (2/2) ( β ) 3. Construction modèle global de croissance arbre si c > seuil ; g = pente. c Structuré sur la régression segmentée if c βseuil ; g = 0 Les paramètres β seuil et β pente sont remplacé par les modèles de régression multiple de l étape 2. β β seuil 4. Simulations de conditions climatiques extrêmes à partir du modèle de croissance Croissance du peuplement, des dominants, co-dominants et dominés Indicateur : Différence relative de croissance entre les années extrêmes et la norme 11

12 Résultat (1/3) Régressions multiples sur DC, pente et seuil Climat chêne Age RDI Déficit estival d évaporation douglas T C, VPD été + + DC = + Seuil = + + Pente = + Stress climatique Dominance de croissance seuil pente 12

13 Simulations chêne sessile Résultats (2/3) Déficit estival d évaporation Dominance de croissance 13

14 Simulations douglas Résultats (3/3) T C été 14

15 Discussion Résumé pente dominant ΔG croissance Sécheresse seuil dominé DC circonférence Importance de modéliser la pente et le seuil Interprétation fonctionnelle Seuil : taille minimale en dessous de laquelle l arbre n intercepte pas assez de ressource pour grandir Lors des sécheresses, certains dominés se font «rattraper» par le seuil Partage de l eau inéquitablement réparti entre arbres? Dominants : Potentiel hydrique interne plus bas? Densité racinaire plus forte, préemption de la ressource? Racines plus profondes? 15

16 Merci de votre attention 16

17 Devise Shadock : «Pour qu il y ait le moins de mécontents possibles, il faut toujours taper sur les mêmes» Merci de votre attention 17

18 État de l art Chêne 18

19 État de l art Douglas 19

20 État de l art Effet de la densité -(Pretzsch et, 2011) -(Dhôte, 1994) -(Deleuze, 2004) -(Hein et Dhôte, 2006) Effet d un stress climatique Uniquement sur la relation taille-croissance -(Castagneri et al., 2012) -(Zang et al., 2012) -(Zang et al., 2012) -(Pretzsch et, 2011) -(Rotzer et al., 2013) -(Whichman et al. 2001) -(Dhôte, 1994) 20

21 Méthodologie (1/2) 1. Calculs pour chaque placette et chaque période Indice de Growth dominance (GD) si c β seuil et β pente de la régression segmentée > β seuil if c ; g β = β seuil pente ; g ( c β ). = 0 seuil β seuil β pente 2. On relie la valeur de ces paramètres aux variables de la placette et de la période Régression linéaire multiple GD; β seuil ; β pente = f( ) + f( ) + f( ) 21

22 Résultats Modélisation du seuil et de la pente Effet des variables dendrométriques Age Densité Intensité d éclaircie Pente -2e-05 2e-05 6e e-05 2e-05 6e Seuil

23 Matériel Dispositifs expérimentaux COOP Forte manipulation de la densité en intra-site Gradients climatiques spatiaux et temporels ~ accroissements chêne (issus de remesures) ~ accroissements douglas (issus de remesures) Variables climatiques saisonnières (Safran) Variables brutes Précipitations T C chêne douglas Ressource en eau du sol Déficit d évaporation Ressource en eau atmosphérique VPD 23

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