Méthode : Les analyses ont été effectuées sous R3.3.

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1 Note sur la variation en fonction des essences du diamètre limite définissant les très gros bois (TGB) pour l indicateur ONB «Volumes de bois particulièrement favorables à la biodiversité» Frédéric Gosselin (Irstea Nogent sur Vernisson), le 08/02/2017 Base : Note de début Discussion du groupe de travail autour de l indicateur ONB pour fixer le diamètre limite «général» à 67.5cm, seuil de définition des TGB pour l IFN et proche du seuil de l IBP (70 cm). Objectif : proposer une méthode pour faire varier ce seuil en fonction des essences. En effet, ce seuil est variable dans l IBP en fonction des essences, les essences à développement plus faible 1 ayant un diamètre limite plus faible (40 cm). Méthode : Les analyses ont été effectuées sous R3.3. Nous n avons pas à notre disposition de données reliant biodiversité et diamètre des arbres de manière suffisamment claire et pour assez d essences pour trancher. Nous avons donc ici utilisé un critère de rareté des classes de diamètre pour définir ces diamètres limites pour différentes essences. Nous avons pour cela analysé les données «arbre» de l Inventaire Forestier des campagnes 2006 à 2014, uniquement dans les jeux de données forêt (je n ai pas pris les jeux de données peupliers). Pour chacune des essences, nous avons calculé les quantiles pondérés 1%, 0.5% et 1 pour mille (avec la fonction wtd.quantile du package Hmisc de R). Pour chaque arbre, le poids utilisé dans la fonction quantiles était inversement proportionnel à la surface de prospection de l Inventaire pour le diamètre de l arbre considéré afin de rendre comparables les nombres d arbres de chaque classe de diamètre (avec un poids de 1 pour la surface la plus faible) 2. Nous n avons pas pu inclure les poids de l inventaire statistique, car nous n en disposions pas. La méthode de quantiles utilisée était la méthode par défaut. Comme beaucoup d espèces d arbres sont rares, et que nous souhaitons que la méthode s applique à toutes les essences relevées, nous avons ensuite recherché des caractéristiques des différentes essences qui permettraient de faire varier les diamètres limites entre essences suivant ces caractéristiques. Trois caractéristiques ont retenu notre attention : Tout d abord, le Type biologique de Raunkier: le Type biologique de Raunkier classe les végétaux vasculaires suivant l endroit où se situe l appareil végétatif en mauvaise saison : tous les arbres sont des phanérophytes, c est-à-dire qu ils ont des bourgeons dormants aériens à plus de 5 cm du sol. Ils sont ensuite ventilés suivant la hauteur maximale où se trouve ce bourgeon dans les catégories suivantes : macrophanérophytes (plus de 20m de haut) ; mésophanérophytes (7 à 20m de haut) ; microphanérophytes (entre 2 et 7m de hauteur) et nanophanérophytes (entre 0.5 et 2m). Cette hauteur désigne la hauteur maximale au cours du cycle de vie de l arbre. Le Type Biologique de Raunkier peut influencer le diamètre limite pour 1 La liste données par l IBP inclut : Arbousier (uniquement pour la zone méditerranéenne), Aulne blanc et A. de Corse, Erable à feuilles d obier et E. de Montpellier, Poiriers, Pommier, Sorbiers autres qu Alisier torminal et Cormier 2 Nous avons essayé d autres pondérations pour vérifier que nos résultats n étaient pas dépendants de ce choix (pondération*10 ; ou pondération de 1 pour la surface la plus forte). Les résultats étaient sensiblement les mêmes. 1

2 définir un très gros arbre pour l essence car par simple relation allométrique une essence ne pouvant atteindre une grande hauteur ne peut pas atteindre un grand diamètre. Nous avons renseigné ce type à partir de deux sources : la flore de Rameau et al. ([Rameau, 1989 #47808 / Rameau, 1994 # / Rameau, 2008 #103361]) et la base de données de Ph. Julve (version 2017 ; Nous n avons pas eu le temps pour le moment de tester une extraction de la base Biolflore Ensuite la longévité, telle que renseignée par les mêmes flores de Rameau. En effet à Type Biologique constant, plus une espèce est longévive plus elle est sucseptible d atteindre un diamètre maximal élevé. Enfin le caractère sempervirent ou non de l essence tel que spécifié dans la base de Ph. Julve. Nous avons adopté soit un codage probabiliste soit le Type maximum pour le Type de Raunkier et un codage numérique (en années) pour la longévité (mais avec une certaine part de subjectivité compte tenu du peu de précision des données). Nous avons comparé sur la base de l Indicae d Akaike (AIC) plusieurs modèles linéaires gaussiens (incluant comme effet : le Type de Raunkier maximum selon Rameau ; le Type de Raunkier selon Julve ; le Type de Raunkier «pondéré» selon rameau ; ou : le Type de Raunkier maximum selon Rameau + le logarithme de la longévité ; le Type de Raunkier maximum selon Rameau + le caractère Sempervirent de l essence ). Dans ces modèles, nous n avons gardé que les espèces présentes au moins 25 fois dans les données de l Inventaire Forestier (afin que la notion de quantile ait un sens). Nous donnons dans l Annexe la liste des essences non retenues. Nous avons fait deux séries d analyses : une pour les relevés de l IGN se trouvant en conditions non stressantes ; l autre en conditions stressantes (en adoptant les critères définis par I. Bonhême et Laurent Larrieu fin janvier/début février 2017). Nous avons pour le moment exclu la région méditerranéenne. Finalement le meilleur modèle est le plus souvent le modèle avec le Type de Raunkier maximum selon Rameau. C est sur ce modèle que nous avons travaillé. Nous avons ensuite comparé les estimateurs pour les macrophanérophytes suivant les trois probabilités de quantile et retenu celui qui se rapprochait le plus de notre cible en conditions non stressantes (67. Cm) (cf. ci-dessus). Il s agissait du quantile 0.5%. Résultats : Les estimateurs 3 nous donnent, en conditions non stressantes : Macrophanérophytes : 63.7 (+/- 2.4) cm Mésophanérophytes : 41.5 (+/- 3.1) cm Microphanérophyte : 22.1 (+/-4.6) cm Les estimateurs nous donnent, en conditions stressantes : Macrophanérophytes : 58.5 (+/- 2.6) cm Mésophanérophytes : 34.6 (+/- 3.2) cm Microphanérophyte : 23.5 (+/-5.3) cm 3 Les estimateurs sont ici donnés pour les essences qui ont des données dans la flore de Rameau et la base Flore. Ils changent très peu si on ne prend que la flore de Rameau 2

3 Pour caler aux catégories IGN et compte tenu que notre approche est une approche frustre au premier ordre, nous proposons donc de retenir les diamètres limites maximums suivants : Macrophanérophytes : 67.5 cm (correspondant à la limite inférieure des très gros bois de l Inventaire Forestier ; cf. Mésophanérophytes : 37.5 cm (correspondant à la limite inférieure des gros bois tels que définis pour la méthode de prospection, donc au diamètre minimum des arbres prospectés sur un rayon de 15m ; cf. p.3) Microphanérophytes : 22.5 cm (correspondant à la limite inférieure des moyens bois de l Inventaire Forestier ; cf. On pourrait envisager de moduler d une classe de diamètres les types biologiques supérieurs en conditions stationnelles stressantes. 3

4 Annexe 1 : liste des essences de l Inventaire non retenues dans les analyses sur bonnes conditions stationnelles car n apparaissant pas assez fréquemment (<=25 observations) dans les données [1] "AILANTE" "ALISIER DE FONTAINEBLEAU" "ALISIER DE MOUGEOT" "AUBEPINE AZEROLIER" "AULNE VERT" "AUTRE CONIFERE EXOTIQUE" [7] "AUTRE FEUILLU EXOTIQUE" "CEDRE DU LIBAN" "CERISIER" "CHENE DES MARAIS" "CRYPTOMERIA DU JAPON" "CYPRES CHAUVE" [13] "CYPRES DE LAMBERT" "CYPRES DE PROVENCE" "CYTISE DES ALPES" "EPICEA OMORICA" "FIGUIER DE CARIE" "GENEVRIER THURIFERE" [19] "LAURIER NOBLE" "LIQUIDAMBAR" "MICOCOULIER" "MURIER BLANC" "NERPRUN ALATERNE" "NERPRUN DES ALPES" [25] "NOYER NOIR" "ORANGER" "PIN BRUTIA (OU) ELDARICA" "PIN DE MURRAY" "PISTACHIER LENTISQUE" "PISTACHIER TEREBINTHE" [31] "PLATANE A FEUILLES D'ERABLE" "POIRIER A FEUILLES D'AMANDIER" "POIRIER A FEUILLES EN COUR" "PRUNE-CERISE" "PRUNIER DE BRIANCON" "SAPIN D'ANDALOUSIE" [37] "SAPIN DE CEPHALONIE" "SAPIN DU COLORADO" "SAULE DRAPE" "SAULE FAUX DAPHNE" "SEQUOIA TOUJOURS VERT" "SORBIER DE SUEDE" [43] "SUMAC DE VIRGINIE" "SUREAU ROUGE" "TAMARIS D'AFRIQUE" "TILLEUL DE HOLANDE" "TULIPIER DE VIRGINIE" 4

5 Annexe 2 : liste des essences de l Inventaire non retenues dans les analyses sur mauvaises conditions stationnelles car n apparaissant pas assez fréquemment (<=25 observations) dans les données [1] "AILANTE" "ALISIER DE MOUGEOT" "AUBEPINE EPINEUSE" "AULNE BLANC" "AULNE DE CORSE" "AULNE VERT" [7] "BOURDAINE" "BRUYERE ARBORESCENTE" "CEDRE DE L'ATLAS" "CERISIER" "CERISIER TARDIF" "CHENE CHEVELU" [13] "CHENE DES MARAIS" "COGNASSIER" "CORMIER" "CORNOUILLER MALE" "CYPRES DE LAMBERT" "CYPRES DE LAWSON" [19] "CYTISE DES ALPES" "ERABLE NEGUNDO" "FIGUIER DE CARIE" "FRENE A FLEUR" "FRENE OXYPHYLLE" "FUSAIN D'EUROPE" [25] "GENEVRIER OXYCEDRE" "GENEVRIER THURIFERE" "MARRONNIER D'INDE" "MELEZE DU JAPON" "MIMOSA" "NERPRUN DES ALPES" [31] "NERPRUN PURGATIF" "NOYER COMMUN" "OLIVIER D'EUROPE" "PEUPLIER BLANC" "PEUPLIER GRISARD" "PIN A L'ENCENS ET HYBRIDES" [37] "PIN D'ALEP" "PIN DE SALZMANN" "PIN LARICIO DE CALABRE" "PIN PARASOL" "PISTACHIER LENTISQUE" "PLATANE D'OCCIDENT" [43] "POIRIER COMMUN" "POMMIER SAUVAGE" "PRUNELIER" "PRUNIER DOMESTIQUE" "SAPIN DE VANCOUVER" "SAULE CASSANT" [49] "SAULE FAUX DAPHNE" "SUREAU NOIR" "TSUGA HETEROPHYLLE" 5

6 Annexe 3 : liste des essences à problèmes pour l analyse en bonnes conditions stationnelles Le critère : (i) Soit un studentized residual qui sort de l enveloppe de confiance aux extrémités (ii) Soit un standardized residual de plus de 1.1 (un peu similaire) Quantile 0.5% diamètres Type Biologique Rameau Type Biologique Julve Chêne meso meso liège If 80.1 meso macro Marronnier 91.2 meso macro d Inde Olivier 64 meso micro d Europe Peuplier macro macro Grisard Peuplier macro macro Noir Pin de macro macro Monterey Saule 96.8 macro macro Blanc Saule Cendré 41.8 micro micro Question : change-t-on certaines de ces catégories? 6