Indicateurs indirects de la biodiversité entomologique l exemple du bois mort pour les coléoptères saproxyliques Hervé JACTEL, Antoine BRIN, Thierry LABBE, Céline MEREDIEU, Steve PAWSON, Ursula TORRES 6 ème rencontres du GEFF Epernay, 25 27 septembre 2012
Biodiversité Indicateurs «un outil d évaluation d un phénomène qu il est trop coûteux de (vouloir) mesurer directement» Levrel (2007) Directs construits à partir de données taxonomiques Richesse spécifique, espèces indicatrices, indices de diversité Indirects construits à partir de données structurelles Composition ou structure de l habitat, configuration du paysage,
320 études de corrélation entre richesse spécifique végétale et richesse spécifique animale 25% 10% 9% 9%
Critères de qualité des indicateurs de biodiversité (OCDE 2003) Direct Indirect Pertinence +++ + Précision ++ ++ Réponse aux changements + +++ Illustration avec l exemple du volume de bois mort comme indicateur indirect de la diversité des coléoptères saproxyliques
r = + 0.33 [0.24 0.43] 34 case studies Coefficient of correlation 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0-0.2-0.4-0.6
Projet RESINE (ECOFOR BGF) Thèse Antoine Brin 1 million ha plantations de pin maritime (Pinus pinaster)
Méthode d échantillonnage du bois mort 40 placettes en plantations de 10 50 ans Chandelles: Souches placette IFN placette 20 arbres 2 pièges à interception Pièces au sol, Ø<5cm Pièces au sol, Ø>5cm Volume = π² d 2 i 8L
Richesse spécifique des coléoptères saproxyliques 7244 individus Mycetophagidae Mycetophagus 4-pustulatus 46 familles 240 espèces Ptinidae Ptinus 6-punctatus Buprestidae Phaenops cyanea Curculionidae Brachytemnus porcatus Cerambycidae Corymbia rubra Oedemeridae Chrysantia viridissima 232 espèces en forêt boréale d épicéa (Martikainen et al, 2000) 186 espècesen forêt boréale de pin sylvestre(simila et al, 2003)
70 60 Number of specie es 50 40 30 20 Y = 24.45 + 0.42*X R²= 0.59 P <0.001 RMSEP = 6.1 10 (a) 0 20 40 60 V tot1 (m 3 /ha)
Projet Simbiosys (ECOFOR BIOMADI) 36 placettes: Peuplements matures, coupes rases, re-plantation
Coupe rase 2 pièges PolyTrap Replantation Mature
Corrélation entre le volume de bois mort (m 3 /ha) et nombre d espèces de coléoptères saproxyliques 70 60 Richesse spé écifique 50 40 30 20 10 P= 0.001 y = 0.093x + 29.947 R 2 = 0.2652 0 50 100 150 200 250 Vtot1 (m3/ha)
70 y = 0.1169x + 29.438 R 2 = 0.2778 60 spécifique Richesse 50 40 30 20 RESINE - 2007 SIMBIOSYS - 2010 10 0 0 50 100 150 200 250 Volume total de bois mort (m3/ha)
Modélisation de la dynamique du bois mort Destruction mécanique Dégradation naturelle Rémanents de coupe (bois mort anthropique) + billons exportés
Validation Observé Prédit Volume de bois mort (m3/h ha) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 Age du peuplement
Développement d un logiciel (sous CAPSIS) pour prédire la dynamique du bois mort sous différents scénarios sylvicoles (révolution, régime d éclaircies)
Adaptation des forêts de plantations aux changements climatiques 2 options envisagées - raccourcir la révolution pour récolter plus souvent, entre 2 tempêtes -augmenter le nombre d éclairciespour améliorer la résistance à la sècheresse et aux scolytes
Simulations de scénarios sylvicoles Biomasse Intensif Multifonctions 25 a 1 éclaircie 40 a 3 éclaircies 60 y 4 éclaircies + éclaircies 25 a 2 éclaircies 40 a 4 éclaircies 60 y 5 éclaircies - révolution 20 a 1 éclaircie 32 a 3 éclaircies 48 y 4 éclaircies
Révolution plus courte (nombre d éclaircies constant) Volume bois mort (m3/ha) 18 16 14 12 10 8 6 1 1 3 3 4 4 20 25 32 40 48 60 Nb éclaircies / Durée de révolution (années)
Eclaircies plus nombreuses (durée de révolution constante) Volume bois mort (m3/ha) 18 17 16 15 14 13 12 11 10 1 2 3 4 4 5 25 25 40 40 60 60 Nb éclaircies / Durée de révolution (années)
Le volume de bois mort augmente quand diminue le temps de retour entre deux éclaircies Volume moyen de boi is mort (m3/ha) y = -0.7172x + 21.329 18 R 2 = 0.7886 16 14 12 10 8 6 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Durée entre 2 éclaircies
Compromis entre production de bois mort & production bois récolté 18 Volume moyen bo ois mort (m3/ha) 17 16 15 14 13 12 11 10 9 20-1 25-2 32-3 25-1 40-4 40-3 60-5 48-4 60-4 8 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 Volume de bois récolté (m3/ha - sur 480 ans)
Combinaisons de scénarios sylvicoles pour maintenir la production de bois mort Système d équations VolBM a 1 + 0 > a i 2 objectif + a > 1 a 3 = a 1 VolBM = 100% scénario1 + a 2 VolBM scénario2 + a 3 VolBM scénario3 a1: 25 ans 2 éclaircies a2: 40 ans 3 éclaircies objectif VolBM = 15 m 3 /ha a3: 60 ans 5 éclaircies
Combinaisons de scénarios sylvicoles pour maintenir la production de bois mort 100% 75% 50% 25% a1: 25 ans 2 éclaircies a2: 40 ans 3 éclaircies a3: 60 ans 5 éclaircies a2 a3 0% -25% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% -50% a1
Combinaisons de scénarios sylvicoles pour maintenir la production de bois mort a1: 25 ans 2 éclaircies a2: 40 ans 3 éclaircies a3: 60 ans 5 éclaircies a3-21% a1-33% a1 doit être compris entre 25% et 47.5% du paysage a2-46% Volume de bois récolté (m3 sur 480 ans) 8000 6000 4000 2000 0 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% Proportion scénario a1
Conclusions 1. L augmentation de la durée de révolution et surtout du nombre d éclaircies permettent d augmenter le volume de bois mort et donc la richesse en coléoptères saproxyliques 2. La production de bois mort augmente linéairement avec la fréquence des éclaircies (temps plus court entre deux éclaircies) 3. Le logiciel développé sous Capsis permet de tester l effet des scénarios sylvicoles sur la production de bois mort (indicateur indirect de biodiversité) mais aussi de bois récolté 4. Les simulations ouvrent donc la voie à des études (optimisation) sur la relation entre gestion sylvicole et services écosystémiques (biomasse, biodiversité) et les compromis possibles à l échelle du massif 5. D autres indicateurs pourraient être intégrés dans ces simulations: stocks de C, biodiversité d autres taxa si influence de la sylviculture, risques, coûts/bénéfices
Merci pour votre attention! Photo: Koehler