2. É VALUATION DE LA PHYTOMASSE EPIGEE ET DE LA PRODUCTIVITE DU THURIFERE A
2.1.2. Étude de la productivité
La productivité d'un peuplement forestier est le résultat de l'interaction de plusieurs composantes que M'Hirit (1982) définit ainsi:
¾ Composantes biologiques de la station: Composition spécifique, variabilité génétique, aptitudes physiologiques (fertilité de l'espèce, concurrence, nutrition, etc.)
¾ Composantes écologiques: microclimat (topographie, altitude exposition, etc.), caractéristiques édaphiques (propriétés physiques et chimiques du sol).
¾ Composantes anthropiques: effets positifs ou négatifs (traitements sylvicoles, incendies, dégradations, etc.)
¾ Composantes dendrométriques: âge du peuplement, densité d'arbres, forme des arbres, etc. Le but de cette étude n'est pas de préciser le rôle de chacune de ces composantes dans la productivité de la station, leurs interactions étant trop nombreuses pour permettre de les isoler. Nous nous sommes donc uniquement attaché à quantifier la productivité ligneuse de
cette formation arborée, afin de mieux caractériser ces écosystèmes méditerranéens d'altitude, et de pouvoir comparer ultérieurement cette productivité aux prélèvements de bois par la population. Les estimations de productivité ont été limitées aux organes ligneux du Genévrier thurifère, la productivité des xérophytes n'est donc pas prise en compte dans cette étude.
2.1.2.1.Principe de la méthode
La méthode employée pour estimer la productivité a été élaborée à partir de celle mise au point pour l'estimation de la phytomasse. Pour cela, il est nécessaire de déterminer pour chaque pixel, le volume de bois produit annuellement. Connaissant déjà la densité du bois, nous pourrons alors en déduire l'accroissement en phytomasse. Cette étape passe donc au préalable par la détermination de l'accroissement radial annuel de l'arbre (ou épaisseur du cerne annuel).
2.1.2.2.Détermination de l'accroissement radial annuel
L'accroissement radial annuel moyen que nous avons utilisé pour la détermination de la productivité du Thurifère est de 1 mm, valeur issue des premières estimations obtenue sur cet arbre dans la vallée de l'Azzaden (Bertaudière, communication personnelle). Cette valeur semble en accord avec l'accroissement radial annuel moyen de 1,4 mm mesuré sur les arbres de la station voisine de l'Oukaïmeden par Bertaudière (1999), qui bénéficient de conditions climatiques plus favorables et d'une dégradation anthropique plus faible.
2.1.2.3.Le calcul de la productivité ligneuse pour les pixels B et H (branches verticales et horizontales)
Le calcul de la biomasse du cerne d'accroissement annuel pour ces deux types de pixels passe par la détermination du volume de bois produit.
Le volume se calcule de la même façon que la phytomasse du feuillage précédemment décrite, mais cette fois nous ne cherchons plus à calculer le volume d'un "anneau chlorophyllien" mais celui d'un "anneau ligneux", d'épaisseur connue. Ce volume est donc égal au volume total de bois produit au cours de n années, auquel il faut soustraire le volume de bois produit pendant n-1 années:
Vc =Vn −Vn−1
où: Vc: Volume du cerne
Vn: Volume de bois produit pendant n années
Vn-1: Volume de bois produit pendant n-1 années
Soit, pour une hauteur égale à l'unité:
Vc =1 dn − dn− 4 1 4 2 1 2 π π
dn: diamètre de la tige pour l'année en cours (tige âgée de n années)
dn-1: diamètre de la tige l'année précédente (tige âgée de n-1 années)
Mais sachant que dn-1 = dn-2x où x correspond à la largeur du cerne (exprimée en mètres):
(
)
Vc =1 dn − dn − x = x dn − 4 1 4 2 2 2 π π( ) π x soit avec x=0,001:(
0,001)
001 . 0 − = n c d V πCe calcul est effectué pour chaque ligne de la grille de codage dans le cas du pixel B et pour chaque colonne dans le cas du pixel H.
La somme des lignes et des colonnes permet d'obtenir le volume total du cerne.
2.1.2.3.2.La densité du bois
La densité du bois utilisée est celle employée pour l'estimation de la phytomasse, et déterminée par immersion selon la méthode décrite dans le chapitre "Densité des pixel B et H", page 25.
2.1.2.3.3.La productivité ligneuse
Connaissant la densité du bois, nous pouvons en déduire la productivité ligneuse pour ces
deux catégories de pixels par la formule: Pc = Vc x D
où: Pc: Phytomasse du cerne annuel; Vc: Volume du cerne; D: Densité du bois
2.1.2.4.Le calcul de la productivité ligneuse pour le pixel F (Feuillage) Le principe du calcul du volume du cerne d'accroissement annuel du pixel F (diamètre maximal des branches: 2 cm) est basé sur le même principe que celui du pixel B et H. Les même types d'échantillons que ceux ayant servi au calcul de la densité du pixel F, sont
d'abord photographiés afin d'en déterminer le volume (V1). Puis, ils sont débarrassés des
parties chlorophylliennes. Le "squelette ligneux" est alors photographié sous deux angles perpendiculaires, les photos étant alors traitées selon la même méthode que celle appliquée aux arbres entiers. Le programme fait donc une estimation du volume de bois que constitue
cet échantillon, et donc une estimation du volume du cerne d'accroissement annuel (V2). Les
ramifications inférieures à 2 mm de diamètre sont considérées comme étant le produit d'une année de végétation, et ne sont donc pas codées, mais prélevées et pesées, leur phytomasse
(P1) étant directement ajoutée à celle du cerne annuel (P2). En utilisant la densité du bois
déterminée précédemment, on calcule le poids total du cerne annuel (P1 + P2). On en déduit
ensuite la densité apparente en le divisant par le volume total de l'échantillon de départ (V1).
L'estimation de la productivité ligneuse du pixel F est alors calculée en multipliant cette densité apparente par le volume du pixel F de l'arbre.
De même que pour l'estimation de la biomasse du pixel M, l'évaluation de la productivité correspondant à ce secteur de l'arbre passe par trois étapes successives: détermination du volume du pixel M, de "la densité apparente du cerne" et enfin de la phytomasse correspondante.
2.1.2.5.1.Le volume du pixel M
Il correspond au volume de la couronne interne, déjà calculé lors la détermination de la densité du pixel M.
2.1.2.5.2.La "densité apparente du cerne"
Cette étape nécessite la connaissance préalable du volume de bois produit dans la couronne interne. Pour cela, nous allons nous appuyer sur les échantillons ayant servis au calcul de la densité de ce type de pixel. En effet, lors de l'échantillonnage, nous avons mesuré pour 10 arbres et à deux hauteurs différentes, le diamètre de toutes les branches de la couronne interne. Pour connaître le volume de bois produit à une hauteur donnée, il suffit donc de calculer pour chacune de ces n branches le volume du cerne annuel, selon la même démarche que celle ayant servi au calcul de la productivité pour les pixels B et H, en utilisant la même valeur moyenne d'accroissement radial annuel.
Pour une hauteur h, le volume total du cerne annuel dans la couronne interne est donc:
vh x d n n =
∑
π ( − ) 1 xvh: Volume du cerne annuel à une hauteur h
dn: diamètre de la branche
interne)
x: largeur du cerne (mètres)
En multipliant cette valeur par la densité du bois, on obtient la phytomasse de bois présente à cette hauteur. Le volume de la couronne interne a déjà été calculé pour la détermination de la
densité du pixel M. La "densité apparente du cerne" dans la couronne interne (Dc) est donc le
rapport entre la phytomasse du bois produit annuellement à une hauteur donnée Pc, et le
volume de la couronne interne à cette hauteur (Vci).
Dc = Pc / Vci
2.1.2.5.3.La productivité
Pour chaque arbre codé, il suffit d'appliquer au volume du pixel M calculé, la "densité apparente du cerne", pour en déduire la productivité ligneuse de la couronne interne de l'arbre.
Pc = Vc x D
où: Pc: Phytomasse du cerne annuel; Vc: Volume du cerne; D: Densité apparente du cerne