Quergus, un modèle CAPSIS de la dynamique des peuplements irréguliers et mélangés de chênes et de hêtres

(1)

Modélisation de la dynamique de chênaies

-hêtraies

Gauthier Ligot

Université de Liège Gembloux Agro-Bio Tech

Unité de gestion des ressources forestières et des milieux naturels

2-4 avril 2012

Nogent-sur-Vernisson CAQ15 - CAPSIS14

(2)

1 Contexte 2 Objectif 3 Données 4 Modélisation Futaie Régénération Lumière 5 Simulateur Régénération Lumière 6 Perspectives

(3)

Sommaire Contexte Objectif Données Modélisation Simulateur Perspectives

Contexte

Hêtraies-chênaies de l’Ardenne, soit près de 3/4 des peuplements feuillus ardennais : Résineux Hêtraie Chênaie Autres Feuillus Mélange Chênes-hêtre

(4)

Contexte

Même niche écologique

Le hêtre prend le dessus (naturellement, passé sylvicole, pression du gibier)

(5)

Contexte

(6)

Contexte

(7)

Contexte

Dégâts de scolytes en hêtraie

1 5

F o r ê t W a l l o n n e n ° 1 0 9 – n o v e m b r e / d é c e m b r e 2 0 1 0 fait attention, règnera bientôt en despote sur la région. »54

Plus d’un siècle plus tard, les perspecti-ves ne sont pas vraiment meilleures pour le chêne. Une analyse des données de

l’IPRFW montre que le hêtre se régénère abondamment dans tous les types de peu-plements alors que les régénérations na-turelles efﬁcaces de chêne sont exception-nelles. En effet, la régénération du chêne est moins fréquente que celle du hêtre et Figure 7 – Distribution du nombre de tiges par catégorie de grosseur pour les chênes et le hêtre en hêtraie à luzule potentielle ardennaise (source : IPRFW).

Figure 8 – Proportion de recouvrement des différents stades de régénération des chênes et du hêtre par types de peuplement (IPRFW). Seuls les peuplements feuillus en hêtraie à luzule potentielle sont considé-rés. Les jeunes plantations ont également été exclues.

(8)

Objectifs

Itinéraire sylvicole pour promouvoir la régénération naturelle de chêne

Etudier l’impact de la structure et de la composition des peuplements sur la dynamique

(9)

Objectifs

(10)

Objectifs

Régénération

Apparition ‐ Croissance ‐ mortalité Compétition inter/intraspécifique Interventions Futaie Croissance ‐ mortalité Interventions QUERGUS CAPSIS SamsaraLight RReShar

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Données d’inventaire

Ancien Inventaire wallon (IFW) Inventaire Forestier de gestion (IFG)

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Dispositif pour l’étude la régénération

En Ardenne

En hêtraie à luzule potentielle 27 clôtures installées en 2007

Echantillon dirigé en fonction de la structure et la composition des peuplements et de la présence de régénération naturelle

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Dispositif pour l’étude la régénération

En Ardenne

En hêtraie à luzule potentielle

27 clôtures installées en 2007

(14)

Dispositif pour l’étude la régénération

En Ardenne

(15)

Dispositif pour l’étude la régénération

En Ardenne

(16)

Dispositif pour l’étude la régénération

En Ardenne

(17)

Dispositif pour l’étude la régénération

Régénération diversifiée

CHENES HETRE ERABLES CHARME BOULEAUX AUTRES RESINEUX

N. semis mesurés 0 1000 3000 5000 7000

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Dispositif pour l’étude la régénération

Peuplements :

irréguliers mélangés

avec un sous-étage parfois très important

Circonférence (cm) Dénombrements 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150

Bouleau, Erable Charme, Hêtre

Chênes 0 5 10 15 20 25 Noisetier, Houx 0 5 10 15 20 25

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Dispositif pour l’étude la régénération

Peuplements :

irréguliers mélangés

avec un sous-étage parfois très important

Circonférence (cm) Dénombrements 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150

Bouleau, Erable Charme, Hêtre

Chênes 0 5 10 15 20 25 Noisetier, Houx 0 5 10 15 20 25

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Dispositif pour l’étude la régénération

Aperçu des données :

Par site

En fonction de la composition de la régénération

Chêne Hêtre Chêne−Hêtre Autre

10

15

20

25

GHA

50 100 150 200 250 NHA

Chêne Hêtre Chêne−HêtreAutre

10 20 30 40 %P AR

10 20 30 40 50 60 40cm < PB < 100cm

10 20 30 40 50 60 100cm < MB < 160cm ● ●

Chêne Hêtre Chêne−HêtreAutre

0 10 20 30 40 50 60 160cm < GB

(21)

Sommaire Contexte Objectif Données Modélisation Simulateur Perspectives 1 Contexte 2 Objectif 3 Données 4 Modélisation Futaie Régénération Lumière 5 Simulateur Régénération Lumière 6 Perspectives

(22)

Accroissement des arbres

Hêtre

(23)

Accroissement des arbres

Hêtre

(24)

Accroissement des arbres

(25)

Relations allométriques

Développements de relations allométriques pour l’ensemble des espèces présentes sur les sites :

Hauteur totale Hauteur du houppier Rayon de cime 0 50 100 150 200 5 10 15 20 25 30 Circonférence (cm) Hauteur (m) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●Chêne Hêtre Charme Bouleau Autres feuillus Résineux 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 Circonférence (cm) Ra y on de cime (m) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●Chêne Hêtre Charme Bouleau Autres feuillus Résineux

(26)

Modéliser la régénération

Dynamique de régénération Effectif / sp croissance en hauteur croissance en diamètre Compétition Dimensions initiales Dimensions maximums PAR

(27)

Modéliser la régénération

Compétition Dimensions initiales Dimensions maximums PAR

(28)

Modéliser la régénération

% Diffus iH (cm ) 0 50 10 50 Chêne Hêtre % Diffus 10 60 10 40 iH (cm ) Compétition Dimensions initiales Dimensions maximums PAR % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 30 % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 35 Hêtre Chêne

(29)

Modéliser la régénération

% Diffus iH (cm ) 0 50 10 50 Chêne Hêtre % Diffus 10 60 10 40 iH (cm ) 5 15 0 400 Hêtre Chêne % Diffus Haute ur (c m) Compétition Dimensions initiales Dimensions maximums PAR % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 30 % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 35 Hêtre Chêne

(30)

Modéliser la régénération

% Diffus iH (cm ) 0 50 10 50 Chêne Hêtre % Diffus 10 60 10 40 iH (cm ) 5 15 0 400 Hêtre Chêne % Diffus Haute ur (c m) Compétition Dimensions initiales Dimensions maximums PAR H0 iH (cm ) 0 50 100 200 H0 iH (cm ) 10 60 50 250 Hêtre Chêne % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 30 % Diffus iH ( cm ) 20 50 10 35 Hêtre Chêne

(31)

Eclairement transmis et paramètres peuplement

Relation insatifaisante entre l’éclairement et les indices de densité dépendant/indépendant des distances

Besoin d’une approche plus mécaniste afin de mieux appréhender l’effet de la structure des peuplements

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● 5 10 15 20 25 30 35 10 20 30 40 BA (m²/ha) P A CL diffus (%) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● 2000 4000 6000 8000 10000 10 20 30 40 CF (cm²/m) P A CL diffus (%)

(32)

Eclairement transmis et paramètres peuplement

Relation insatifaisante entre l’éclairement et les indices de densité dépendant/indépendant des distances

Besoin d’une approche plus mécaniste afin de mieux appréhender l’effet de la structure des peuplements

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● 5 10 15 20 25 30 35 10 20 30 40 BA (m²/ha) P A CL diffus (%) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● 2000 4000 6000 8000 10000 10 20 30 40 CF (cm²/m) P A CL diffus (%)

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Sommaire Contexte Objectif Données Modélisation Simulateur Perspectives 1 Contexte 2 Objectif 3 Données 4 Modélisation Futaie Régénération Lumière 5 Simulateur Régénération Lumière 6 Perspectives

(34)

Simuler la régénération

Croissance de la régénération par cohorte (Regeneration) Calcul de l’éclairement transmis à la régénération

(35)

Partage des ressources entre les différentes strates

Inspiré de RReShar

Interception de la lumière par la strate arborée, les semis et la strate herbacée

(36)

Cohorte de régénération

Cohorte = ensemble de semis présent à un même endroit et à un même moment. Effectif / sp Hauteur dominante / sp Hauteur N ombr e Chêne Hêtre

(37)

Représentation 3D et atténuation de la lumière

Utilisation d’un autre modèle de transfert radiatif Houppiers patatoïdes Vs houppiers symétriques Tracé de rayons Vs projections des houppiers Enveloppes poreuses Vs milieux turbides

(38)

Perspectives

Effet de la structure et de la composition des peuplements Effet des éclaircies

(39)