Thème SD3D - Structure et dynamique 3D des forêts tropicales

Contexte et enjeux

La structure des peuplements forestiers tropicaux peut être appréhendée à la fois comme une adaptation à des conditions environnementales, mais également comme un marqueur de cet environnement et des changements apparus. Dans un contexte de fortes pressions anthropique et climatique sur les écosystèmes et la biodiversité, l'enjeu est de mieux caractériser la diversité fonctionnelle de différents types de forêts tropicales à travers une meilleure description des structures forestières. C'est la clé pour mieux évaluer, par exemple, le rôle des forêts dans les cycles biogéochimiques entre les surfaces terrestres et l'atmosphère (puits/source de carbone).

Objectifs

Dresser un état actuel de forêts souvent méconnues et sur des grandes superficies est l'objectif préalable indispensable. Ceci dit, le deuxième objectif serait de donner des bilans rétrospectifs sur certaines régions ou certains types forestiers avec un recul de plusieurs années voire décennies pour analyser les transformations passées. L'objectif à terme étant de poser les bases de scénarios d'évolution qui intègrent les connaissances obtenues.

Approche

Notre approche repose sur un accès privilégié à des sites de terrain sous les tropiques et un savoir-faire dans l'acquisition de données forestières. C'est à partir de ce travail de terrain et de la constitution de bases de données historiques sur les sites d'étude, que nous tentons de mettre au point des méthodes de mesure, des modèles de structure 3D, de dynamique et de visualisation de peuplements forestiers tropicaux (mangroves et terre ferme) capables de rendre compte de la complexité et de l'hétérogénéité des couverts forestiers tropicaux, à différentes échelles spatiales en cherchant à comprendre l'origine des changements observés. Comme l'enjeu d'une caractérisation des structures forestières sur des grandes superficies et des situations environnementales variées ne peut se satisfaire uniquement d'inventaires forestiers, nous nous impliquons dans des projets de recherche en télédétection (radar, optique, lidar) et également dans la préparation de futurs capteurs satellitaux dédiés à l'observation des caractéristiques forestières.
Pratiquement, à l’échelle d’individus y compris de grande taille, nous tentons d'améliorer les protocoles de mesure pour, par exemple, quantifier les volumes de bois porteur, la forme, la plasticité et la porosité des houppiers ou la disposition des feuilles. En parallèle, à l’échelle des peuplements forestiers puis de la région, nous intégrons les caractéristiques individuelles tout en tentant de retrouver les propriétés émergentes d'ensemble au travers, par exemple, l'analyse des canopées.

Résultats attendus

Nous produisons des cartes de paramètres forestiers à fine échelle et proposerons des nouveaux modèles allométriques pertinents pour l'évaluation des biomasses aériennes sur la base de cette meilleure prise en compte de la plasticité des couronnes voire de la définition d’une typologie architecturale quantifiée des arbres tropicaux. A partir de ces cartographies produites à fine échelle et à plusieurs dates sur les forêts denses humides et les mangroves, l'influence des principaux forçages environnementaux et anthropiques est analysée. Des travaux en lien avec l’analyse spatiale de la diversité à l’échelle du paysage ou l'évaluation des services écosystémiques (cycles du carbone et de l’eau, production de bois, stabilisation côtière, etc.) pourront voir le jour.

Projets

Acronyme Intitulé Durée
STEMSpatial and temporal dynamics in mangrove carbon pools2016 - 2016
CARBOSHAREASIASharing experience on forest carbon stock assessment and mapping in South Asia2016 - 2017
BIOMAP Intégration de données spatialisées multi-échelles pour la cartographie des types de forêt et de la biomasse en Amapà et Guyane2015 - 2017
FORESTFully Optimised and Reliable Emissions Tool 2014 - 2016
INDESOINDESO project: Mangrove & Integrated Coastal Zone Management Application2013 - 2017
STEM-LEAFSTudies based on Experimental and Modelled wavefor for the LEAF (Lidar for Earth And Forests) mission2013 - 2016

Publications majeures

Toutes les publications
  • Bastin, J.-F., Barbier, N., Couteron, P., Adams, B., Shapiro, A., Bogaert, J., De Cannière, C., 2014. Aboveground biomass mapping of African forest mosaics using canopy texture analysis: towards a regional approach. Ecological Applications, 24 (8): 1984-2001. [Lien éditeur]
  • Vincent, G., Sabatier, D., & Rutishauser, E., 2014. Revisiting a universal airborne light detection and ranging approach for tropical forest carbon mapping: scaling-up from tree to stand to landscape. Oecologia, 175 (2) : 439-443. [Lien éditeur]
  • Nascimento Jr, W.R., Souza-Filho, P.W.M., Proisy, C., Lucas, R.M., & Rosenqvist, A., 2013. Mapping changes in the largest continuous Amazonian mangrove belt using object-based classification of multisensor satellite imagery. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 117, 83-93. [Lien éditeur]
  • Ploton, P., Pelissier, R., Proisy, C., Flavenot, T., Barbier, N., Rai, S.N., & Couteron, P., 2012. Assessing aboveground tropical forest biomass using Google Earth canopy images. Ecological Applications, 22, 993-1003. [Lien éditeur]
  • Barbier, N., Proisy, C., Véga, C., Sabatier, D., & Couteron, P., 2011. Bidirectional texture function of high resolution optical images of tropical forest: An approach using LiDAR hillshade simulations. Remote Sensing of Environment, 115, 167-179. [Lien éditeur]

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