Academic literature on the topic 'Inventaire forestier national'

Le manguier sauvage, Irvingia gabonensis, est une des essences les plus exploitées pour des produits forestiers non ligneux aux alentours du Parc national de Lobeke au Cameroun. Une enquête auprès des cueilleurs montre que les fruits sont ramas- sés en forêt à même le sol, ce qui entraîne des risques élevés d’attaque par des gorilles (100 %) et nécessite de longs séjours en campement (87 %). Tous les cueilleurs conservent cette essence, la plu- part (82 %) en protégeant les semis spon- tanés, mais ne s’intéressent pas à la plan- tation. Cependant, près de 68% des cueil- leurs indiquent qu’ils l’envisageraient. L’amande de Irvingia gabonensis est considérée par les cueilleurs comme la deuxième ressource alimentaire (98 %) et la première source de revenus (93 %) parmi les quatre principaux produits fores- tiers non ligneux de la région. Un inventaire a été réalisé pour évaluer l’abondance de l’essence dans trois systèmes forestiers : la zone protégée, une forêt de production vil- lageoise (forêt naturelle comprise dans le domaine forestier non-permanent et gérée par une communauté villageoise avec l’ap- pui du service forestier) et une zone agrofo- restière (jachères et associations de cul- tures/cacao), dans 6 x 3 parcelles de 1 ha. La production fruitière a été estimée en comptant les fruits pendant les collectes. La croissance et la survie des plantules n’ont été estimées que dans la zone proté- gée en raison de la rareté des jeunes plants dans la forêt de production et la zone agro- forestière. La densité moyenne des I. gabo- nensis s’établit à 3,3 arbres/ha, sans écart significatif entre les trois systèmes fores- tiers. Le diamètre moyen à hauteur de poi- trine ne varie pas significativement entre les trois systèmes, ni la production fruitière moyenne. Le taux de survie des semis baisse à 70 % dans la zone protégée au bout de 18 mois. La présence majoritaire d’arbres de diamètre moyen à élevé indique que la ressource se maintiendra pendant quelque temps, mais la quasi absence de jeunes individus permettant de régénérer ces peuplements vieillissants compromet la ressource à plus long terme. L’intensité de la cueillette conduit à recom- mander l’intégration de cette essence dans les exploitations agricoles villageoises.

This study has been conducted in order to define the guidelines of a permanent forest inventory methodology that could be applied to heterogenous forests located in the southern part of Belgium. Different types of sampling units generally used in European national inventories have been compared: fixed area sampling units (based upon 3 concentric circles), non fixed-area sampling units (Bitterlich plots using basal area factor of 2 and 4) and sampling units based upon a minimum number of trees (including nearly 15 measurable trees). In true conditions of application 259 sampling points have been selected according to a systematic rectangular grid (1.000 m × 500 m).Taking into account different criteria such as precision, cost and ease of use, the fixed-area sampling unit looks like the most adequate among the four types investigated. Key words: regional forest inventory, sampling units.

La forêt classée de l’Ouémé supérieur au Centre-Bénin est un potentiel puits de carbone en dépit des pressions d’origines anthropiques qui menacent la plupart des écosystèmes forestiers. Cette recherche visait à cartographier la biomasse forestière et le stock de carbone séquestré par les formations végétales de la forêt classée de l’Ouémé supérieur au Bénin. A cet effet, un inventaire forestier a été réalisé dans 73 placeaux circulaires de 18 m de rayon suivant le protocole de l’Inventaire Forestier National (IFN). Les principales données collectées étaient le diamètre et la hauteur des arbres. Les images landsat OLI-TIRS de 2018 à travers le NDVI ont été utilisées en combinaison avec les données de l’inventaire forestier in situ pour la spatialisation de la biomasse et du carbone séquestré. Les résultats obtenus ont révélé que la biomasse totale produite par les arbres dans la forêt classée de l’Ouémé supérieur, avoisine 13 035 694 tonnes avec une quantité totale de carbone séquestrée évaluée à 6 348 383 tonnes. La distribution spatiale de la biomasse et du carbone ont montré de plus fortes quantités de biomasse et de carbone séquestré à l’intérieur de la forêt classée comparativement aux périphéries surtout les zones qui sont situées le long des routes aménagées. Il est alors important d’entreprendre les actions de conservation des formations forestières en vue d’accroître leur potentiel de séquestration de carbone dans l’atténuation des effets des changements climatiques au Bénin. English title: Mapping of forest biomass and assessment of sequestered carbon in the forest reserve of upper Ouémé in Central Benin The Upper Ouémé gazetted forest in Central Benin is a potential carbon sink despite the anthropogenic pressures that threaten most forest ecosystems. This research aims to map the forest biomass and carbon stock sequestered by plant communities in the Upper Ouémé classified forest in Benin. To this end, a forest inventory was carried out in 73 circular plots of 18 m radius following the protocol of the National Forest Inventory (IFN). The main data collected were tree diameter and height. The 2018 OLI-TIRS landsat images through NDVI were used in combination with the in situ forest inventory data for the spatialization of biomass and sequestered carbon. The results obtained show that the total biomass produced by trees in the Upper Ouémé classified forest is around 13 035 694 tonnes with a total amount of sequestered carbon estimated at 6 348 383 tonnes. The spatial distribution of biomass and carbon shows higher amounts of biomass and carbon sequestered inside the gazetted forest compared to the periphery, especially in areas that are located along developed roads. It is therefore important to undertake conservation actions in forest in order to increase their carbon sequestration potential in mitigating the effects of climate change in Benin.

La Côte d’Ivoire a engagé début 2019 un inventaire national de ses forêts et de sa faune, accompagné par des enquêtes socio-économiques auprès des agriculteurs. Cet inventaire, déployé sur l’ensemble du territoire, fournit une grande quantité d’informations. Il montre que l’état des forêts et de la faune est fortement dégradé et que les cultures industrielles (cacaoyer, hévéa, palmier à huile dans le sud, anacardier et coton dans le centre et le nord) sont devenues dominantes. La superficie de la forêt en Côte d’Ivoire est estimée en 2020 à 2,97 millions d’hectares, soit 9,2 % de la surface totale du territoire, dont 2,88 millions d’hectares de forêt (dite) naturelle et un peu plus de 92 000 ha de reboisement. Le taux de déforestation moyen annuel depuis 1986 est de 2,8 % (superficie de la forêt en 1986 de 7,85 millions d’hectares). La superficie de la forêt dans les forêts étatiques, dites forêts classées, n’est plus que de 13,3 % alors que la création des forêts classées dans les années 1970 avait pour objectif la préservation et la gestion durable des forêts. La raréfaction, voire la disparition, des essences commerciales ne permet plus de mettre en œuvre une exploitation forestière respectant les critères de gestion durable. Les aires protégées (parcs nationaux, réserves) ne contiennent plus que 32,2 % de forêt. En outre, des transects d’observation de la faune déployés sur tout le territoire ont permis de montrer que la faune commune (aulacode, guib harnaché, lièvre, etc.) est encore bien présente. En revanche, les grands mammifères (antilopes, éléphants, singes) sont cantonnés dans quelques aires protégées et forêts classées avec des tailles de population souvent critiques. Enfin, l’analyse socio-économique montre que les forêts classées sont occupées par une population humaine composée à 50 % d’allogènes, à 28 % d’autochtones et à 22 % d’allochtones : le cacao occupe la plus grande partie des cultures installées majoritairement par les allogènes. Dans le domaine rural, ce sont surtout les autochtones (76 %) qui s’investissent dans l’agriculture (principalement l’anacarde), suivis des allogènes (13 %) et des allochtones (11 %). L’état des écosystèmes forestiers et de leur faune est alarmant, mais des mesures fortes prises rapidement pourraient permettre d’améliorer cette situation au moins dans les secteurs les mieux préservés. La poursuite de campagnes d’inventaire régulières sera un outil essentiel pour mesurer l’impact de ces décisions.

The results of the second national forest inventory (NFI 2) allow a reliable and comprehensive assessment of the Swiss forests'development for the first time. One of the most obvious changes is the important increase in hardwoos. The most significant facts of NFI for hardwood-resources are presented as the basis for discussions and measures for an increased hardwood utilisation. The whole stock in Swiss forests amounts to 418 Mio m3. About 60% of the hardwood stock of 118 Mio m3 is beech. The share of hardwood has increased by 2% both in surface and growing stock. These developments will remain constant in the future. The increase in stock amounts to 5% in softwood,whereas the one of hardwood amounts to 12%, maple and ash are dominating. The most important increase in standing volume is evident in trees of 36 to 52 cm DBH. With an unchanged utilisation, the share in large timber will further increase. The increase was harvested to 80% in softwood, to 59% in hardwood, less so, however, in the French part than in the rest of Switzerland. But in the distinct cantons, not more than 40 to 80% of the increment of hardwood has been harvested. In hardwood, the non-exploited increment amounts to 1.4 Mio m3per year, of which 58% is beech, almost as the growing stock. For silvicultural reasons, it would be possible to double the volume of exploited hardwood – which would make sense, too,for ecological and socio-economic reasons. However, the calculated harvest expenditure for such an increased utilisation is in most of the cases high above the present average proceeds for hardwood.

La dégradation des terres constitue un enjeu écologique, sociologique et économique majeur à l'échelle mondiale. Le Mozambique, qui dispose encore d’une importante ressource forestière dominée par les forêts de Miombo, est particulièrement touché par ce phénomène, avec près d’un quart de ses terres qui seraient déjà dégradées. Ce pays s’est fixé l’objectif ambitieux de restaurer 1 million d’hectares de terres dégradées d’ici 2030. Cependant, il existe très peu de données quantitatives et spatialisées sur l'état des terres et sur la capacité de résilience du Miombo. L'objectif de cette thèse est d'analyser les dynamiques, les caractéristiques et les déterminants de l’évolution des paysages forestiers afin d’alimenter les stratégies de restauration des terres dégradées au Mozambique. Cette étude s’est particulièrement intéressée à comprendre les facteurs de dégradation des terres à l'échelle nationale, à évaluer la résilience de l’écosystème du Miombo dans les systèmes d’agriculture sur brûlis dans la région centrale du pays (Zambézie), et enfin à proposer une approche pour identifier les zones et stratégies potentielles de restauration des paysages forestiers. Dans un premier temps, les analyses de séries temporelles satellitaires (indices de végétation et variables climatiques) ont permis de documenter l’état des terres à l’échelle nationale et de quantifier les facteurs de dégradation et régénération des terres. Des inventaires floristiques, pédologiques et des enquêtes de terrain ont été menés en périphérie du Parc national de Gilé, afin d’analyser les dynamiques de régénération forestière après défriche-brûlis et l’impact des cycles répétés de culture-jachère. Ces connaissances issues des études par télédétection et d’inventaires de terrain ont été combinées dans une approche innovante permettant d’identifier les zones prioritaires de restauration et les options de gestion (restauration passive ou active), afin d’améliorer des fonctions du paysage (accumulation de carbone, connectivité des habitats) et de renforcer la biodiversité. Cette approche s’appuie sur une analyse multicritère et le développement d’indicateurs spatialisés environnementaux et sur les trajectoires des agrosystèmes. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension des processus et des facteurs de dégradation des terres ainsi que de l’écologie du Miombo. Elle propose une approche innovante pour contribuer à l'élaboration de projets ou programmes de restauration des paysages forestiers au Mozambique.

Un inventaire de la couverture forestière et de la composition florale a été réalisé en 1998, 2003 et 2010 suite à l'élimination des pâturages et brûlis dans les 32 hectares inférieurs de la zone de Tinaja, au sein du refuge national de faune de Laguna Cartagena dans le Sud-Ouest de Puerto Rico. Les inventaires de la forêt sèche subtropicale montrent pour la période de 1998 à 2010 une augmentation de 3,9 fois pour les tiges, 6,7 fois pour les arbres, 3,3 fois pour la surface terrière et de 4,4 fois pour la biomasse, et cela avec des variations notables en fonction des sites. Sur 10 parcelles le long de la limite sud, plus proche de la couverture forestière résiduelle, ont été relevés un nombre plus important de tiges et d'arbres, une surface terrière plus grande et, en général, davantage de biomasse que sur les 22 parcelles du côté nord, et ce durant les trois années d'inventaire. Pour quatre parcelles situées dans des criques et une parcelle bordant une clôture, les valeurs sont également plus élevées que les moyennes respectives pour l'ensemble des 32 parcelles du Tinaja inférieur. Les autres tendances notables relevées pour la période de 1998 à 2010 sont les suivantes : les essences exotiques augmentent en proportion de 70 à 84 % en tiges et de 70 à 86 % en arbres ; le rapport entre tiges et arbres diminue de 2,3 à 1,3 ; Leucaena leucocephala (Lam.) DeWit augmente de 7 à 53 % en tiges et de 14 à 64 % en arbres ; Pilosocereus royenii (L.) Byles & Rowley décroît de 10 à 2 % en tiges et de 7 à 1 % en arbres, en raison surtout d'attaques d'une cochenille des cactus, Hypogeococcus pungens ; enfin, la richesse floristique des essences augmente de 30 à 34. (Résumé d'auteur)

Nous proposons une méthode pour extrapoler des données descriptives ponctuelles à tout un espace, selon un carroyage. Pour, cette extrapolation, les données satellitaires sont utilisées simultanément avec une image de photointerprétation et un ensemble de données descriptives correspondant à des points-échantillons de l'inventaire forestier national (IFN). Le résultat de cette extrapolation est une base de données géographiques forestières, carroyées a l'hectare, valorisant ainsi l'inventaire forestier
We are proposing a method to extrapolate ponctual descriptives datas to a geographical space, according to one-cells grid. For this extrapolation, remote sensing data are used simultaneously with interpretation of aerial imagery and a set of descriptives datas relate to sample aeras of the french forest inventory (IFN). The result of this extrapolation is a geographical forestry database, on one-hectare grid cells, to improve the forest inventory

Contexte. La densité du bois (kg/m3) est un trait fonctionnel lié à la stratégie des espèces forestières et ses variations traduisent leur capacité d’adaptation à l’environnement, qui résulte en une variabilité interspécifique et intraspécifique avérée. Elle permet aussi d’estimer la biomasse forestière et la capacité de séquestration en carbone des forêts.Objectifs. On cherche à comprendre ce qui structure la variabilité de la densité du bois. Pour cela on cherche en premier lieu les facteurs de la variabilité intraspécifique de la densité du bois. Puis on se demande comment estimer cette variabilité dans un contexte de quantification de la biomasse forestière. Ensuite, le long de gradients environnementaux, on cherche à identifier quelle est la part de variation due à sa variabilité interspécifique et intraspécifique. Enfin on s’interroge sur l’organisation botanique de la variabilité de la densité du bois et de son compromis avec la croissance.Approche. L’inventaire forestier national assure une couverture systématique et sans biais du territoire de la France métropolitaine. Le projet XyloDensMap a permis de récolter des carottes de bois extraites à 1,30 m sur les arbres inventoriés des années 2016 et 2017, soit 55 000 carottes. Les mesures de densité du bois opérées massivement par tomographe RX, associées par ailleurs aux informations forestières de l’inventaire, ont permis ces travaux.Résultats. On quantifie pour la première fois la densité du bois et sa variabilité pour l’ensemble les espèces forestières inventoriées. La densité du bois a été estimée de façon opérationnelle par une méthode d’imputation conditionnelle sur la période 2005-2018, permettant de produire une séquence de biomasse forestière aérienne métropolitaine, et réévaluer à la hausse du stock de biomasse et de carbone des forêts françaises, avec une tendance constante du puits de carbone annuel sur la période. On montre que la variation de la densité du bois est par ailleurs structurée à grande échelle par la réserve utile en eau des sols, le niveau trophique des sols, et l’altitude. Cette structuration est essentiellement interspécifique. Enfin, les niveaux botaniques de classe, d’ordre et d’espèce structurent la variabilité de la densité du bois avec l’ordre le niveau le plus important, tandis que les arrangements des éléments anatomiques (les plans ligneux) structurent le compromis entre croissance et densité du bois.Conclusion. Cette thèse, qui est la première valorisation des données de densité du bois obtenues par le projet XyloDensMap, a permis de progresser dans la compréhension de la variabilité intraspécifique et interspécifique de la densité du bois mais également dans l’estimation du carbone forestier. Les perspectives de valorisation de ces nouvelles données sont nombreuses et incluent la production de modèles de variation de la densité du bois, l’estimation de biomasse forestière dans le passé et le futur profonds, l’analyse de l’effet de la gestion sylvicole sur la production en biomasse ou encore la mise en relation avec l’anatomie du bois
Context. Wood density (kg/m3) is a functional trait linked to the strategy of forest species and its variations convey the ability to adapt to an environment resulting in both an interspecific and intraspecific recognized variability. But it also enables forest biomass estimation and carbon sequestration potential in forests.Aims. We try to understand what structures wood density variability. To assess that, we first seek the factors of the intraspecific variability of wood density. Then, we look at methods to estimate this variability in a context of quantifying forest biomass. Next, along environmental gradients, we seek to identify the share of interspecific and intraspecific variations. Finally, we examine the structure of wood density variability with botanical levels and in species growth-wood density trade-off.Approach. The national forest inventory ensures a systematic coverage and without any bias of all metropolitan France. The XyloDensMap project made it possible to collect wood increment cores extracted at 1,30 m on inventoried trees for 2016 and 2017, that is to say 55 000 increment cores. Massive wood density measurements conducted with an X-ray scanner, furthermore combined with the forest information from the inventory, enabled this work.Results. For the first time, we quantified the wood density and its variability for all inventoried forest species. Wood density variability has been estimated operationally by an imputation method over the period of 2005-2018, making it possible to produce a sequence of metropolitan aboveground forest biomass, and to reassess the stock of biomass and carbon in French forests upwards, with a constant trend regarding the annual carbon sink over the period. We showed that wood density variability is structured on a large scale by soil water holding capacity, soil basicity index and elevation. This variability is mostly interspecific. Finally, the botanical levels of class, order and species structure the variability in wood density between species, with order being the most important level, while the wood structure organizes the growth-wood density trade-off.Conclusion. This thesis, which is the first exploitation of the wood density data obtained by the XyloDensMap project, made it possible to progress in the understanding of the intraspecific and interspecific variability structure of this variable but also in forest carbon accounting. There are many prospects for this new dataset which include the production of models of wood density variation, the estimation of forest biomass in the past and in the deep past, the analysis of the forest management effect on biomass production or even the link with wood anatomy

Contexte. Après des siècles de diminution, la surface forestière de la plupart des pays développés augmente, un phénomène appelé « transition forestière ». Le stock de bois sur pied présente une augmentation plus rapide mais son évolution, associée à des problématiques actuelles majeures, reste négligée. Il est indispensable de caractériser et comprendre ces évolutions, d’en connaître les causes sous-jacentes, et de les reconstituer sur le long terme afin de pouvoir situer les ressources forestières dans une trajectoire d’ensemble et anticiper leur dynamique future. Cette thèse est consacrée aux forêts françaises métropolitaines et repose principalement sur les données de l’IFN. Objectifs. (1) Analyser les changements de surfaces, de stock et de densité de stock et leurs hétérogénéités spatiales et temporelles, sur 40 ans (1975 – 2015) en fonction de facteurs présumés structurer ces évolutions (géographie, propriété et composition). L’existence de changements de vitesse d’expansion a été recherchée. Le lien entre les changements de stock et des propriétés de la forêt (stock et densité de stock initiaux, augmentation récente de surface) ont été analysés. (2) Analyser les mécanismes des changements de stock et décomposer l’expansion selon des ensembles forestiers homogènes du point de vue de leur dynamique. L’analyse se fonde sur une estimation des flux de stock : croissance, recrutement, mortalité et prélèvement. (3) Situer l’expansion actuelle du stock dans une dynamique séculaire. Les stocks de 1892, 1908 et 1929 (associés aux surfaces de statistiques anciennes) ont été estimés par une approche d’imputation conditionnelle de la densité. Un modèle synthétique de densification du stock des forêts a été testé afin d’étudier à quelles conditions sur cette densification il est possible de retracer la chronologie présumée du stock. Résultats. (1) Sur 40 ans, l’expansion en stock a été trois fois plus rapide que celle des surfaces, soulignant l’intensité de la densification des forêts, et ne présente aucun signe de saturation. Les forêts privées, et principalement les forêts feuillues, présentent les expansions de stock et de densité de stock les plus marquées, suggérant le rôle important de l’expansion naturelle et de l’abandon de terres agricoles. Les modèles statistiques révèlent l’effet positif du stock initial et des variations passées de surface sur l’expansion. (2) L’analyse des mécanismes d’expansion a mis en évidence le moindre niveau des prélèvements relativement à la croissance des forêts, et la contribution des forêts jeunes au développement des ressources. Quatre ensembles forestiers synthétiques de dynamiques distinctes et principalement composés de stocks en forêt privée expliquant l’expansion du stock sont identifiés. (3) La reconstitution du stock depuis 1850 suggère une faible densité de stock au début de la période (25 m3/ha) et une augmentation de stock de presque +300% entre 1892 et 2010, soulignant l’importance de cette expansion. Un modèle convexe a été nécessaire pour représenter la densification des forêts, attestant d’une inertie importante à la reconstitution des ressources, interprétée relativement à la baisse progressive des prélèvements ou à une reconstitution progressive de fertilité. Les analyses suggèrent enfin une évolution différenciée dans le temps du modèle de densification pour les forêts provenant de plantations. Conclusion. Ces travaux ont permis de montrer l’importance de l’expansion en stock et la nécessité de contextualiser cette expansion. Cette expansion ancienne ne montre pour l’instant aucune saturation et constitue un stock de carbone croissant qui ne devrait pas diminuer dans les prochaines décennies à conditions contextuelles identiques. L’analyse causale révèle qu’une part importante de l’expansion du stock ne constitue pas une ressource immédiatement disponible. Les futures politiques d’intensification des prélèvements doivent donc être circonstanciées et échelonnées dans le temps
Context. After centuries of decrease, the forest area of most developed countries increase, a phenomenon termed “forest transition”. While current increase in growing stock (GS) is greater than that in area, it remains far less studied. These changes are linked to major current issues. It is essential to assess these changes, to decipher their underlying causes, and to quantify them over the longer term in order to locate current forest resources on a broad trajectory and to anticipate their future dynamics. This thesis is dedicated to French metropolitan forests, which exhibit the most intensive changes in the growing stock in Europe, and relies on data from the French NFI program. Objectives. (1) Analyse forest areal, GS and GS density (GSD) changes and their spatio-temporal variations over 40 years (1975-2015). They were related to factors hypothesized to feature forest changes (geographical contexts, ownership and species composition). We screened for changes in the rate of expansion. The relationships between GS changes and some forest attributes (initial GS and GSD, recent forest area increase) were investigated. (2) Uncover the processes of GS changes and to split the GS expansion magnitude across dynamically-homogeneous forest ensembles. The study was based on GS flux estimation (growth, ingrowth, mortality and harvest). (3) Locate the actual GS expansion in a secular perspective. This analysis consisted in reconstructing the GS chronology since 1850. Levels of GS in 1892, 1908 and 1929 (associated to area of ancient statistics) were estimated using a conditional imputation approach for GSD estimation. Then, a holistic growing stock densification model was implemented to inquire the conditions required on densification patterns and magnitude to simulate the reconstituted GS chronology. Results. (1) Over 40 years, GS increases were three times faster than the areal ones, underlining the intensity of forest densification. No sign of saturation was found. Private forests, and mainly broadleaved ones, presented the greatest GS and GSD increases, suggesting the essential role of natural expansion and agricultural land abandonment. Regression models revealed the positive effect of initial GS and of recent areal increases on GS expansion. (2) The analysis of GS expansion processes evidenced the low level of harvests in comparison to forest growth, and the contribution of recent forests to wood resource development. It led to identify 4 synthetic forest ensembles contributing to the expansion and of distinct dynamics, mainly composed of private forests. (3) GS suggested a very low mean GSD at the beginning of the period (25 m3/ha) and a GS increase by almost +300% between 1892 and 2010, underlying the importance of this expansion. A convex growth model was required to simulate historical forest densification, attesting of a significant inertia in wood resource reconstitution after the forest transition, interpreted based on a gradual decrease in harvest rates for which indices were collected, or to a gradual recovery of site fertility. The analysis also suggested a distinct kinetics for GS densification in plantation forests. Conclusions. These researches reveal the magnitude of GS expansion and the importance of its analysis across forest contexts. This ancient expansion does not present any current sign of saturation and constitute a persistent carbon sink which should not decrease in the next decades assuming similar contextual conditions. According to the process analysis of GS expansion, a significant fraction of the GS increases does not constitute readily available additional wood resources. Thus, future harvest intensification policies must be contextualized and evolving in time

Contexte. Après des siècles de diminution, la surface forestière de la plupart des pays développés augmente, un phénomène appelé « transition forestière ». Le stock de bois sur pied présente une augmentation plus rapide mais son évolution, associée à des problématiques actuelles majeures, reste négligée. Il est indispensable de caractériser et comprendre ces évolutions, d’en connaître les causes sous-jacentes, et de les reconstituer sur le long terme afin de pouvoir situer les ressources forestières dans une trajectoire d’ensemble et anticiper leur dynamique future. Cette thèse est consacrée aux forêts françaises métropolitaines et repose principalement sur les données de l’IFN. Objectifs. (1) Analyser les changements de surfaces, de stock et de densité de stock et leurs hétérogénéités spatiales et temporelles, sur 40 ans (1975 – 2015) en fonction de facteurs présumés structurer ces évolutions (géographie, propriété et composition). L’existence de changements de vitesse d’expansion a été recherchée. Le lien entre les changements de stock et des propriétés de la forêt (stock et densité de stock initiaux, augmentation récente de surface) ont été analysés. (2) Analyser les mécanismes des changements de stock et décomposer l’expansion selon des ensembles forestiers homogènes du point de vue de leur dynamique. L’analyse se fonde sur une estimation des flux de stock : croissance, recrutement, mortalité et prélèvement. (3) Situer l’expansion actuelle du stock dans une dynamique séculaire. Les stocks de 1892, 1908 et 1929 (associés aux surfaces de statistiques anciennes) ont été estimés par une approche d’imputation conditionnelle de la densité. Un modèle synthétique de densification du stock des forêts a été testé afin d’étudier à quelles conditions sur cette densification il est possible de retracer la chronologie présumée du stock. Résultats. (1) Sur 40 ans, l’expansion en stock a été trois fois plus rapide que celle des surfaces, soulignant l’intensité de la densification des forêts, et ne présente aucun signe de saturation. Les forêts privées, et principalement les forêts feuillues, présentent les expansions de stock et de densité de stock les plus marquées, suggérant le rôle important de l’expansion naturelle et de l’abandon de terres agricoles. Les modèles statistiques révèlent l’effet positif du stock initial et des variations passées de surface sur l’expansion. (2) L’analyse des mécanismes d’expansion a mis en évidence le moindre niveau des prélèvements relativement à la croissance des forêts, et la contribution des forêts jeunes au développement des ressources. Quatre ensembles forestiers synthétiques de dynamiques distinctes et principalement composés de stocks en forêt privée expliquant l’expansion du stock sont identifiés. (3) La reconstitution du stock depuis 1850 suggère une faible densité de stock au début de la période (25 m3/ha) et une augmentation de stock de presque +300% entre 1892 et 2010, soulignant l’importance de cette expansion. Un modèle convexe a été nécessaire pour représenter la densification des forêts, attestant d’une inertie importante à la reconstitution des ressources, interprétée relativement à la baisse progressive des prélèvements ou à une reconstitution progressive de fertilité. Les analyses suggèrent enfin une évolution différenciée dans le temps du modèle de densification pour les forêts provenant de plantations. Conclusion. Ces travaux ont permis de montrer l’importance de l’expansion en stock et la nécessité de contextualiser cette expansion. Cette expansion ancienne ne montre pour l’instant aucune saturation et constitue un stock de carbone croissant qui ne devrait pas diminuer dans les prochaines décennies à conditions contextuelles identiques. L’analyse causale révèle qu’une part importante de l’expansion du stock ne constitue pas une ressource immédiatement disponible. Les futures politiques d’intensification des prélèvements doivent donc être circonstanciées et échelonnées dans le temps
Context. After centuries of decrease, the forest area of most developed countries increase, a phenomenon termed “forest transition”. While current increase in growing stock (GS) is greater than that in area, it remains far less studied. These changes are linked to major current issues. It is essential to assess these changes, to decipher their underlying causes, and to quantify them over the longer term in order to locate current forest resources on a broad trajectory and to anticipate their future dynamics. This thesis is dedicated to French metropolitan forests, which exhibit the most intensive changes in the growing stock in Europe, and relies on data from the French NFI program. Objectives. (1) Analyse forest areal, GS and GS density (GSD) changes and their spatio-temporal variations over 40 years (1975-2015). They were related to factors hypothesized to feature forest changes (geographical contexts, ownership and species composition). We screened for changes in the rate of expansion. The relationships between GS changes and some forest attributes (initial GS and GSD, recent forest area increase) were investigated. (2) Uncover the processes of GS changes and to split the GS expansion magnitude across dynamically-homogeneous forest ensembles. The study was based on GS flux estimation (growth, ingrowth, mortality and harvest). (3) Locate the actual GS expansion in a secular perspective. This analysis consisted in reconstructing the GS chronology since 1850. Levels of GS in 1892, 1908 and 1929 (associated to area of ancient statistics) were estimated using a conditional imputation approach for GSD estimation. Then, a holistic growing stock densification model was implemented to inquire the conditions required on densification patterns and magnitude to simulate the reconstituted GS chronology. Results. (1) Over 40 years, GS increases were three times faster than the areal ones, underlining the intensity of forest densification. No sign of saturation was found. Private forests, and mainly broadleaved ones, presented the greatest GS and GSD increases, suggesting the essential role of natural expansion and agricultural land abandonment. Regression models revealed the positive effect of initial GS and of recent areal increases on GS expansion. (2) The analysis of GS expansion processes evidenced the low level of harvests in comparison to forest growth, and the contribution of recent forests to wood resource development. It led to identify 4 synthetic forest ensembles contributing to the expansion and of distinct dynamics, mainly composed of private forests. (3) GS suggested a very low mean GSD at the beginning of the period (25 m3/ha) and a GS increase by almost +300% between 1892 and 2010, underlying the importance of this expansion. A convex growth model was required to simulate historical forest densification, attesting of a significant inertia in wood resource reconstitution after the forest transition, interpreted based on a gradual decrease in harvest rates for which indices were collected, or to a gradual recovery of site fertility. The analysis also suggested a distinct kinetics for GS densification in plantation forests. Conclusions. These researches reveal the magnitude of GS expansion and the importance of its analysis across forest contexts. This ancient expansion does not present any current sign of saturation and constitute a persistent carbon sink which should not decrease in the next decades assuming similar contextual conditions. According to the process analysis of GS expansion, a significant fraction of the GS increases does not constitute readily available additional wood resources. Thus, future harvest intensification policies must be contextualized and evolving in time

Contexte. Depuis la révolution industrielle, les forêts européennes connaissent une dynamique d’expansion de leur surface et de leur stock de bois. Cette expansion, conjuguée au changement climatique, entraîne des modifications des processus de dynamique forestière. L’émergence de la bioéconomie européenne augure dans ce contexte d’évolutions des stratégies de gestion forestière à l’échelle européenne et nationale. La simulation des ressources forestières futures et de leur pilotage par des modèles à grande échelle spatiale est donc indispensable pour fournir des outils de planification stratégique. En France, les ressources forestières se caractérisent par une diversité marquée par rapport à d’autres pays européens. Le modèle de dynamique forestière MARGOT (MAtrix model of forest Resource Growth and dynamics On the Territory scale), a été mis en place par l’inventaire forestier national (IFN) en 1993 pour simuler les ressources forestières françaises à partir des données de cet inventaire, mais n’a été l’objet que de travaux de recherche restreints depuis son origine. Ses simulations restent limitées à un horizon temporel de moyen terme (inférieur à 30 ans), sous des scénarios de gestion de type business as usual, et ne tenant pas compte des contextes forestiers et environnementaux non-stationnaires.Objectifs. Cette thèse a pour ambition générale de consacrer un effort de recherche de rupture sur le modèle MARGOT, afin d’aborder les enjeux forestiers actuels. Les objectifs précis sont : i) de déterminer la capacité du modèle MARGOT à restituer l’expansion forestière française sur une période rétrospective longue (1971-2016), ii) de prendre en compte de façon synthétique de l’hétérogénéité des forêts à grande échelle, iii) de prendre en compte le phénomène de densification des forêts dans la dynamique démographique, iv) d’inclure les forçages climatiques externes dans la dynamique de croissance des forêts, v) dans un contexte devenu très incertain, de pouvoir mesurer le niveau d’incertitude des simulations résultant de l’erreur d’échantillonnage de l’inventaire forestier au regard des évolutions tendancielles considérées. Le développement de scénarios de gestion forestière reste hors du champ de ce travail. Principaux résultats. Une méthode générique de partition des forêts selon leur hétérogénéité géographique et compositionnelle a été mise en place, avec une vocation applicative à d’autres contextes forestiers européens. Une méthode de propagation de l’incertitude d’échantillonnage aux paramètres du modèle, puis aux simulations, a été développée à partir d’approches de ré-échantillonnage de données et de modélisation d’erreurs. Une approche originale d’intégration des phénomènes de densité-dépendance démographique, fondée sur une métrique de densité et la réintroduction d’un concept de « peuplement forestier » adapté à ce modèle, a été développée. Une stratégie d’intégration des forçages climatiques des paramètres démographiques du modèle a été développée à partir d’une approche d’hybridation entrées-sorties avec le modèle fonctionnel CASTANEA pour un sous-ensemble de la forêt française incluant les espèces de chênes, de hêtre, d’épicéa commun, et de pin sylvestre. L’ensemble de ces développements a permis de réduire très notablement le biais de prédiction du modèle initial. Conclusions. Les développements consentis font du modèle MARGOT un outil d’exploration et de planification plus fiable des ressources forestières, et reposant sur une approche de modélisation originale et unique en Europe. L’utilisation de statistiques forestières anciennes permettra d’évaluer le modèle et de simuler le stock de carbone de la forêt française sur un horizon temporel plus importante (de plus de 100 ans). Une évaluation approfondie des performances de ce nouveau modèle par des simulations intensives doit être conduite
Context. Since the industrial revolution, European forests have shown expansion of their area and growing stock. This expansion, together with climate change, drive changes in the processes of forest dynamic. The emergence of a European bioeconomy strategy suggests new developments of forest management strategies at European and national levels. Simulating future forest resources and their management with large-scale models is therefore essential to provide strategic planning support tools. In France, forest resources show high diversity as compared with other European countries' forests. The MARGOT forest dynamic model (MAtrix model of forest Resource Growth and dynamics On the Territory scale), was developed by the national forest inventory (IFN) in 1993 to simulate French forest resources from data of this inventory, but has been the subject of restricted developments, and simulations remain limited to a time horizon shorter than 30 years, under “business as usual” management scenarios, and not taking into account non-stationary forest and environmental contexts.Aims. The general ambition of this thesis was to consent a significant development effort on MARGOT model, in order to tackle current forestry issues. The specific objectives were: i) to assess the capacity of MARGOT to describe French forest expansion over a long retrospective period (1971-2016), ii) to take into account the heterogeneity of forests at large-scale in a holistic way, iii) to account for the impacts of forest densification in demographic dynamic processes, iv) to encompass external climatic forcing in forest growth, v) in a very uncertain context, to be able to quantify NFI sampling uncertainty in model parameters and simulations with respect to the magnitude of other trends considered. The development of forest management scenarios remained outside the scope of this work.Main results. A generic method for forest partitioning according to their geographic and compositional heterogeneity has been implemented. This method is intended to be applied to other European forest contexts. A method of propagating sampling uncertainty to model parameters and simulations has been developed from data resampling and error modelling approaches. An original approach to integrating density-dependence in demographic processes has been developed, based on a density metric and the reintroduction of forest stand entities adapted to the model. A strategy for integrating climate forcing of model demographic parameters was developed based on an input-output coupling approach with the process-based model CASTANEA, for a subset of French forests including oak, beech, Norway spruce, and Scots pine forests. All of these developments significantly reduced the prediction bias of the initial model.Conclusions. These developments make MARGOT a much more reliable forest resource assessment tool, and are based on an original modeling approach that is unique in Europe. The use of ancient forest statistics will make it possible to evaluate the model and simulate the carbon stock of French forests over a longer time horizon (over 100 years). Intensive simulations to assess the performance of this new model must be done

Les inventaires forestiers de production ont pour but de repondre, a differentes echelles, a trois types de questions : l'estimation de la ressource actuelle, de ses variations passees et la prediction de l'evolution future des peuplements. Deux familles de methodes sont employees pour y parvenir : l'echantillonnage et la modelisation. On explicite, dans ce travail, certaines des relations que ces methodes entretiennent, lorsqu'on s'interesse a l'evolution dynamique des peuplements forestiers. La premiere partie est organisee autour de l'idee d'interaction entre les objectifs de l'utilisateur, les structures de la population, la nature des donnees et les methodes de traitement

Les changements environnementaux à l’échelle globale peuvent se traduire par une modification des conditions abiotiques et de la diversité biologique. La fonction de production des écosystèmes forestiers a la particularité d'être à la fois soumise à, et régulatrice de ces changements environnementaux. Il apparaît alors primordial de comprendre la manière dont la diversité en essences et les facteurs abiotiques exercent le contrôle de cette fonction. Au cours de mes travaux j’ai étudié la variation de l'effet du mélange d’essences sur leur productivité dans un contexte climatique et édaphique changeant. Grâce à une double approche, basée sur des données locales et des données de l'Inventaire forestier national, je me suis concentrée sur cinq espèces forestières européennes majeures en peuplements purs et bispécifiques : Quercus petraea, Pinus sylvestris, Fagus sylvatica, Abies alba et Picea abies. En plaine je montre que l'effet du mélange d’essences varie peu avec les facteurs abiotiques. De plus cet effet est déterminé par la tolérance à l'ombrage de l'espèce accompagnatrice. En montagne l’effet du mélange d’essences sur leur productivité est plus fort et positif lorsque les facteurs abiotiques sont les plus limitants pour la croissance. Ces résultats illustrent l’intérêt d'intégrer les facteurs abiotiques et les caractéristiques fonctionnelles des espèces comme déterminants de l'effet de la diversité biologique sur les fonctions de l'écosystème
Global environmental changes may lead to a modification of abiotic factors and biological diversity. The production function in forest ecosystems has the particularity to be both subjected to, and a regulator of, these environmental changes. Understanding how forest productivity is driven by species diversity and environmental factors is therefore a critical issue. This PhD thesis studies how tree species mixture affects their productivity along edaphic and climatic gradients. Based on an approach using both an original dataset and the national forest inventory dataset, I focused on five major species of European forests in pure and two-species forests: Quercus petraea, Pinus sylvestris, Fagus sylvatica, Abies alba and Picea abies. In lowlands, abiotic factors had little impacts on the outcome of tree species mixture on productivity. In addition, the effect of tree species mixture was determined by the shade tolerance of companion species. In highlands, the positive effects of tree species mixture were strongest when the abiotic factors were the most limiting for growth. These results highlight the importance of considering abiotic factors and the functional characteristics of species as drivers of the effect of biological diversity on ecosystem functions

Le renouvellement forestier est une étape clef dans la vie des peuplements forestiers car il permet le maintien à long terme de la forêt, et des services écosystémiques qui lui sont associés. Parmi les facteurs susceptibles d’impacter négativement le renouvellement, la colonisation par des espèces végétales concurrentes peut ralentir la régénération ligneuse, voire la bloquer pendant plusieurs décennies.L’objectif de cette thèse est d’estimer l’impact, à une échelle régionale à nationale, de la végétation concurrente sur la régénération ligneuse. La thèse est principalement basée sur l’utilisation des données de l’inventaire forestier national français (IFN).Une première étape, utilisant les résultats d’une enquête auprès de gestionnaires forestiers, a permis de dresser une liste des principales espèces concurrentes pour la régénération ligneuse, et de déterminer les surfaces sur lesquelles chaque espèce est présente avec une forte abondance. La ronce (Rubus fruticosus), la fougère aigle (Pteridium aquilinum) et la molinie bleue (Molinia caerulea) sont les principales espèces concurrentes en France, et sont chacune présentes à forte abondance dans plus de 300 000 ha des forêts à faible couvert de canopée en France.Afin de mieux comprendre l’écologie des espèces concurrentes, le rôle de l’ouverture de la canopée sur la probabilité de présence et de forte abondance des espèces concurrentes a été étudié. Pour une majorité d’espèces, le couvert de la canopée a un effet faible sur la probabilité de présence des espèces. À l’inverse, l’abondance des espèces est fortement corrélée au couvert de la canopée, un couvert important étant pour la majorité des espèces concurrentes associé à une plus faible abondance.L’effet de la végétation concurrente sur le recouvrement de la régénération ligneuse a ensuite été modélisé à l’échelle de la France pour les trois principales espèces. Une forte abondance de P. aquilinum et M. caerulea est associée à une diminution relative du recouvrement de la régénération ligneuse d’environ 30 % et 40 % respectivement, par rapport à des situations où ces espèces sont présentes à faible abondance. À l’inverse, R. fruticosus a un effet plus ambivalent sur la régénération ligneuse. Le recouvrement de régénération ligneuse augmente en moyenne légèrement pour des abondances de R. fruticosus intermédiaires, et diminue sensiblement pour une forte abondance de cette espèce.Enfin, la probabilité de présence et de forte abondance des trois principales espèces concurrentes a été modélisée, afin d’identifier les conditions de fortes abondances et de prédire la localisation des surfaces potentiellement impactées par l’apparition de ces trois espèces lors de l’ouverture de la canopée. La difficulté de modéliser précisément la présence mais surtout le niveau d’abondance de ces espèces a conduit à des modèles de faibles capacités prédictives, ne permettant pas d’obtenir des estimations robustes des conditions à fort risque d’envahissement par les trois espèces étudiées.En conclusion, cette thèse a montré que les problèmes de régénération ligneuse liés à des espèces de végétation concurrente sont présents sur des surfaces notables dans les forêts françaises. P. aquilinum et M. caerulea ont globalement un effet négatif marqué sur la régénération ligneuse quelle que soit leur abondance, tandis que l’effet de R. fruticosus n’est globalement négatif que pour de fortes abondances. Enfin, cette thèse a également démontré l’importance de modéliser séparément la présence et l’abondance, et identifié les principaux facteurs à mieux prendre en compte pour mieux modéliser l’abondance des espèces
Forest renewal is a key stage in the life of forest stands as it allows the long-term maintenance of the forest and its associated ecosystem services. Among the factors likely to have a negative impact on forest renewal, colonisation by competitive species can slow down tree regeneration, or even block it for several decades.The objective of this thesis is to estimate the impact of competitive vegetation on tree regeneration on a regional to national scale. The thesis is mainly based on the use of French National Forest Inventory (NFI) data.A first step, using the results of a survey of forest managers, was to establish a list of the main competing species for tree regeneration, and to determine the areas where each species is present with a high abundance. Bramble (Rubus fruticosus), Eagle Fern (Pteridium aquilinum) and Purple Moor-grass (Molinia caerulea) are the main competitive species in France, and are each present with a high abundance in more than 300,000 ha of forests with open canopies in France.In order to better understand the ecology of competitive species, the role of canopy openness on the probability of presence and high abundance of competitive species was studied. For a majority of species, canopy cover has a weak effect on the probability of presence of species. Conversely, species abundance was strongly correlated with canopy cover, with high canopy cover being associated with lower abundance for most competitive species.The effect of competitive vegetation on tree regeneration cover was then modelled at the scale of France for the three main species. High abundance of P. aquilinum and M. caerulea is associated with a relative decrease in tree regeneration cover of about 30% and 40% respectively, compared to situations where these species are present at low abundance. Conversely, R. fruticosus has a more ambivalent effect on tree regeneration. Woody regeneration cover increases slightly on average at intermediate R. fruticosus abundances, and decreases significantly at high abundance of this species.Finally, the probability of presence and high abundance of the three main competing species was modelled, in order to identify the conditions of high abundance and to predict the location of the areas potentially impacted by the appearance of these three species when the canopy is opened. The difficulty of accurately modelling the presence and, more importantly, the level of abundance of these species led to models with poor predictive abilities, which did not allow for robust estimates of the conditions at high risk of colonisation by the three species studied.In conclusion, this thesis has shown that tree regeneration problems related to competitive vegetation species are present on significant areas in French forests. P. aquilinum and M. caerulea have a marked negative effect on tree regeneration regardless of their abundance, whereas the effect of R. fruticosus is only negative at high abundances. Finally, this thesis also demonstrated the importance of modelling presence and abundance separately, and identified the main factors that need to be taken into account to better model species abundance

La végétation herbacée est un bon indicateur des conditions environnementales. Pour cette raison, elle a souvent été utilisée pour mettre en évidence les changements environnementaux causés par les actions humaines, tels qu'eutrophisation, dépôts atmosphériques acides, changements de l'usage des sols ou de la pression d'herbivorie. Depuis peu, on s'intéresse aux effets des changements climatiques sur les écosystèmes en général, et sur la végétation en particulier. Le choix des zones d'étude s'est naturellement porté sur la montagne, car le gradient thermique induit par le relief (-0,56°C pour 100 mètres d'altitude) y est mille fois plus élevé qu'en plaine le long du gradient latitudinal. D'autre part, les zones de montagne sont soumises à une urbanisation et une pression agricole moindre qu'en plaine, limitant ainsi les obstacles à la migration des espèces. Ces deux arguments font des régions de montagne une zone privilégiée pour l'étude de la réponse migratoire précoce de la végétation aux changements climatiques. Jusqu'ici, les études effectuées se sont focalisées pour la plupart sur la limite supérieure des espèces, ou sur de petites zones géographiques, ou bien encore sur des zones où il est difficile de dissocier les effets du réchauffement de ceux des changements d'usage des sols, qui se produisent eux aussi à grande échelle. Une partie de cette thèse est consacrée aux milieux forestiers montagnards, dans lesquels l'effet du pastoralisme est réduit. D'autre part, une méthode basée sur la modélisation des changements de la réponse de la végétation au gradient d'altitude est développée, permettant le rééchantillonnage sur placettes non-permanentes, et ainsi d'étendre l'utilisation de données anciennes à des séries de relevés non géolocalisés. En s'appuyant sur cette méthode, deux caractéristiques de la végétation ont été analysées : la position de l'optimum d'espèces prises individuellement d'une part (données de l'Inventaire Forestier National dans les montagnes méditerranéennes du sud-est de la France), et les changements de la valeur indicatrice des communautés végétales d'autre part (vallée de la Maurienne, France). Par ailleurs, on a étudié les déplacements à long terme de la limite inférieure des espèces dans la vallée de la Bernina (Suisse), pour tester si la réponse des espèces en limite inférieure, peu étudiée jusque là, est identique à celle en limite supérieure de leur distribution. Enfin, on a étudié l'évolution de la flore d'une zone très localisée, mais par ailleurs protégée des migrations d'espèces par une large barrière physique constituée par deux glaciers (Nunatak Isla Persa, Bernina, Suisse) permettant de s'affranchir totalement des effets potentiels d'autres perturbations anthropiques concomitantes. Dans ces différentes études, les intervalles de temps entre chaque inventaire ou échantillonnage varient de 14 ans à un siècle. Chacun des cas étudiés montre une remontée des espèces en altitude : remontée moyenne de +12,6 m/décennie des optimums de 175 espèces forestières dans les montagnes méditerranéennes, communautés des forêts de Maurienne évoluant vers une végétation plus thermophile à une altitude donnée équivalent à une remontée moyenne de +29.6m/décennie, retrait de la limite inférieure des espèces en Bernina de +5,6 m/décennie, arrivée d'espèce d'étages inférieurs sur le nunatak Isla Persa. Mais d'autres phénomènes expliquant la réponse observée de la végétation sont clairement mis en cause dans cette étude : fermeture et maturation du couvert forestier relativement plus importante à basse altitude dans les montagnes méditerranéennes, eutrophisation importante de la végétation en vallée de la Maurienne probablement due à l'augmentation du trafic routier, probable fragmentation de l'habitat ou dispersion par les randonneurs en Bernina. Ces perturbations anthropiques directes jouent à des échelles de temps et d'espace comparables à l'effet anthropique indirect du changement climatique. Il est donc primordial de les prendre en compte dans les changements de végétation observés, avant de conclure à un effet du réchauffement climatique seul.