Section 6.03 IV.1. Les fondamentaux
écologiques
Pendant le processus de croissance, l'arbre modifie son milieu
et utilise les ressources disponibles pour son développement, parfois au
détriment d'autres plantes proches. La compétition entre les
arbres est un facteur important qui au fil du temps impose une certaine
structure et une composition des espèces dans un milieu donné. La
compétition est plus rude quand le milieu est monospécifique (cas
des plantations), puisque les plantes ont les mêmes besoins et
développent les mêmes stratégies ou réponses aux
différentes contraintes. Dans des milieux plus diversifiés sur le
plan de la composition floristique, les capacités d'accès aux
ressources varient en fonction des plantes du fait des différences dans
les systèmes racinaires (profondeur, distribution), et des besoins en
nutriments variables selon l'espèce (Waring et Running, 1998). Au niveau
des écosystèmes, la compétition et les processus
biophysiques qui se traduisent par une certaine structure de la
végétation influent aussi directement sur les cycles des
nutriments, du carbone et de l'eau.
Cependant, le développement d'une formation
végétale ne peut s'appréhender qu'à travers des
données historiques sur la composition et la croissance des
espèces. L'obtention de ces types de données fait l'objet de mise
en place dans différents écosystèmes, de dispositifs
adaptés comme les parcelles de suivi de la végétation
ligneuse (voir chapitre 3). Ces parcelles de suivi permettent non seulement de
suivre les phénomènes de succession et la diversité
biologique, mais constituent une bonne base pour évaluer les stocks de
carbone de la biomasse sur pied utilisant les régressions
allométriques. Mais pour arriver à reconstituer le cycle de
croissance d'une formation forestière, il faut recourir à des
modèles dynamiques qui permettent de prédire la croissance des
arbres et les modifications de sa composition pendant plusieurs dizaines
d'années.
En reprenant les étapes essentielles du
développement d'un écosystème forestier, Waring et Running
(1998), suggèrent 4 étapes suivant une dégradation totale
des arbres dans un milieu :
- début de la production de biomasse avec des
espèces pionnières (initiation, 1) - remplacement des
espèces pionnières par d'autres espèces (exclusion, 2)
- développement de la régénération
naturelle des espèces présentes (réinitiation, 3)
- maturité de la formation avec la présence
d'individus au niveau de tous les étages (4)
(grands arbres, arbres moyens,
régénération), figure 63.
Figure 63. Les 4 principales étapes de
développement d'une formation forestière ; adaptée de
Waring et Running (1998)
Au début, c'est-à-dire l'étape
d'initiation (1), on a la mise en place des espèces pionnières
(1). Avec la croissance des arbres et le développement de nouvelles
espèces à travers un processus d'exclusion lié à la
compétition, les espèces pionnières disparaissent (2). Les
arbres devenus grands favorisent le développement de leur propre
régénération naturelle (3). L'étape
d'équilibre est atteinte à la maturité de
l'écosystème caractérisée par la présence de
toutes les strates (4).
Ces différentes étapes correspondent à
des réponses fonctionnelles qui mènent toutes à la
production de biomasse et à son accumulation dans différents
réservoirs de l'écosystème forestier. À l'heure
actuelle, les dynamiques des savanes sont étudiées en se basant
sur la structure des classes de diamètres. Une population en bon
état est celle qui n'est pas trop perturbée avec par
conséquent une représentation des différentes classes de
diamètre (Sambou, 2004). La disparition d'une classe de diamètre
est un indicateur d'une perturbation à un moment donné. En
foresterie, on utilise un indicateur plus général appelé
la `qualité du site' (Waring et Running, 1998) ; laquelle est
estimée par un indice de site `SI', représente la hauteur des
individus dominants à un âge donné. Par exemple, SI(30)= 20
signifie que les individus dominants atteignent normalement la taille de 20 m
à l'âge de 30 ans. Si à l'âge indiqué, les
grands individus n'atteignent pas la moyenne de hauteur correspondante, le site
présente alors des signes de dégradation. Pour cet indice il faut
donc des données de suivi à long terme du genre collectées
au niveau des parcelles de suivi de la végétation ligneuse.
i) L'un des grands défis de la
modélisation est la prise en compte des réponses des
écosystèmes (rétroactions) aux perturbations naturelles ou
humaines (sécheresse, feux de brousse par exemple) et aux effets de
certaines interventions comme une fertilisation additionnelle. Ainsi,
la
simulation, dont les bases proviennent de stations
expérimentales a été une voie largement explorée en
foresterie pour reconstituer la dynamique des formations
forestières.
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