Parcours ciblé :
Analyse de données/Foresterie/Géomatique

Niveau d’étude demandé :
Stage ingénieur ou M2

Durée et Période de stage :
6 mois à partir de février-mars 2020

Laboratoire d’accueil :
AMAP –Montpellier http://amap.cirad.fr/fr/index.php

Problématique:
Ce stage s’insère dans le cadre du projet Dendrolidar qui vise à développer des outils pour la télédétection de la ressource en bois d’œuvre en Guyane française, à l’aide de lidar aérien couplé à de la photographie très haute résolution (THR). Il s’appuiera sur les outils et les modèles développés dans le projet pour répondre à une question de recherche plus cognitive sur les stratégies de croissance des arbres en forêt tropicale humide.
Dans une étude multi-site sur la structure forestière guyanaise, (Vincent et al. 2012) ont mis en évidence une corrélation positive entre la hauteur médiane de la canopée et l’élancement des arbres : les arbres situés sur les parcelles de forêt haute présentent une hauteur plus grande, à diamètre égal, que ceux des parcelles dont la hauteur de canopée est inférieure. Cette réponse est également observée à l’échelle spécifique pour deux des trois essences étudiées dans le projet (Dicorynia guianensis, Qualea rosea), ce qui écarte l’effet d’un changement de composition spécifique. La hauteur de la canopée étant indicatrice du degré de fertilité du site, l’élancement supérieur des arbres sur les sites les plus fertiles pourrait résulter d’une compétition accrue pour la ressource lumineuse et indirectement, de taux de croissance plus élevés. Ces différents attributs des forêts hautes sont également associés à un taux de turnover plus élevé (2% vs 1% sur la période 2009-2015 à Paracou). Au niveau de la structure du peuplement, la hauteur médiane de la canopée apparaît corrélée positivement au diamètre quadratique moyen et négativement à la densité de tiges : les sites plus fertiles sont donc caractérisés par des arbres plus élancés, en moyenne plus gros en diamètre et des densités de tige plus faibles. Ces patrons de structure forestière ont été peu explorés à notre connaissance jusqu’ici. L’enjeu du stage sera d’inférer les processus à l’œuvre dans l’émergence de ces patrons à partir de la caractérisation de la structure du peuplement et des arbres.

Objectif du stage:
Ce stage contribuera donc à identifier les mécanismes déterminant les corrélations observées entre hauteur de la canopée et forme des arbres, en caractérisant, à l’aide de données lidar aérien (ALS) et terrestre (TLS), la structure du peuplement (en particulier le niveau d’éclairement en sous-bois) et celle des arbres (allométrie hauteur-diamètre, coefficient de défilement de la tige, allométrie tige-houppier). Il s’agira plus particulièrement de vérifier si :
– La hauteur de canopée est associée à un plus faible niveau d’éclairement en sous-bois et à une moindre densité de tiges,
– La variation d’élancement est corrélée à une variation du coefficient de défilement de la tige et à un changement d’allocation de biomasse ligneuse entre la tige et le houppier.

Matériel et méthodes:
– L’étude portera sur deux sites de Guyane française (Paracou et Nouragues) présentant des hauteurs de canopée contrastées et sur trois essences d’arbre (Dicorynia guianensis, Eperua falcata, Qualea rosea).
– La caractérisation de la structure du peuplement s’appuiera sur des données de lidar aérien acquises lors de précédentes campagnes et sur le logiciel AmapVox (Vincent et al. 2017).
– Les acquisitions au lidar terrestre (TLS) permettront de quantifier de manière non destructive le biovolume et le coefficient de défilement de la tige ainsi que les dimensions du houppier. Des mesures de défilement obtenues par l’emploi du dendromètre électronique Criterion RD1000 (Cushman et al. 2014) seront également mobilisées en complément des scans laser.
– Des modèles allométriques caractérisant la forme de la tige et l’allocation de biomasse tige-houppier pour chaque site et pour chaque espèce seront ensuite élaborés et analysés.

Profil recherché:
Aptitude à la programmation R/matlab.
Intérêt pour la modélisation.
Rigueur et autonomie.

Conditions d’accueil:
Lieu : Montpellier
Indemnité de 550€ /mois et accès au restaurant d’entreprise.

Contact :
[email protected]
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Références

Cushman KC, Muller‐Landau HC, Condit RS, Hubbell SP. 2014. Improving estimates of biomass change in buttressed trees using tree taper models. Methods in Ecology and Evolution 5: 573–582.

Vincent G, Antin C, Laurans M, et al. 2017. Mapping plant area index of tropical evergreen forest by ALS. A cross-validation study using LAI2200 optical sensor. Remote Sens. Environ.
Vincent G, F.Caron, Sabatier D, Blanc L. 2012. LiDAR shows that higher forests have more slender trees. Bois et Forêts des Tropiques 314: 51–56.

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