Etude de la structure et de la densité de bois des forêts tropicales à partir de LiDAR aérien en République démocratique du Congo: Cas des forêts de Malebo et Yangambi

Abstract

Au-delà d'être un paramètre crucial dans les estimations de la biomasse, la densité de bois constitue un trait fonctionnel des arbres aux implications écologiques conséquentes. Par conséquent, sa quantification est primordiale afin d'élucider les processus qui sous-tendent le fonctionnement des cortèges d'espèces présentes au sein des peuplements forestiers tropicaux.

Les variations de densité de bois individuelles, inter et intra-spécifiques observées dans les forêts tropicales sont la conséquence d'un effet combiné de contraintes environnementales et biologiques telles que la disponibilité en ressources lumineuses ou la présence de pathogènes. Ces contraintes exercent une pression sélective sur les individus qui aboutit conjointement à, d'une part, l'adoption de différentes stratégies de survie et de croissance et, d'autre part, la manifestation des traits fonctionnels distincts (densité de bois, structure diamétrique et de hauteur, structure de couronnes, etc...), intrinsèquement liés, et influencés par le niveau de maturité de la forêt.

Cette étude démontre la possibilité d'analyser la structure des trouées dans la canopée à partir du LiDAR aérien afin de créer des modèles de prédiction de la densité de bois à l'échelle de la parcelle, non biaisés et qui dépendent du niveau de maturité du peuplement. Ces modèles sont testés sur deux forêts tropicales du Bassin du Congo séparées d'une distance d'approximativement $1000 \,km$ et constituées de parcelles aux stades de succession contrastés; de la forêt secondaire fortement dégradée à la forêt climacique. Les modèles construits sur base des données de Malebo ont été validés avec succès avec les données LiDAR de Yangambi. Il est également montré que l'un des paramètres permettant d'établir la distribution de fréquence de trouées, à savoir, le seuil d'aire de trouée minimale, est lié au niveau de maturité du peuplement. L'ajustement de ce paramètre en fonction du stade de succession des parcelles permet d'améliorer significativement la qualité de modèles de prédiction généraux construits à partir des données des deux zones.

Les résultats obtenus confirment l'hypothèse selon laquelle il existe une relation étroite entre la densité de bois et la structure des trouées d'une parcelle et que ce lien est influencé, entre autres, par le niveau de maturité du peuplement. Les performances des modèles de densité de bois construits attestent également le potentiel du LiDAR aérien au regard de l'appréhension du fonctionnement des forêts à très large échelle, notamment, grâce au projet GEDI développé par la NASA et l'émergence de nouvelles technologies telle que le LiDAR aéroporté par drone. Une compréhension accrue des phénomènes qui régissent le cycle du carbone des forêts tropicales faciliterait la mise en place de projets efficaces et ciblés capables de juguler les émissions de carbone inhérentes à des pratiques anthropiques telle que la déforestation.