Height-diameter allometry : modelization based on the French National Forest Inventory

Abstract

La hauteur des arbres est une variable clé lors de l’évaluation des ressources forestières. Les allométries diamètre-hauteur permettent une estimation de la hauteur des arbres, basée sur la mesure, plus simple, du diamètre. Ces allométries vont varier entre les peuplements, la structure et les caractéristiques du peuplement, ainsi qu’en fonction de l’essence. Les structures des peuplements considérées ici sont la futaie régulière, la futaie irrégulière, le taillis sous futaie et le taillis. La surface terrière ainsi que le diamètre quadratique moyen ont été utilisés pour décrire les peuplements, comme indicateurs de la densité du peuplement et du stade de développement, respectivement. Le statut social de l’arbre a également été utilisé pour tenir compte des différences de compétitions subit par les individus, en fonction de leur diamètre relatif. Selon l’hypothèse que les allométries Diamètre – Hauteur sont influencées par les différentes relations de compétitions au sein des peuplement, et afin de quantifier leur impact, nous avons développé différentes séries de modèles, basées sur les données de l’Inventaire Forestier National français (171 essences recensées et près d’un million d’observations disponibles avant sélection). Nous avons utilisé des modèles non linéaires à effet mixtes et essence-spécifique. Les premiers modèles sont basés uniquement sur le diamètre (DOB), et les seconds intègrent les variables peuplements (DSB). Enfin, une méthode de recalibration locale des modèles a été développée pour tenir compte des différences entre parcelles, lorsque de nouvelles parcelles sont échantillonnées. La calibration a permis d’obtenir 75 modèles DOB et 42 modèles DSB. Nos résultats mettent en évidence une influence significative de la structure du peuplement sur l’allométrie Diamètre - Hauteur. L’influence de ce paramètre est calculée en pourcentage de différence par rapport à la futaie régulière, et est donnée par essence. La surface terrière ainsi que le diamètre quadratique moyen ont également une influence significative sur la relation d’allométrie. Une validation externe a été réalisée sur Quercus petraea, Fagus sylvatica, Pinus sylvestris, Pseudotsuga menziesii, Abies alba et Picea abies. La méthode de recalibration locale développée a permis de réduire l’erreur quadratique moyenne de 30 à 60%. Enfin, les modèles DOB et DSB offrent une bonne complémentarité en fonction du peuplement étudié.