Quantifier les dimensions des houppiers à l’aide d’images aériennes à haute résolution pour estimer l’accroissement diamétrique des arbres dans les forêts d’Afrique centrale

Abstract

Caractériser la dynamique d’une forêt est essentiel pour la gestion forestière. Les houppiers des arbres forment un élément clé de cette dynamique ; mais, en forêt tropicale, les mesurer n’est pas simple. Cette étude teste l’utilisation d’images aériennes à haute résolution pour estimer la croissance diamétrique des arbres, en intégrant des mesures fines des houppiers détectés. Des ortho-images de 10 cm/pixel de résolution ont été obtenues à l’aide d’un drone à aile fixe sur une parcelle de 9 ha, installée dans la forêt de Yoko en République démocratique du Congo. Les inventaires menés sur les arbres de DHP ≥ 10 cm en 2008 et en 2016 ont permis d’avoir accès à différentes caractéristiques dendrométriques individuelles, dont le diamètre des arbres et leur tempérament, et de calculer des accroissements diamétriques. Des modèles linéaires mixtes ont été calibrés pour prédire l’accroissement de 163 arbres identifiés à la fois sur le terrain et sur les ortho-images en utilisant les variables quantifiées uniquement sur le terrain et/ou à partir de variables mesurées sur les ortho-images. Les images aériennes ont permis de détecter 23,4 % des arbres de DHP ≥ 10 cm inventoriés au sol, et représentant 75,1 % de la biomasse aérienne du peuplement. La probabilité de détection des arbres a varié en fonction de leur DHP : de 0,09 pour les arbres de DHP < 30 cm à 0,97 pour les arbres de DHP ≥ 60 cm. Les variables quantifiées par télédétection ajoutées aux variables de terrain ont permis d’améliorer significativement la prédiction de l’accroissement diamétrique. Les meilleurs modèles d’estimation des accroissements diamétriques contiennent notamment un terme caractérisant la dimension du houppier des arbres qui n’a pu être mesuré que par télédétection. Parmi les variables déterminées par télédétection, la superficie convexe du houppier est apparue la plus performante dans les modèles, et s’avère ainsi être la mesure la plus intéressante pour décrire la compétition entre les houppiers. Ces résultats ouvrent des perspectives pour construire de nouveaux outils d’acquisition de données au service de l’aménagement forestier.

Tree growth and mortality of 42 timber species in central Africa

“…Although new remote sensing technologies may help to better describe local tree environments (Chambers et al, 2007;Jucker et al, 2018;Ndamiyehe Ncutirakiza et al, 2020), most models of tree growth and mortality rely today on a few explanatory variables that can be routinely assessed during field inventories. These are mostly tree species, forest types, regions, and occasionally tree size and competition indices.…”

Competition and site weakly explain tree growth variability in undisturbed Central African moist forests

“…In this study, we used competition indices based on the dendrometric characteristics of the studied tree and/or of its neighbours, instead of a direct light index (Rueger et al, 2009, 2011) or an indirect one (Clark & Clark, 1999; Dawkins, 1958). Some authors have combined the two types of indices in their models or compared the part of growth variance explained by one or the other type (King et al, 2005; Laurans et al, 2014; Moravie et al, 1999; Ndamiyehe Ncutirakiza et al, 2020; Zambrano et al, 2019, see Appendix S4: Table 14). Although these light indices attempt to measure the amount of light received by the tree, thus being closer to the actual underlying mechanism, their explained variance was comparable with that of the classical competition indices.…”

“…The Dawkins index is quicker to collect, but it is based on a partly subjective estimate, making comparisons between sites surveyed by different field teams unreliable: this is the reason why we did not use it in our study. However, the current development of aerial imagery using UAV cameras, which allows a better characterization of tree crowns and their degree of lighting (Araujo et al, 2020; Ndamiyehe Ncutirakiza et al, 2020), could bring important improvements in the medium term.…”

“…In this study, we used competition indices based on the dendrometric characteristics of the studied tree and/or of its neighbours, instead of a direct light index (Rueger et al, 2009(Rueger et al, , 2011 or an indirect one (Clark & Clark, 1999;Dawkins, 1958). Some authors have combined the two types of indices in their models or compared the part of growth variance explained by one or the other type (King et al, 2005;Laurans et al, 2014;Moravie et al, 1999;Ndamiyehe Ncutirakiza et al, 2020;Zambrano et al, 2019, see Appendix S4:…”

Silvicultural Methods Effects on the 82 Year Old Planted <i>Pericopsis elata</i> (<i>Fabaceae</i>) and <i>Entandrophragma cylindricum (Meliaceae) </i> Dendrometry in Yangambi Region, DR Congo

“…Despite the same age of plantation and climatic conditions, although the methods of BE, Layon and Martineau express statistically similar P. elata global diameter means, respectively with 44.49, 40.84 and 39.61 cm; the DBH classes express different annual diameter growth rate (related to height or trunk slenderness) for a given silvicultural technique. The difference is pointed out because of the botanical nature of each of the two species, different tree diameters (or basal areas) based on different methods for the same species, border effect, light deficit for Martineau, lack of appropriated clearing following the management methods, mortality, vegetal sociability, natural regeneration rate, density and volume of planted stems, pedo-hydrological and eco-topographical variables, exploited and non-exploited forest zones and plantations [1,17,23,27,28,31,32].…”