Forming the tree bole of fast growing broad-leaved tree species: modelising the structure-function relationships to simulate tree pruning
Formation de la bille de pied en culture d'arbres à bois précieux : modéliser les relations structure-fonction pour simuler la taille
Résumé
SIMWAL (SIMulated WALnut) is a structural-functional tree model developed for single young walnut tree (Juglans sp.). It simulates the 3D structure dynamics of the tree, and biomass partitioning among its different organs, for a period ranging from a few months to several years, according to climatic conditions and pruning. The aerial part of the tree is represented by axes split into growth units, inter-nodes, buds and leaves. The root system is described very coarsely by three compartments (taproot, coarse root and fine root). Only carbon-related physiological processes, i.e., radiation interception, photosynthesis, respiration, photosynthate allocation, and reserve storage and mobilisation are taken into account. Water and mineral nutrients are assumed to be optimal. We describe the model, and present preliminary tests of its ability to simulate tree architecture dynamics and carbon balance compared with field observations. Data requirements, and limits and improvements of the model are discussed
L'étude décrit et présente SIMWAL, outil de simulation de la croissance et du développement du noyer en fonction du climat et de la taille des branches. Elle présente également les résultats d'expérimentations menées sur les relations entre le grossissement des branches après la taille et l'intensité de cette taille. Les résultats montrent que la taille peut conduire à une augmentation des dimensions des branches par rapport à celles qu'elles auraient eues en absence de taille. Cependant, cette augmentation n'est pas systématique. Elle dépend fortement des conditions de croissance de l'année en cours, donc du climat. Cela signifie que suivant les conditions climatiques, les conditions de croissance, la même intensité de taille, le même itinéraire technique, n'auront pas les mêmes effets. Il sera donc difficile de prévoir de façon empirique les réactions de l'arbre à la taille. Le pari fait d'utiliser la modélisation pour étudier et rendre compte des effets de la taille a donc un intérêt. SIMWAL simule le développement du noyer en fonction du microclimat lumineux notamment et des opérations de taille, à partir de la prise en compte des processus physiologiques liés au carbone et d'une description en trois dimensions de la couronne de l'arbre. La structure de l'arbre et son fonctionnement physiologique sont intimement liés : la structure détermine les possibilités de production de carbone au sein de l'arbre par interception de l'énergie lumineuse ; le fonctionnement carboné détermine les possibilités de croissance des organes et donc les modifications de sa structure, et ainsi de suite. Les premières simulations effectuées avec SIMWAL montrent qu'il simule de façon cohérente le développement du noyer en fonction du climat et de la taille. La lenteur des simulations ne nous a pas permis d'aller aussi loin que nous l'ayons souhaité dans les tests de sensibilité à divers paramètres. De même nous n'avons pas pu valider de façon plus quantitative le modèle. Cependant, les résultats déjà obtenus sont suffisamment encourageants et pertinents pour que l'on poursuive le travail entrepris. On peut espérer dans l'avenir pouvoir simuler les réactions à la taille d'arbres plus âgés et plus complexes dans un délai raisonnable, intégrant non seulement l'acquisition de carbone mais aussi les processus liés à l'eau et aux éléments minéraux. Enfin, la transposition de ce modèle à d'autres espèces d'arbres -on peut penser notamment à des espèces à fort intérêt économique tel que le merisier- ne semble pas impossible quoique délicate.