Spatial structure analysis applied to modelling of forest dynamics: a few examples
Analyse de la structure spatiale appliquée à la modélisation de la dynamique forestière : quelques exemples
Résumé
Stand spatial structure is of prime importance in individual-tree growth models, where local environment determines competition, growth, death and regeneration. This is especially true for uneven-aged or mixed stands. We study here the horizontal pattern of stems, modelled with point processes, and analysed with Ripley's L(r) function. We illustrate how stand spatial structure analysis can be successfully applied to many steps of the modelling work. First, for an experimental plot in Paracou (French Guyana), Ripley's L(r) function is calculated for zones with homogeneous pedological properties to study the specific spatial structure of the main species in a tropical rain forest stand, and to define species classes. Then, in the " Beau Poirier " plot of Haye forest (France), spatial structure is used as a test variable, in order to compare various simple mortality models in a mixed beech (Fagus sylvatica) - oak (Quercus petraea) stand. Finally, we use point processes to simulate three virtual uneven-aged Norway spruce (Picea abies) stands corresponding to various initial spatial structures, and assess the influence of stand spatial structure on stand growth predicted with an individual-tree distance dependent growth model. The uses of stand spatial structure analysis are then discussed.
La structure spatiale des peuplements joue un rôle importante dans les modèles de croissance "arbres", pour lesquels l'environnement local détermine la compétition, la croissance, la mortalité et la régénération, et en particulier dans le cas de peuplements irréguliers ou mélangés. Nous étudions dans cet article la répartition horizontale des troncs, modélisée par des processus ponctuels, et analysée à l'aide de la fonction L(r) de Ripley, et nous illustrons comment l'analyse de la structure spatiale peut être appliquée à plusieurs étapes du travail de modélisation. Le premier exemple concerne un dispositif expérimental de Paracou (Guyane Française), où nous avons calculé la fonction L(r) de Ripley sur des zones homogènes. Les résultats permettent d'étudier les structures spatiales spécifiques des espèces principales de cette forêt tropicale, et de définir des groupes d'espèce. Le deuxième exemple concerne la placette du Beau Poirier (forêt de Haye, France), un peuplement mélangé de hêtres et de chênes où nous avons utilisé la structure spatiale comme critère d'évaluation pour comparer des modèles de mortalité très simples. Enfin, notre troisième exemple concerne des peuplements virtuels d'épicéa : nous avons utilisé le formalisme des processus ponctuels pour simuler différentes conditions initiales de structure et étudier l'influence de la structure spatiale sur le comportement d'un modèle de croissance "arbre" Les utilisations de l'analyse de la structure spatiale sont ensuite discutées.