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La dynamique des forêts mixtes sous le radar

2018-05-11

Diplômé au doctorat en biologie, Olivier Martin-Ducup a consacré sa thèse à la structure de l’étage supérieur de la forêt, soit la canopée, et à son rôle dans le fonctionnement des écosystèmes forestiers. À l’aide d’un scanneur laser terrestre LiDAR (TLS), il a réussi à apporter un nouvel éclairage à la dynamique des forêts mixtes.

(Photos : Batistin Bour)

Dans le cadre de ses travaux de recherche, M. Martin-Ducup s’est intéressé à la couronne de l’érable à sucre (Acer saccharum). L’objectif du chercheur de l’UQAR était d’utiliser les données du système de laser terrestre LiDAR pour surpasser les limites des recherches traditionnelles sur la canopée et de quantifier les différences entre les peuplements d’érables à sucre selon leur composition et leur stade de développement.

L’étage supérieur de la forêt est composé du sommet des arbres. Directement influencée par le rayonnement solaire, la canopée est particulièrement riche en biodiversité. « Elle joue plusieurs rôles majeurs dans le fonctionnement des écosystèmes forestiers, mais l’inaccessibilité et la complexité des grands arbres qui la composent rendent l’étude de sa structure difficile. Cependant, l’utilisation du scanneur laser terrestre LiDAR (TSL) offre une représentation tridimensionnelle très précise de l’environnement et permet de pallier ces difficultés », explique M. Martin-Ducup.

En se servant de ce système de laser terrestre, le biologiste a dans un premier temps créé des algorithmes de traitement de nuages de points en trois dimensions. Cela lui a permis de quantifier la structure d’érables à sucre et la compétition exercée par d’autres arbres sur cette essence à un instant donné. Les relations entre la structure des couronnes des érables de même que les indices de compétition entre les arbres et le type de peuplement de la forêt (forêt pure par opposition à mixte) ont également été étudiés par le chercheur. 

Dans un deuxième temps, le biologiste de l’UQAR a développé une méthode de quantification des changements en trois dimensions de la végétation à partir de données TLS multitemporelles. « Cette méthode a été appliquée pour étudier la réponse à l’ouverture de la canopée d’érables à sucre et de sapins baumiers dans des conditions de peuplement pur et mixte », indique-t-il.

La dernière partie de la thèse d’Olivier Martin-Ducup s’intéresse à la quantité de lumière interceptée par les arbres à partir de données du scanneur laser terrestre pour étudier la manière dont les arbres allouent les ressources obtenues entre la croissance primaire (des branches de la couronne) et secondaire (d’après le diamètre du tronc) dans des peuplements purs et mixtes.

Durant ses recherches doctorales, 72 érables à sucre de la forêt mixte bas-laurentienne aux abords de la Ville de Rimouski ont été étudiés par le biologiste qui était dirigé par le professeur Robert Schneider. Ses recherches ont montré que la compétition des autres arbres sur la couronne des érables à sucre est plus forte dans les peuplements purs, comparativement aux peuplements mixtes.

« La couronne des érables à sucre était plus grosse, moins dense et plus sinueuse et ouverte dans les peuplements mixtes. De plus, les différences entre les arbres étaient généralement plus prononcées pour les arbres des peuplements plus âgés », soutient M. Martin-Ducup. En outre, l’indice de compétition entre les arbres semble être une mesure plus fiable que le type de peuplement de la forêt, ce qui met en lumière le potentiel des données du système de laser terrestre LiDAR pour quantifier la compétition entre les arbres et l’occupation de l’espace dans la forêt.

Olivier Martin-Ducup a soutenu avec succès sa thèse de doctorat l’été dernier. Il a récemment entrepris un postdoctorat à l’Unité Mixte de Recherche AMAP (botAnique et Modélisation de l’Architecture des Plantes et des végétations) de Montpellier sur la distribution de la biomasse dans l’arbre. « Je vais travailler sur les relations entre la structure de l’arbre et son fonctionnement et, plus précisément, entre la structure et la biomécanique des espèces tropicales. Une partie de mon mandat impliquera de faire des missions au Cameroun, en Afrique. Je travaillerai une fois de plus avec des données 3D de LiDAR terrestre », conclut M. Martin-Ducup.

Source :
Karen Beaulieu
UQAR, 10 mai 2018

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Mise à jour: 31 mars 2023