Using Locally Developed Allometric Equations Improves Biomass Estimation in Managed Forests
Cette étude démontre que les équations allométriques développées localement améliorent significativement l'estimation de la biomasse dans les forêts de pins tordus gérées intensivement en capturant avec précision les changements de la structure de la couronne causés par l'éclaircie précommerciale, ce que les équations nationales généralisées ne parviennent pas à prendre en compte et sous-estiment par conséquent.
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Les forêts ne sont pas seulement des collections d'arbres ; ce sont des systèmes vivants complexes où chaque branche et chaque feuille joue un rôle dans la santé de la planète. Les scientifiques s'appuient sur la mesure de la biomasse forestière — le poids total de tout le matériel végétal vivant — pour comprendre la quantité de carbone que les arbres stockent, la productivité d'une forêt et la quantité de combustible disponible pour propager un feu à travers la canopée. Pour obtenir ces chiffres sans abattre chaque arbre, les chercheurs utilisent des formules mathématiques appelées équations allométriques. Ces formules agissent comme un traducteur, convertissant des caractéristiques faciles à mesurer, telles que la largeur du tronc d'un arbre et sa hauteur totale, en une estimation de son poids total. Pendant des décennies, les scientifiques ont utilisé des versions nationales larges de ces formules, qui fonctionnent bien pour les forêts qui ont poussé naturellement sans interférence humaine. Cependant, de nombreuses forêts aujourd'hui sont activement gérées. Les forestiers éclaircissent souvent les peuplements jeunes, éliminant les concurrents pour donner plus d'espace de croissance aux arbres restants. Cela modifie la forme des arbres, mais il n'était pas clair si les anciennes formules générales pouvaient encore peser avec précision ces géants nouvellement façonnés.
Dans une étude menée dans les contreforts près de Whitecourt, en Alberta, des chercheurs ont entrepris de tester si ces formules nationales standards tiennent la route dans les forêts gérées. Ils se sont concentrés sur le pin contrefort, un arbre commun dans la région, poussant dans des peuplements ayant subi un éclaircie précommerciale. Cette pratique consiste à abattre les jeunes arbres concurrents avant qu'ils ne soient assez grands pour être vendus comme bois d'œuvre, permettant ainsi aux arbres restants d'élargir leurs cimes et de croître plus rapidement. L'équipe a sélectionné neuf sites différents où cet éclaircissage avait eu lieu sept à huit ans auparavant. À chaque site, ils ont établi des parcelles comprenant à la fois des zones éclaircies et des zones témoins non éclaircies. Pour obtenir les données les plus précises possibles, ils ont abattu 52 arbres à travers ces parcelles — 27 provenant des zones non éclaircies et 25 de celles éclaircies. De retour au laboratoire, ils ont méticuleusement séparé chaque branche et chaque aiguille, pesant le feuillage, les petites brindilles et les branches plus larges pour déterminer la biomasse exacte de chaque arbre.
Avec ces données précises en main, les chercheurs ont développé un nouvel ensemble d'équations locales spécifiquement pour ces peuplements gérés. Contrairement aux formules nationales, qui reposent principalement sur la largeur du tronc et la hauteur, les nouveaux modèles locaux intègrent le pourcentage de l'arbre couvert de branches vivantes. Ce détail s'est avéré crucial. L'étude a révélé que les arbres dans les parcelles éclaircies possédaient significativement plus de feuillage et de poids de branches que les arbres non éclaircis de même largeur de tronc. Parce que l'éclaircie a réduit la compétition pour la lumière du soleil, ces arbres ont conservé davantage de leurs branches inférieures et ont développé des cimes plus fournies. Les équations locales, qui tenaient compte de ce surplus de verdure, prédisaient le poids de ces arbres avec une grande précision.
Lorsque les chercheurs ont appliqué les équations nationales standards aux mêmes arbres, les résultats ont été étonnamment différents. Pour les arbres non éclaircis, densément regroupés, les formules nationales fonctionnaient très bien, correspondant étroitement aux prédictions locales. Cependant, dans les peuplements éclaircis, les formules nationales sous-estimaient systématiquement la quantité de biomasse. En moyenne, elles calculaient environ 14 % de moins de feuillage et 7 % de moins de poids de branches que ce qui était réellement présent. Les modèles nationaux ne parvenaient pas à capturer les changements structurels causés par le traitement d'éclaircie. Ils semblaient supposer qu'un arbre avec une certaine largeur de tronc aurait une couronne plus petite, ne réalisant pas que l'arbre géré avait été libéré de la compétition et avait grandi beaucoup plus large et fourni.
Les implications de cette divergence sont significatives. Si les gestionnaires forestiers et les climatologues utilisent les formules standards pour les forêts éclaircies, ils sous-estimeront systématiquement la quantité de carbone que ces forêts stockent. De plus, du point de et de la sécurité incendie, cette sous-estimation est dangereuse. La charge de combustible de la canopée est un facteur critique pour prédire la hauteur qu'un feu pourrait atteindre et la vitesse à laquelle il pourrait se propager. En sous-estimant le poids des branches et des aiguilles, les formules nationales pourraient conduire à une sous-estimation du risque d'incendie dans ces paysages gérés. L'étude conclut que, bien que les formules nationales larges soient robustes pour les forêts naturelles non gérées, elles ne sont pas suffisantes pour les forêts intensivement gérées qui constituent une grande partie de l'offre de bois. Pour obtenir une image précise de la biomasse, du carbone et du risque d'incendie dans ces zones, les scientifiques doivent utiliser des équations développées localement qui reconnaissent comment la gestion humaine remodèle l'architecture même de la forêt.
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