État sanitaire et croissance radiale des arbres : Analyse spatiale et temporelle des données du réseau systématique de suivi des dommages forestiers

Health status and radial growth of trees : Spatial and temporal analysis of data from the systematic forest damage monitoring network

• Auteur / Autrice : Clara Tallieu
• Direction : Nathalie Bréda, Vincent Badeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Silva (Lorraine)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Marçais
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Bréda, Vincent Badeau, Georges Kunstler, Caroline Vincke, Mathieu Jonard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Georges Kunstler, Caroline Vincke

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dégradation forestière

Effets de la sécheresse

Arbres

Écologie des forêts

Diagnostic foliaire

Dendrochronologie

Mots clés libres

Dendrochronologie

Déficit foliaire

Climat

Sécheresse

Random Forest

Dendrochronology

Crown condition

Climate

Drought

Random Forest

Résumé

Depuis 30 ans, les mesures annuelles de déficit foliaire des arbres sur la partie française du réseau européen de suivi des dommages forestiers (ICP Forests, niveau 1), constituent la base du suivi de l’état de santé des forêts. Pourtant, l’utilisation du déficit foliaire comme indicateur de l’état de santé de l’arbre est régulièrement remise en cause pour des raisons méthodologiques mais aussi en raison du manque de connaissances sur le déterminisme du déficit foliaire et de son impact fonctionnel sur l’arbre. Dans ce contexte, au travers des notations de déficit foliaire de 9 essences (feuillues et résineuses) réparties sur plus de 300 placettes en France, nous avons 1) décrit et interprété les variations spatiales et interannuelles de déficit foliaire, en plus de 2) discuté de l’utilisation du déficit foliaire comme indicateur de l’état sanitaire des arbres à partir de l’analyse conjointe des variations interannuelles de déficit foliaire et de croissance radiale. L’analyse des variations géographiques du déficit foliaire a montré de multiples relations avec les facteurs édaphiques et climatiques, mais avec un pouvoir explicatif relativement modéré. L’analyse des variations interannuelles de déficit foliaire a permis de confirmer que les facteurs climatiques de l'année précédente contrôlent les variations interannuelles de déficit foliaire. Cependant, comparativement à la croissance radiale, le déficit foliaire présente une réponse au climat moins dynamique et peu cohérente entre arbres d’une même placette. L’analyse conjointe des deux signaux a montré l’existence d’un lien ténu entre la croissance et le déficit foliaire. Nous avons pu mettre en évidence une diminution de la croissance de l’arbre dans le cas de déficit foliaires importants lors d’années d’aléas climatiques extrêmes (sec ou froid). Cependant, l’introduction du déficit foliaire en tant que prédicteur de la croissance radiale n’a eu que peu ou pas d’effet significatif pour le hêtre et le sapin. Enfin, la mise en évidence de l’influence majeure de l’âge sur la notation du déficit foliaire empêche l’interprétation de déficit foliaire brut comme indicateur de la santé de l’arbre.

For the past 30 years, annual visual assessments of crown condition, on the French part of the transnational monitoring network (ICP Forests, level 1), was essential for monitoring forest health. However, the use of crown condition as an indicator of tree health is regularly questioned for methodological reasons but also because of the lack of knowledge on the determinism of crown condition and its functional impact on the tree. In this context, and through the records of 9 tree species’ crown condition (deciduous and coniferous) spread over more than 300 plots in France, we have 1) described and interpreted the spatial and inter-annual variations of leaf loss, in addition to 2) discussing the use of crown condition as an indicator of tree health status based on the joint analysis of inter-annual variations of leaf loss and radial growth. The analysis of spatial variations in crown condition between plots showed multiple relationships with edaphic and climatic factors, but with relatively moderate explanatory power. The study of inter-annual variations in crown condition confirmed that the climatic factors of the previous year control crown condition of the current year. However, compared to radial growth, crown condition presents a less dynamic and inconsistent response to climate between trees in the same plot. The joint analysis of the two signals showed the existence of a weak link between growth and crown condition. We only observed a decrease in tree growth in the case of important leaf loss during years of extreme climatic hazards (dry or cold). However, the introduction of leaf loss as a predictor of radial growth had little or no significant effect for beech and fir. Finally, the evidence of the major influence of age on leaf loss precludes the interpretation of raw crown condition as an indicator of tree health.