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3.1 : Pourquoi le diamètre de l'arbre ? - La biologie


En plus de satisfaire notre curiosité innée quant à la taille des arbres, mesurer le diamètre des arbres peut nous en dire beaucoup sur un peuplement forestier. De plus, le diamètre de l'arbre est nécessaire pour déterminer le volume de bois d'un arbre.

Regardez la « courbe de distribution du diamètre » dans la figure 3.1 ci-dessous. Sans être jamais allé à ce stand, que pouvez-vous en déduire en regardant le graphique ? La courbe indique qu'il y a beaucoup d'arbres de petit diamètre autour de 14", un groupe de grands arbres autour de 32", et une poignée d'arbres avec des diamètres de plus de 50". Les regroupements indiquent-ils des cohortes d'âge différentes? Le peuplement s'approche-t-il d'un état de vieillesse? Si nous regardons de plus près les données, nous voyons que les petits arbres sont des espèces tolérantes à l'ombre, et le douglas moins tolérant a tendance à appartenir aux classes de taille plus grandes. Qu'est-ce que ça peut te dire ?

Graphique 3.1. Arbres par classe de diamètre. Données recueillies par la classe de sylviculture de la CSMC en janvier 2001.


L'apparition d'anneaux dans une section en X est due au schéma de croissance de l'arbre. Dans les régions qui ont des saisons, les arbres pousseront très rapidement au printemps et ensuite moins rapidement à la fin de l'été. La croissance plus rapide du début du printemps crée de grandes cellules de couleur claire, la zone de couleur plus claire est appelée bois initial ou bois de printemps. La croissance estivale, plus lente, produit des cellules plus petites et de couleur plus foncée, ces régions sombres sont appelées bois final, ou bois d'été. Les cercles créés par l'alternance du bois d'été et du bois de printemps sont appelés anneaux annuels. La couche de croissance la plus ancienne est au centre et les anneaux de croissance les plus récents sont les plus proches de l'écorce. Compter les anneaux peut vous donner une estimation de l'âge de l'arbre. Cette méthode n'est cependant pas infaillible. Certaines conditions environnementales peuvent faire pousser l'arbre plus d'une fois au cours d'une saison de croissance, et ainsi produire de faux cernes.

La largeur des anneaux vous donne des indices sur la façon dont la saison de croissance était favorable. Si les conditions environnementales étaient bonnes (beaucoup d'eau et de soleil), les anneaux de croissance seront larges. Si les conditions n'étaient pas aussi favorables au cours de l'année, les cernes de croissance seront plus étroits.

La forme des cercles concentriques (anneaux annuels) peut également vous indiquer dans quelles conditions l'arbre a vécu. Dans des conditions normales, les anneaux seront dans des cercles presque parfaits. Parfois, les arbres ne poussent pas de manière régulière, ce qui rend les anneaux irréguliers. Imaginez si un arbre poussait à côté d'un rocher et qu'il devait pousser autour de l'obstacle : les anneaux résultants seraient un peu déséquilibrés.

De plus, si un arbre est endommagé à l'extérieur, au fur et à mesure qu'il grandit, ces dommages deviendront une cicatrice à l'intérieur. Les dommages peuvent provenir d'une coupure, d'un incendie ou d'une maladie.


Leçon 3.1

Les élèves passeront en revue les éléments de base d'un insecte et découvriront les caractéristiques anatomiques d'une abeille. La deuxième partie de la leçon se concentre sur les moyens d'identifier une abeille mellifère d'autres insectes piqueurs, ainsi que les différences de comportement entre les abeilles mellifères africanisées et européennes.

Préparation de l'enseignant :

  • Dupliquer les matériaux appropriés.
  • Rassemblez les matériaux et les livres restants (voir Bibliographie).

Supports pédagogiques :

  1. Affiche 1. Abeille à miel collectant du pollen
  2. Affiche 3. Reine des abeilles et ouvrières sur un peigne
  3. Affiche 4. Abeilles et guêpes communes
  4. AHB et EHB en plastique
  5. Nid d'abeille en plastique, ou réel si disponible

Activité d'introduction (45 minutes)

Expliquez à vos élèves que plus d'un million d'espèces d'insectes ont été formellement décrites et que bien d'autres n'ont pas encore été identifiées. Pour pouvoir les suivre tous, les scientifiques disposent d'un système de classification.

Expliquez que tous les animaux sont classés en fonction de leur apparence, de leur comportement et de la façon dont leur corps fonctionne par rapport aux autres corps d'autres organismes. Expliquez qu'aujourd'hui, la plupart des scientifiques conviennent qu'il existe cinq grands groupes d'organismes appelés Royaumes : Monera (bactéries), Protista (autres organismes unicellulaires), Fungi (champignons, moisissures et levures), Plantae (plantes) et Animalia (animaux). Demandez aux élèves s'ils connaissent le nom du royaume auquel appartiennent les insectes. (Animalia, le même royaume que les humains.)

Les organismes sont encore divisés au sein de chaque royaume. Écrivez "Le roi Phillip est venu de la Grande Espagne" ou "Le roi Phillip est venu pour l'épée de George" au tableau. Expliquez que cette chansonnette nous aide à nous souvenir des niveaux d'organisation : Royaume, Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce.

Par exemple, l'abeille mellifère est :

Royaume : Animalia

Embranchement : Arthropodes

Classe : Insecta

Ordre : Hyménoptères

Famille : Apidae

Genre : Apis

Espèce : mellifera

  1. Avoir un squelette externe dur, appelé exosquelette.
  2. Avoir les bras et les jambes articulés.
  3. Ne pas avoir de colonne vertébrale ou de moelle épinière. Découvrez si les élèves peuvent énumérer d'autres membres du groupe des arthropodes en plus des insectes. (araignées, mille-pattes, mille-pattes, crabes, homards, scorpions, etc.)

Demandez aux élèves quelles caractéristiques physiques partagent tous les membres de la classe Insecta ou insectes. (trois parties du corps, six pattes) Demandez aux élèves de nommer les trois segments du corps d'un insecte. (tête, thorax, abdomen)

Passez en revue les fonctions des trois principales parties du corps de l'abeille à l'aide de la fiche d'information n° 2, le corps de l'abeille.

Activité 2 Identification des abeilles et des guêpes (20 minutes)

À l'aide de l'image en couleur des divers insectes piqueurs (affiche 4) et de la fiche d'information sur l'identification des insectes piqueurs 20, demandez aux élèves d'identifier chaque espèce. Animez une brève discussion sur ce que les élèves peuvent penser de ces insectes piqueurs. Encouragez-les à décrire les différences qu'ils voient parmi les insectes. Demandez-leur quel genre de choses ils pourraient rechercher pour aider à identifier ces insectes dans la nature (c.-à-d. forme, couleur, comportement, nids, habitat.)

Activité 3 Biologie des abeilles (60 minutes)

Demandez aux élèves de lire sur les abeilles mellifères pour mieux comprendre leur biologie. Distribuez les fiches d'information 1 à 5 ou demandez aux élèves de rechercher eux-mêmes l'information dans les livres (consultez la 4e à la 6e année, leçon 2.2 page 2 pour les questions à présenter.) Montrez le nid d'abeilles en plastique et les affiches. Insistez sur les bienfaits des abeilles mellifères pour les humains. Les abeilles fournissent du miel et pollinisent les cultures. Demandez aux élèves de présenter des rapports écrits ou oraux sur ce qu'ils ont appris.

Activité 4 Abeilles européennes et abeilles africanisées (40 minutes)

Présentez aux élèves les abeilles africanisées. Faites circuler l'abeille mellifère africanisée (AHB) et l'abeille mellifère européenne (EHB) en plastique et soulignez que bien que les deux abeilles se ressemblent (seul un expert utilisant un équipement sophistiqué peut les distinguer), l'abeille mellifère africanisée est connue pour se comporter différemment .

Demandez aux élèves de lire les feuillets d'information 19, 20 et les quatre bulletins d'information inclus dans l'annexe. Demandez-leur d'identifier les similitudes et les différences entre les abeilles mellifères africanisées et les abeilles mellifères européennes. Encouragez les élèves à poser des questions sur la sécurité des abeilles mellifères africanisées. Demandez-leur ce qu'ils feraient en cas d'urgence. Demandez aux élèves d'inventer et de jouer différents scénarios de piqûre, allant de marcher sur une abeille dans la cour arrière, à éveiller une colonie entière d'abeilles africanisées. Assurez-vous que tout le monde sache qu'environ trois pour cent de la population est allergique aux piqûres d'abeilles et que les personnes allergiques doivent consulter immédiatement un médecin, quel que soit le nombre de fois qu'elles ont été piquées.

Encouragez les élèves à partager ce qu'ils ont appris avec les autres, soit en faisant des présentations à des classes plus jeunes, à des groupes de jeunes ou d'églises, ou à leurs familles.

Prolongations :

  • Si votre école a accès à Internet, demandez aux étudiants de visiter la page d'accueil du laboratoire USDA Carl Hayden Honey Bee à http://gears.tucson.ars.ag.gov/ et l'arbre de vie (classification), qui réside à l'université de l'Arizona http://phylogeny.arizona.edu/tree/phylogeny.html.
  1. Ouvrier
  2. reine
  3. Drone
  4. Larve(e)
  5. Pupe(e)
  6. Nichée
  7. Abeille nourrice
  8. Cellules
  9. Peigne
  10. Royaume
  11. Phylum
  12. Classer
  13. Commander
  14. Famille
  15. Arthropode

Monkeyshines Goes Buggy, édité par Phyllis Barkas. Illustré par John Grigni. Publié par Mon keyshines Publications, Greensboro, N.C., 1992.

Vivre avec des abeilles tueuses, par G. Flakus, publié par Quick Trading Co., San Francisco, C.A., 1993.

L'abeille à miel "Africaine", éditée par D. Fletcher et M. Breed. Publié par Westview Press, Boulder, C.O., 1987.

Le monde fascinant des abeilles, par A. Julivert. Publié par Barrons, N.Y., 1991.

Les abeilles et l'apiculture, par R.A. Morse. Publié par Comstock Publishing Assoc. de Cornell Univ. Press, Ithaca, N.Y., 1975.

Le guide complet de l'apiculture, par R.A. Morse. Publié par E.P. Dutton, N.Y., 1986.

L'écologie des abeilles mellifères, par Tom Seeley. Publié par Princeton University Press, Princeton, N.J., 1985.

Toutes sortes d'abeilles, par D. E. Shuttlesworth. Publié par Random House, N.Y., 1967.

Biologie de l'abeille mellifère, par M. L. Winston. Publié par Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1987.

L'abeille africanisée dans les Amériques, par M. L. Winston. Publié par Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1992.


Lisez le nombre, en pouces, où le ruban à mesurer atteint le point de départ et la fin du ruban. Ce nombre est la circonférence de l'arbre à hauteur de poitrine, qui sera utilisé pour calculer le diamètre de l'arbre.

À l'aide d'une calculatrice, utilisez une formule de mesure d'arbre simple pour déterminer le diamètre de l'arbre. Divisez simplement la circonférence de l'arbre par 3,14, ou Pi. Le nombre résultant est le DHP de l'arbre. Par exemple, si la circonférence d'un arbre est de 22 pouces, son diamètre correspondant est d'environ 7 pouces.


Comment mesurer le DHP

Il existe au moins trois appareils que vous pouvez utiliser pour mesurer le diamètre d'un arbre. L'appareil le plus couramment utilisé est un ruban de diamètre qui se lit directement dans une mesure de diamètre par incréments donnés de votre unité de mesure préférée (pouces ou millimètres). Il y a des pieds à coulisse qui épousent l'arbre et la mesure est lue à l'aide de l'échelle du pied à coulisse. Il existe également le bâton Biltmore qui est conçu pour utiliser un angle de visée à une distance donnée de l'œil et lit la visée du tronc gauche et droit.

Mesurer le diamètre d'un arbre de forme normale est simple. Il existe d'autres situations dans lesquelles la mesure du DHP doit être traitée différemment.


3.1 : Pourquoi le diamètre de l'arbre ? - La biologie

Cet abécédaire discute de deux approches pour estimer la densité de biomasse des formations ligneuses sur la base des données d'inventaire forestier existantes. La première approche est basée sur l'utilisation d'estimations de volume mesurées existantes (VOB par ha) converties en densité de biomasse (t/ha) en utilisant une variété d'"outils" (Brown et al. 1989, Brown et Iverson 1992, Brown et Lugo 1992, Gillespie et al 1992). La seconde approche estime directement la densité de la biomasse à l'aide d'équations de régression de la biomasse. Ces équations de régression sont des fonctions mathématiques qui relient la biomasse séchée au four par arbre en fonction d'une seule ou d'une combinaison de dimensions d'arbre. Ils sont appliqués aux tables de peuplements ou aux mesures d'arbres individuels dans des peuplements ou des lignes (par exemple, brise-vent, poteaux de clôture vivants, jardins familiaux). L'avantage de cette seconde méthode est qu'elle produit des estimations de biomasse sans avoir à faire d'estimations de volume, suivies de l'application de facteurs d'expansion pour tenir compte des composantes des arbres non inventoriées. L'inconvénient est qu'un plus petit nombre d'inventaires rapportent des tableaux de peuplement à des classes de petit diamètre pour toutes les essences. Ainsi, tous les pays des tropiques ne sont pas couverts par ces estimations. Pour utiliser l'une ou l'autre de ces méthodes, l'inventaire doit inclure toutes les espèces d'arbres. Il n'y a aucun moyen d'extrapoler à partir d'inventaires qui ne mesurent pas toutes les espèces.

L'utilisation des données d'inventaire forestier résout bon nombre des problèmes rencontrés dans les études écologiques. Les données des inventaires forestiers sont généralement plus abondantes et sont collectées à partir de vastes zones d'échantillonnage (du niveau infranational au niveau national) en utilisant une méthode d'échantillonnage planifiée conçue pour représenter la population d'intérêt. Cependant, les inventaires ne sont pas sans problèmes. Les problèmes typiques incluent :

· Les inventaires ont tendance à être menés dans des forêts considérées comme ayant une valeur commerciale, c'est-à-dire des forêts fermées, sans tenir compte des forêts ouvertes et plus sèches ou des terres boisées dont tant de personnes dépendent pour le bois non industriel.

· Le diamètre minimum des arbres inclus dans les inventaires est souvent supérieur à 10 cm et parfois jusqu'à 50 cm, ce qui exclut les arbres plus petits qui peuvent représenter plus de 30 % de la biomasse.

· La classe de diamètre maximum dans les tables de peuplement est généralement ouverte avec des arbres de plus de 80 cm de diamètre souvent regroupés en une seule classe. La distribution réelle du diamètre de ces grands arbres affecte considérablement la densité de la biomasse aérienne.

· Toutes les espèces d'arbres ne sont pas incluses, seules celles perçues comme ayant une valeur commerciale au moment de l'inventaire.

· Les rapports d'inventaire omettent souvent des données critiques et, dans la plupart des cas, les mesures sur le terrain ne sont pas archivées et sont donc perdues.

· La définition du volume inventorié n'est pas toujours cohérente.

· Très peu d'informations descriptives sont fournies sur l'état réel des forêts, elles sont souvent décrites comme primaires, mais les distributions de diamètre et les volumes suggèrent le contraire (par exemple, Brown et al. 1991, 1994).

· De nombreux inventaires sont anciens, datant des années 1970 ou avant, et les forêts peuvent avoir disparu ou changé.

Malgré les problèmes ci-dessus, de nombreux inventaires sont très utiles pour estimer la densité de la biomasse des forêts. Dans les deux sections suivantes, les détails des méthodes d'utilisation des données d'inventaire forestier existantes pour l'estimation de la densité de la biomasse sont présentés.

La méthode présentée ici est basée sur les données existantes de volume par ha et est mieux utilisée pour les forêts fermées secondaires à matures uniquement, poussant dans des climats humides à secs. Il ne devrait être utilisé que pour les forêts fermées car la base de données originale utilisée pour développer cette approche était basée sur les forêts fermées. La principale donnée nécessaire à cette approche est la VOB/ha, c'est-à-dire le volume inventorié sur l'écorce du fût libre, c'est-à-dire de la souche ou du contrefort à la pointe de la couronne ou à la première branche principale. Le volume inventorié doit comprendre tous les arbres, qu'ils soient actuellement commerciaux ou non, d'un diamètre minimum de 10 cm à hauteur de poitrine ou au-dessus des contreforts si celui-ci est plus élevé. Si le diamètre minimum est un peu plus grand, les informations VOB/ha peuvent être utilisées avec quelques ajustements comme indiqué ci-dessous. Cependant, de tels ajustements aux données primaires introduisent des erreurs plus importantes dans l'estimation.

La densité de biomasse peut être calculée à partir de VOB/ha en estimant d'abord la biomasse du volume inventorié puis en "étendant" cette valeur pour prendre en compte la biomasse des autres composants aériens comme suit (Brown et Lugo 1992) :

Densité de la biomasse aérienne (t/ha) = VOB * WD * BEF

WD = densité moyenne du bois pondérée en volume (1 de biomasse séchée au four par m 3 de volume vert)

BEF = facteur d'expansion de la biomasse (rapport de la biomasse étuvée aérienne des arbres à la biomasse étuvée du volume inventorié)

La densité du bois est définie ici comme la masse séchée au four par unité de volume vert (soit en tonnes/m 3 soit en grammes/cm 3 ). Les densités de bois des arbres des forêts tropicales américaines ont tendance à être rapportées dans ces unités. En revanche, peu de données sur la densité du bois pour les arbres en Afrique tropicale et en Asie sont exprimées dans ces unités (Reyes et al. 1992). Au contraire, la densité du bois est exprimée en unités de masse de bois à 12% d'humidité par unité de volume à 12% d'humidité. Une équation de régression a été développée par Reyes et al. (1992) pour convertir la densité du bois basée sur la teneur en humidité de 12 % en densité du bois basée sur la masse séchée au four et le volume vert (Eq. 3.1.2).

(r 2 = 0,99 nombre de points de données n = 379)

Y = densité du bois basée sur la masse sèche au four/volume vert

X = densité du bois basée sur 12% d'humidité

Idéalement, une valeur de densité du bois moyenne pondérée (basée sur la dominance de chaque espèce mesurée en volume) est utilisée ici au mieux, calculée comme suit.

V 1 , V 2 . Vn = volume d'espèce 1, 2. à la nième espèce

V t = volume total WD 1 WD 2 . Wd n = densité du bois des essences 1, 2. à la nième essence

Cependant, des données suffisantes sur la densité du bois des espèces forestières pour effectuer de tels calculs ne sont pas toujours disponibles. Dans ces situations, il est préférable d'estimer une densité de bois moyenne pondérée basée sur des essences connues, en utilisant une moyenne arithmétique du tableau ci-dessous pour des essences inconnues. Les données sur la densité du bois pour 1180 espèces d'arbres tropicaux sont données à l'annexe 1.

La moyenne arithmétique et les valeurs de densité du bois les plus courantes (t/m 3 ou g/cm 3 ) pour les essences tropicales par région

Forêts feuillues : Le facteur d'expansion de la biomasse est défini comme : le rapport de la densité totale de biomasse aérienne sèche au four d'arbres ayant un dhp minimum de 10 cm ou plus à la densité de biomasse sèche au four du volume inventorié. De tels ratios ont été calculés à partir de sources d'inventaire pour de nombreux types de forêts de feuillus (jeunes secondaires à matures) poussant dans des climats humides à saisonniers secs à travers les tropiques. Des données suffisantes ont été incluses dans ces sources d'inventaire pour calculer indépendamment la densité de la biomasse aérienne et la biomasse du volume inventorié (Brown et al. 1989). Le volume inventorié rapporté dans les études était basé sur la définition donnée ci-dessus. L'analyse de ces données montre que les BEF sont significativement liés à la biomasse correspondante du volume inventorié selon les équations suivantes (Brown et Lugo 1992) :

(taille de l'échantillon = 56, r ajusté 2 = 0,76)

BV = biomasse du volume inventorié en t/ha, calculée comme le produit de VOB/ha (m 3 /ha) et de la densité du bois (t/m 3 )

Forêts de conifères : Aucun modèle de calcul des facteurs d'expansion de la biomasse pour les forêts de conifères indigènes n'est disponible à l'heure actuelle en raison du manque général de données suffisantes pour le type d'analyse effectuée pour les forêts de feuillus. Cependant, on pourrait s'attendre à ce que les BEF pour les forêts de pins tropicaux varient moins que pour les forêts de feuillus en raison du modèle de ramification généralement similaire présenté par différentes espèces de pins. Les facteurs d'expansion de la biomasse ont été calculés sur la base d'une base de données limitée de 12 peuplements de Pinus oocarpa poussant au Guatemala (Peters 1977) et la méthodologie donnée dans Brown et al. (1989). Le volume inventorié dans ce cas a été défini comme le volume sur écorce/ha de la souche à la pointe de l'arbre, c'est-à-dire la tige principale basée sur la hauteur totale. Les volumes de ces peuplements variaient de 64 à 331 m 3 /ha. Les BEF basés sur la biomasse du tronc principal variaient de 1,05 à 1,58, avec une moyenne de 1,3 (erreur type de 0,06). Aucune relation significative entre le BEF et la biomasse de la tige principale n'a été obtenue. Jusqu'à ce que des données supplémentaires soient disponibles, un FEB de 1,3 peut être utilisé, avec prudence, pour l'estimation de la biomasse des forêts de pins.

Pour démontrer l'application de cette méthodologie, la densité de la biomasse aérienne est calculée pour les exemples suivants :

Forêt feuillue avec un VOB = 300 m 3 /ha et une densité moyenne pondérée du bois WD = 0,65 t/m 3

Étape 1 Calculer la biomasse de VOB : = 300 m 3 /ha x 0,65 t/m 3 = 194 t/ha

Étape 2 Calculer le BEF (Eq. 3.1.4) : BV > 190 t/ha, donc BEF = 1,74

Étape 3 Calculer la densité de la biomasse aérienne (Eq. 3.1.1) : = 1,74 x 300 x 0,65

= 338 t/ha

Forêt feuillue avec un VOB = 150 m 3 /ha et une densité moyenne pondérée du bois, WD = 0,55 t/m 3

Étape 1 Calculer la biomasse de VOB : = 150 m 3 /ha x 0,55 t/m 3 = 82,5 t/ha

Étape 2 Calculer le BEF (Eq. 3.1.4) : BV < 190 t/ha, donc BEF = 2,66

Étape 3 Calculer la densité de la biomasse aérienne (Eq. 3.1.1) : = 2,66 x 150 x 0,55

= 220 t/ha

Comme on peut le voir à partir de ces deux exemples, bien qu'il y ait une différence de deux fois dans VOB/ha, il n'y a qu'une différence de 1,5 fois dans la densité de la biomasse aérienne.

Les inventaires forestiers rapportent souvent des volumes selon des normes différentes, par exemple des diamètres minimaux supérieurs à 10 cm. Ces inventaires sont peut-être les seuls disponibles, et il est donc important qu'un moyen d'unifier les données de volume selon une sorte de norme soit développé afin que ces inventaires puissent être utilisés pour estimer la densité de la biomasse.

Dans une tentative d'unification des données sur le volume inventorié mesuré à un diamètre minimum supérieur à 10 cm, des facteurs d'expansion de volume (VEF) ont été développés (Brown 1990). Après 10 cm, un diamètre minimum commun pour les volumes inventoriés est compris entre 25 et 30 cm. Les données des inventaires qui rapportaient des volumes à des diamètres minimaux dans cette plage ont été combinées en un seul ensemble de données pour obtenir un nombre suffisant d'études pour l'analyse. Le VEF est défini ici comme le rapport du volume inventorié pour tous les arbres d'un diamètre minimum de 10 cm et plus (VOB 10 ) au volume inventorié pour tous les arbres d'un diamètre minimum de 25-30 cm et plus (VOB 30 ). L'incertitude liée à l'extrapolation du volume inventorié sur la base d'un diamètre minimum supérieur à 30 cm au volume inventorié à un diamètre minimum de 10 cm est susceptible d'être importante et n'est pas suggérée. Les estimations des VEF étaient basées sur quelques inventaires d'Asie tropicale et d'Amérique qui ont fourni suffisamment de détails pour cette analyse (voir Brown 1990). Les facteurs d'expansion de volume basés sur ces inventaires variaient d'environ 1,1 à 2,5, et ils étaient liés au VOB 30 comme suit :

VEF = Exp <1.300 - 0.209*Ln(VOB 30 )>pour VOB 30 < 250 m 3 /ha = 1.13 pour VOB 30 > 250 m 3 /ha

(taille de l'échantillon = 66, ajusté r 2 = 0,65)

Pour démontrer l'utilisation de ce facteur de correction pour estimer la densité de la biomasse, considérons l'exemple suivant :

Forêt feuillue avec un VOB 30 = 100 m 3 /ha et une densité moyenne pondérée du bois WD = 0,60 t/m 3

Étape 1 Calculez le VEF à partir de l'Éq. 3.1.5 : = 1,40

Étape 2 Calculer VOB 10 : = 100 m 3 /ha x 1,40 = 140 m 3 /ha

Étape 3 Calculer la biomasse de VOB 10 : = 140 m 3 /ha x 0,60 t/m 3 = 84 t/ha

Étape 4 Calculez le BEF à partir de l'équation. 3.1.4 : BV < 190 t/ha, donc BEF = 2,64

Étape 5 Calculer la densité de la biomasse aérienne (Eq. 3.1.1) : = 2,64 x 140 x 0,60

Aucune approche générale pour estimer la densité de la biomasse aérienne des forêts claires et des terres boisées basée sur le volume inventorié n'a été développée en raison du manque général de données appropriées. La méthode décrite ci-dessus pour les forêts fermées n'est généralement pas applicable car les arbres ont des schémas de ramification différents (souvent à plusieurs troncs) et le volume inventorié des forêts ouvertes et des terres boisées est généralement mesuré selon des normes différentes de celles des forêts fermées. Par exemple, les inventaires effectués dans les forêts claires et les terres boisées rapportent généralement le volume inventorié par ha à des diamètres minimaux inférieurs à 10 cm, et incluent également souvent le volume des branches. Des travaux antérieurs suggéraient que la densité totale de la biomasse aérienne des forêts ouvertes pourrait être jusqu'à trois fois le volume inventorié (Brown et Lugo 1984), mais des essais supplémentaires sur le terrain seraient nécessaires pour le confirmer. Il est recommandé d'utiliser l'approche décrite à la section 3.2 (suivante) pour estimer la densité de la biomasse aérienne pour les forêts ouvertes et les terres boisées.

Une autre estimation de la densité de la biomasse est dérivée de l'application des équations de régression de la biomasse aux peuplements. La méthode consiste essentiellement à estimer la biomasse par arbre moyen de chaque classe de diamètre (diamètre à hauteur de poitrine, dhp) de la table de peuplement, en la multipliant par le nombre d'arbres de la classe et en additionnant toutes les classes. Un problème clé est le choix du diamètre moyen pour représenter la classe de dhp. Pour les classes de petit dhp (10 cm ou moins), le point médian de la classe a été utilisé (par exemple, Brown et al. 1989). Le diamètre moyen quadratique d'une classe de dhp serait un meilleur choix, en particulier pour les classes de diamètre plus larges. Si la surface terrière pour chaque classe de dhp est connue, le diamètre moyen quadratique (QSD) des arbres de la classe, ou le dhp d'un arbre de surface terrière moyenne dans la classe, doit être utilisé à la place. Pour calculer le QSD, divisez d'abord la surface terrière de la classe de diamètre par le nombre d'arbres dans la classe pour trouver la surface terrière de l'arbre moyen. Alors le dhp = 2 x . Par exemple, le dhp d'un arbre de surface terrière de 707 cm 2 = 2 x = 30cm.

Les équations de régression de la biomasse pour les forêts de feuillus ont été développées à partir d'une base de données qui comprend des arbres de nombreuses espèces récoltés dans les forêts des trois régions tropicales (un total de 371 arbres avec un dhp allant de 5 à 148 cm provenant de dix sources différentes voir l'équation de l'annexe 2 3.2.2 dans le tableau ci-dessous a été développé par Martinez-Yrizar et al (1992)). Les équations de régression de la biomasse peuvent fournir des estimations de la biomasse par arbre. La base de données a été stratifiée en trois zones climatiques principales, quelle que soit l'espèce : sèche ou lorsque les précipitations sont considérablement inférieures à l'évapotranspiration potentielle (par exemple <1500 mm de pluie/an et une saison sèche de plusieurs mois), humide ou lorsque les précipitations équilibrent approximativement l'évapotranspiration potentielle ( par exemple 1500-4000 mm de pluie/an et une saison sèche courte à pas de saison sèche), et humide ou lorsque les précipitations dépassent l'évapotranspiration potentielle (par exemple >4000 mm de pluie/an et pas de saison sèche). Ces régimes pluviométriques ne sont que des guides et ne s'appliquent généralement qu'aux conditions de plaine. À mesure que l'altitude augmente, comme dans les zones montagneuses, la température diminue tout comme l'évapotranspiration potentielle et la zone climatique devient plus humide pour une pluviométrie donnée. Par exemple, une pluviométrie annuelle de 1200 mm dans les basses terres serait la zone sèche, mais à environ 2500 m ce serait la zone humide. Par conséquent, le jugement doit être utilisé dans le choix de l'équation appropriée.

Figure 1 - Relation entre la biomasse séchée au four des arbres tropicaux et le dhp pour (a) les équations de régression de la biomasse par toutes les zones climatiques et les arbres avec un dhp compris entre 5 et 40 cm, et (b) les équations pour les zones humides et humides pour les arbres en entier gamme de dhp. Les équations sont données dans la section 3.2.1.

(b) Zones humides et humides

Équations de régression de la biomasse pour estimer la biomasse des arbres tropicaux. Y = biomasse par arbre en kg, D = dhp en cm et BA = surface terrière en cm 2

Aucune des équations de régression ne doit être utilisée pour estimer la biomasse des arbres dont le diamètre dépasse largement la plage des données originales.

une éq. 3.2.1 révisé à partir de Brown et al. (1989) pour la forêt sèche en Inde, et Eq. 3.2.2 de Martinez-Yrizar et al. 1992 pour la forêt sèche au Mexique (équation originale basée sur BA). Pour les zones sèches avec des précipitations inférieures à 900 mm/an, utilisez l'équation 3.2.2 et pour les zones sèches avec des précipitations > 900 mm/an, utilisez l'équation 3.2.1. "exp" signifie "e à la puissance de".

b Les deux équations sont basées sur la même base de données A. J. R. Gillespie, comm. comm. sur la base d'une révision de l'équation de Brown et al. (1989).

c De Brown et Iverson (1992)

L'analyse des bases de données impliquait que les arbres des zones sèches et humides pouvaient être regroupés au sein d'une zone (Brown et al. 1989). Au sein de la zone humide, l'analyse a indiqué que les différentes bases de données n'étaient pas statistiquement homogènes et ne pouvaient théoriquement pas être regroupées. Pour des raisons pratiques, cependant, la zone humide a été considérée comme la population d'intérêt et les différentes bases de données ont été considérées comme des sous-échantillons de cette population. Ainsi, une régression combinée pour les ensembles de données regroupées a été développée (Brown et al. 1989).

Des équations de régression de la biomasse pour plusieurs espèces de pins combinées en une seule base de données ont également été développées. Une méthode simple d'estimation de la biomasse des palmiers a également été développée (Frangi et Lugo 1985).

Forêts de feuillus : les détails de : (1) l'évaluation de plusieurs équations de régression linéaires, non linéaires et non linéaires transformées, (2) le test du comportement des équations, et (3) la sélection des équations finales sont donnés dans Brown et al. . (1989). Une liste des données originales est donnée en annexe 2.

Le comportement de toutes ces équations de régression en fonction du dhp est illustré à la figure 1. L'application des cinq équations de régression pour les classes de diamètre inférieur montre que pour un dhp donné, la biomasse est la plus élevée pour les arbres de la zone humide (Fig. 1a Eq. 3.2. .3 et 3.2.4), suivis des arbres de la zone humide (Eq. 3.2.5) et des arbres de la zone sèche (Eq. 3.2.1 et 3.2.2).

L'équation de régression pour les arbres de la zone sèche donnée par l'Eq. 3.2.1 donne une biomasse par arbre plus élevée pour un diamètre donné que la régression développée pour la zone sèche mexicaine (Eq. 3.2.2 voir Fig. la). Au fur et à mesure que le diamètre des arbres augmente, la différence devient plus grande de sorte que par diamètre 40 cm (la limite supérieure pour les bases de données) la biomasse par arbre basée sur l'Eq. 3.2.1 est environ 1,7 fois plus élevé que celui basé sur l'Eq. 3.2.2. La principale raison de cette tendance est que les arbres utilisés pour développer l'équation. 3.2.1 poussent dans une zone de forêt décidue sèche de l'Inde qui reçoit environ 1200 mm/an de précipitations contrairement aux forêts décidues sèches du Mexique où les précipitations sont en moyenne d'environ 700 mm/an. Le résultat de cette différence de régime pluviométrique est que les arbres mexicains sont plus courts que ceux de l'Inde, et donc la biomasse pour un diamètre donné est moindre. Par exemple, la hauteur des arbres mexicains variait généralement entre 4 et 9 m, avec une hauteur moyenne d'environ 7 m (Martinez-Yrizar et al. 1994), alors que ceux de l'Inde avaient des hauteurs jusqu'à environ 15 m (Bandhu 1973).

La zone de forêt tropicale sèche décrit les zones où les précipitations sont inférieures à 1500 mm/an environ. Pour une zone sèche où les précipitations sont similaires à celles de la zone sèche décidue du Mexique (environ 700 à 900 mm/an ou moins), l'Eq. 3.2.2 pourrait être utilisé. Pour les forêts de la zone sèche situées à l'extrémité la plus humide de la zone, c'est-à-dire des précipitations supérieures à 900 mm/an, l'Eq. 3.2.1 doit être utilisé. Cependant, en raison de la forte variabilité de la biomasse des arbres avec les précipitations dans la zone sèche, il est recommandé de développer des équations de régression de la biomasse locale, ou au moins quelques arbres récoltés pour tester dans quelle mesure les deux équations présentées ici correspondent aux conditions locales.

Les équations de la zone humide (Eq. 3.2.3 et 3.2.4) donnent essentiellement les mêmes estimations de biomasse pour les arbres avec un dhp jusqu'à environ 80 cm (Fig. 1b). Après cette limite de diamètre, les estimations de la biomasse par arbre divergent fortement. Cependant, les estimations de l'Eq. 3.2.4 sont plus proches des données d'origine (cf. Annexe 2) et le r 2 de l'équation de régression est plus élevé que pour l'Eq. 3,2,3 (0,97 contre 0,84). Il n'est pas recommandé d'utiliser l'une des équations de régression pour estimer la biomasse des arbres dont le dhp dépasse largement la plage des données originales. Cependant, si des arbres avec un dhp supérieur à 160 cm environ sont rencontrés dans un inventaire, il est recommandé que l'Eq. 3.2.3 être utilisé pour ces arbres car la fonction se comporte mieux dans ces classes plus grandes. L'équation 3.2.4 est une fonction exponentielle et la biomasse par arbre augmente rapidement aux grands diamètres. Dans la situation idéale où de nombreux arbres avec un dhp supérieur à 150 cm sont rencontrés, de nouvelles mesures sur le terrain de leur biomasse devraient être effectuées (voir section 4.).

Il est important que la biomasse des arbres à grand dhp soit estimée aussi précisément que possible car leur contribution à la biomasse d'un peuplement forestier est bien supérieure à ce que leur nombre suggère. For example, in mature moist tropical forests, the biomass in trees of dbh greater than 70 cm can account for as much as 40% of the stand's biomass density, although the number of these trees corresponds to less than 5% of all trees (Brown and Lugo 1992, Brown 1996).

The regression equation for trees in the wet zone (Eq. 3.2.5) matches the original data well and behaves well at larger diameters. As with the moist equation however, caution should be taken in using the equation much beyond the original data.

Palm trees : In many tropical moist and wet forests, palms are sometimes common. Estimating their biomass is difficult as few studies have been made on this topic. Furthermore, many different species exist with different forms, different proportions of their mass in leaves, and different stem densities. To estimate the biomass of palms, height measurements as well as diameter measurements will be needed. A simple way to estimate their biomass is to compute the volume of the stem as a cylinder (basal area x stem height) and then multiply this by an estimate of the density. Wood density of palms varies considerably by species and within the stem of the same species, and it can range from about 0.25 to almost 1.0 t/m 3 (Rich 1987). The biomass of the leaves also has to be added, which in total may range from 10 to 65% of the stem biomass (Frangi and Lugo 1985, Rich 1986). An alternative approach is to use a regression equation developed for the palm Prestoea montana, a common species in the moist forests of Puerto Rico. Two regression equations were developed, based on either total height or stem height as follows (from Frangi and Lugo 1985):

Y (biomass, kg) = 10.0 + 6.4 * total height (m) n=25, r 2 =0.96

Y (biomass, kg) = 4.5 + 7.7 * stem height (m) n=25, r 2 =0.90

An example is given here to demonstrate the variation in the estimates from the three different methods. For a palm of 15 cm diameter, 15 m total height, and 12 m stem height, the biomass estimates are:

Based on volume: stem volume = 0.21 m 3 , wood density = 0.25 t/m 3 stem mass = 53.0 kg assume leaves are 65% of stem, total biomass = 87 kg

Based on Eq. 3.2.6: total biomass = 86 kg

Based on Eq. 3.2.7: total biomass = 97 kg

The three methods give similar values. Unless the forest is composed mostly of palms, any of these methods would be suitable for estimating biomass of palms scattered throughout moist or wet forests. However, the variation in wood density by species must be taken into consideration higher wood density estimates need to be used for denser species. In the case of forest stands where palms are dominant, local biomass regression equations would need to be developed, or at least measurements of wood density of dominant palm species would need to be measured (see section 4.).

Conifer forests: Few data on the biomass of conifer trees for tropical zones exist. To develop a preliminary biomass regression equation, data on the biomass of harvested pine trees from eight literature sources, including pine forests from the southeastern USA, India, and Puerto Rico were compiled. Several species of pine included in these sources were combined into one data base and analyzed as was done for the broadleaf forests. The resulting equation is:

D = dbh, cm range in dbh = 2-52 cm number of trees =63 adjusted r 2 =0.98

For most situations where an estimate of the biomass density of pine forests is needed, Eq. 3.2.8 can be used. However, if time and resources are available, a local biomass regression equation should be developed.

Below is an example of how to use the biomass regression equations with stand tables. The stand table example is for a moist forest in Ghana. Biomass density of this forest was estimated using the moist equation, Eq. 3.2.3. Maximum diameters are at about the upper limit for this equation (about 150 cm).


How to Measure the Diameter of a Tree

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A tree’s diameter is a useful metric for measuring its size, growth, and volume. You need to know the diameter to calculate the amount of the fertilizer a tree needs and also to determine its value in case you want to sell its wood. Since you probably don’t want to cut down the tree to figure out its diameter, you can measure it with common household items like a ruler or a measuring tape or with professional specialty tools. The diameter should always be measured at diameter breast height (DBH) or 4.5 feet (1.4 m) above the ground.


What Is a Caliper Measurement for a Tree?

A tree?s caliper measurement refers to the diameter of the tree?s trunk. Therefore, a 3-inch caliper tree has a trunk that is 3 inches across. A tree caliper is commonly used to calculate this measurement, especially for trees that do not have very large diameters.

The caliper of a tree?s trunk can be measured at about 6 inches from the ground or from the tree?s base. By calculating the tree?s caliper, an individual can determine if the tree has suitable dimensions for its intended purpose.

Tree calipers can be made of wood, metal or plastic. Their design varies, but they are traditionally composed of a graduated beam with measurement markings, a sliding arm and a fixed arm. These arms grasp the tree trunk, and the caliper measurement can be read on the graduated beam.

For an accurate calculation of asymmetric cross sections, an individual must take several measurements at 4.5 feet, or diameter breast high, known as DBH. These measurements are then averaged for the final calculation.

The caliper of a tree does not determine the tree?s height. The tree?s height range varies according to each type and also each specific tree. For example, an ornamental tree with a 2-inch caliper is probably going to grow to a much shorter height than a shade tree with a 2-inch caliper.


Tree physics determine leaf size

Leaves do not grow indefinitely. At a certain point they reach a given size and then stop growing.

So far scientists have not known why this is so.

Now a Danish researcher at Harvard University has found out what determines the limit of how large leaves can grow.

It turns out that the height of the tree is the determining factor.

&ldquoWe have studied 2,000 different types of trees and found a link between the tree&rsquos height and how large or small their leaves can get,&rdquo says biophysicist Kaare Hartvig Jensen, who works as a postdoc at Harvard.

&ldquoFor instance, a ten-metre tall tree can have leaves that range between one millimetre and one metre in length. A 100-metre tall tree can only have leaves that range between 10 and 20 centimetres in length.&rdquo

The discovery is published in the journal Lettres d'examen physique.

Physics limit leaf size

The link between the size of the tree and the leaves, the new theory states, is associated with the flow of energy-rich sugars in the trees&rsquo vascular system.

That’s why 100-metre tall trees have a lower leaf size limit of 10 cm, while 10-metre tall trees with less resistance in the trunk can make do with tiny leaves of around a millimetre.

All the sugar is produced in the tree&rsquos leaves. It then flows out to the other parts of the tree, such as the trunk and the roots, each of which consumes around a third of the tree&rsquos combined sugar production.

When the tree transports sugar through the leaves and the trunk, some physical factors come into play.

&rdquoThe tree&rsquos vascular network contains two forms of resistance &ndash one in the trunk and one in the leaf. The trunk&rsquos resistance is directly proportional to the height, while the leaf&rsquos resistance is inversely proportional to the length of the leaf,&rdquo explains Jensen.

Simply stated, this means that the taller the tree, the more energy is needed to transport the sugar around the tree. For the leaf, on the other hand, the longer it gets, the less the resistance, and the faster it can transport the sugar down to the trunk.

Taller trees have more uniform leaf sizes

Jensen used these physical factors to create a physical model of the limits to the leaf size at a given tree size.

For trees that are e.g. 100 metres tall, it doesn&rsquot make sense for the tree to produce leaves longer than 20 cm.

Longer leaves would not increase the efficiency and the speed of the sugar transport as the tall tree&rsquos resistance in the trunk sets the limit for the transport speed and efficiency.

A ten-metre tree has a lot less resistance in the trunk, which is why it&rsquos useful for these trees to carry leaves that are up to a metre in length, as they provide great transport efficiency.

The lower size limits of leaves

The same physical properties apply at the other end of the size spectrum.

Here, leaf size needs to be sufficiently large for the strength of its pumping mechanism to make a difference in relation to the trunk resistance.

If the leaf is too small, the sugar simply travels too slowly around the tree.

&rdquoThat&rsquos why 100-metre tall trees have a lower leaf size limit of 10 cm, while 10-metre tall trees with less resistance in the trunk can make do with tiny leaves of around a millimetre.&rdquo

Tree&rsquos maximum height also determined by physics

The curves for maximum and minimum leaf size converge as trees grow taller.

This could well be the reason why trees cannot grow beyond a certain height.

Jensen&rsquos formula predicts that at exactly 106 metres, close to the height of the tallest trees, these curves cross. According to the theory, if a tree were taller than this, no leaf size could meet its vascular requirements.

The tallest trees with &lsquoreal&rsquo leaves are eucalyptus trees. They can grow up to 100-110 metres high with leaves between 10 and 30 cm.


The Diameter Tape and Volume Tables

Tree volume tables are developed to provide an estimated volume of wood in a standing tree for a certain product by simply measuring the diameter and height. Tables are typically developed with diameters listed along the right side of the matrix and heights along the top. Running the diameter row to the correct height column will give you the estimated wood volume.

Tools used to measure the heights of trees are called hypsometers. Clinometers are the height tool of choice for foresters and Suunto makes one of the best.

The traditional measurement is taken at diameter breast height (dbh) or 4.5 feet above level ground.


Voir la vidéo: Arbres phylogénétiques 2 - Interprétation, groupes frères et clades (Décembre 2021).