Quantification of fuelwood potentials from French beech forests : updated allometric modeling tools and robustness to differences in soil fertility

par Astrid Genet

Thèse de doctorat en Sciences forestières

Sous la direction de Pierre Faivre et de Martin Moog.

  • Titre traduit

    Quantification du potentiel bois-énergie des hêtraies françaises : développement d'outils de modélisation allométriques performants et évaluation de leur robustesse par rapport à la fertilité des sols


  • Résumé

    Un jeu d'équation de biomasse robuste a été développé pour le hêtre sur des arbres provenant de trois pays Européens. Les paramètres des modèles sont apparus âge-dépendants, et l'introduction de l'âge des peuplements dans les équations a permis d'en augmenter significativement la performance pour tous les compartiments aériens de l'arbre. Cet effet a été relié à des changements de forme et de densité du bois dans le tronc, et à des changements dans la conductance hydraulique des tissus pour le houppier. L'introduction de l'âge des peuplements parmi les variables prédictives du modèle est la clé de la précision des équations développées, la sylviculture et la fertilité du site étant à l'origine des faibles variations résiduelles. Afin de confirmer ce résultat, nous sommes parvenus à homogénéiser la plupart des équations hêtre publiées en prenant en compte l'âge des peuplements utilisés en calibration donné dans chaque papier original. En perspective, nous avons remarqué que nos résultats suivaient le même schéma que ceux obtenus sur l'Eucalyptus. Sur la base de mesures expérimentales, nous avons évalué l'impact des propriétés du sol sur les schémas de répartition de la biomasse et les immobilisations en éléments minéraux dans l'arbre. Nous avons mis en évidence l'importance de la fertilité des sols lors de l'intensification des prélèvements forestiers pour le bois-énergie. L'exploitation des rémanents, sauf compensée par fertilisation, doit être limitée aux sols riches où les exportations minérales seront compensées par les cycles externes. L'écorçage peut-être une solution pour compenser les pertes en Ca sur sols acides. Enfin, un modèle économique qualitatif met en évidence les déterminants de l'offre et de la demande en bois-énergie. Ces observations ont permis de défini des hypothèses quant aux propriétés d'un modèle économétrique. Il n'a cependant pas pu être ajusté faute de données disponibles. Une réflexion sur la procédure statistique à mettre en œuvre a été menée.


  • Résumé

    Working on European beech, a set of robust biomass allometric equations was developed using trees from hree European countries. Models allometric parameters were round to vary with stand age and its introduction in the equations significantly improved the performances of aboveground biomass equations. Age effect was related to changes in bath form and wood density of the trunk and to changes in hydraulic conductance of the crown. Introducing stand age among the parameters is the key of the accuracy of our equations, management option and stand fertility standing for the low residual variations. To confirm this result, we were able to homogenize most of the published biomass equations by accounting for the stand age given in each original paper. With stand age in perspective, we noticed that our results matched the patterns observed for Eucalyptus. At a larger scale and based on experimental measurements, we assessed the impact of varying soil properties on biomass partitioning pattern and nutrient immobilisations in tree. Using the model we developed, we highlighted the importance of considering soil fertility when planning intensified harvesting practices, particularly in the case of fuelwood-oriented scenarios. The removal of forest residues, unless compensated by fertilisation, should be considered carefully and limited to nutrient-rich soils where external inputs could guarantee the durability of the nutrient cycle. By debarking stem, Ca exportations on critical acid soils can be seriously limited. On soils we studied along the pedosequence, whole tree harvesting scenarios could be considered on rendisol-calcisols and oligosatured-brunisols. In a last time, we were interested in assessing social implications of the system studied. A qualitative economic model highlighting the economic, social and environmental determinants of supply and demand for fuelwood was established. Hypotheses regarding the properties of an econometric model were drawn from those observations. Model specifications could not be tested because available information was not sufficient to carry on with robust econometric estimation. A reflexion about implementable statistical procedure was carried out. A system GMM approach seems indicated in this context.

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  • Détails : 1 vol. (215 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.[203]-212. Index

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