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Rau, E-Ping. Rôle de la perturbation par le vent dans les forêts tropicales via un modèle dynamique de végétation et l'observation satellitaire

Rau, E-Ping (2022). Rôle de la perturbation par le vent dans les forêts tropicales via un modèle dynamique de végétation et l'observation satellitaire.

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Résumé en francais

Les perturbations naturelles ont une influence importante sur la structure, la composition et le fonctionnement des forêts tropicales et un rôle dans la régulation des cycles biogéochimiques. La fréquence et l'intensité des perturbations naturelles sont modifiés par les changements climatiques : une meilleure connaissance de leur mécanisme d'action est nécessaire pour prédire les conséquences de cette modification. La modélisation permet d'évaluer le rôle de chacun des processus écologiques et leur lien avec les facteurs environnementaux. Les outils de la télédétection nous informent sur la structure et le fonctionnement des forêts à large échelle, et peuvent être utiles à la calibration et la validation des modèles de végétation. Dans cette thèse, j'ai employé ces deux approches pour examiner comment les forêts tropicales sont façonnées par les perturbations naturelles, notamment le vent, qui est un facteur majeur de perturbation dans de nombreuses régions tropicales. Dans un premier temps, j'ai évalué la transférabilité d'un modèle individu-centré et spatialement explicite via un test de sensibilité et la calibration des paramètres globaux. Le modèle prédit correctement la structure de la forêt sur deux sites contrastés, et sa réponse est cohérente avec les variations du forçage climatique. La calibration d'un petit nombre de paramètres clés a été nécessaire, dont notamment celui qui contrôle la mortalité. Pour étudier la sensibilité du modèle à la mortalité, j'ai mis en œuvre un module de dégâts de vents fondé sur les principes biophysiques et couplé avec la vitesse de vent, afin de modéliser les réponses de la forêt aux évènements de vent extrême. Avec l'augmentation du niveau de perturbation, la hauteur de la canopée diminue de manière constante mais la biomasse montre une réponse non-linéaire. L'intensité du vent a un fort impact sur la hauteur de la canopée et la biomasse, mais pas la fréquence des évènements de vent extrême. Finalement, j'ai testé si les données radar des satellites Sentinel-1 pourraient servir à détecter les trouées dues aux perturbations naturelles en Guyane française. Les données Sentinel-1 détectent plus de trouées naturelles au-dessus de 0.2 ha que les données satellitaires optiques, et elles présentent un patron spatial cohérent avec les images optiques. Le niveau de perturbation ne varie pas en fonction de l'altitude. Nous avons trouvé plus de perturbations pendant les saisons sèches, ce qui pourrait être dû à la réponse tardive des précipitations plutôt qu'à la réponse directe de la sècheresse. En conclusion, cette thèse démontre que l'intégration entre la modélisation et la télédétection éclairent les effets des perturbations naturelles sur les forêts tropicales. Les résultats qui en découlent peuvent servir à étudier d'autres types de perturbations et leurs interactions sur une large échelle.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Chave, Jérôme
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Évolution et Diversité Biologique (EDB), UMR 5174
Mots-clés libres :Perturbation naturelle - Dynamique de trouées - Modèle individu-centré - Transférabilité de modèle - Biomécanique de la chute d'arbre - Radar à synthèse d'ouverture
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :10 Mar 2022 15:45