Thomas GAQUIERE

Jusqu’à récemment, les études concernant la dynamique de la canopée étaient difficiles et onéreuses à mener, en particulier sur des échelles de temps et d’espace pertinentes avec la dynamique des populations d’arbres. Par exemple, connaître les conditions lumineuses optimales pour la régénération d’une espèce donnée était jusqu’à présent très difficile. Cependant, aujourd’hui, l’utilisation de données LiDAR (Light Detection And Ranging) a permis une avancée significative. De nombreuses études descriptives ont fait le lien entre les données LiDAR et la structure des peuplements (distribution des trouées, stock de biomasse, structure diamètrique). Fondées sur des données LiDAR multi-dates, plusieurs études menées en Amazonie, ont montré que ce type de données permet d’appréhender finement la dynamique de trouées en forêt naturelle. En forêt exploitée, les données LiDAR sont également largement utilisées comme un outil descriptif (de la topographie, du peuplement avant exploitation et des dégâts post-exploitation) en revanche les études de dynamiques sont encore rares. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser la dynamique de trouées en forêt naturelle via l’analyse de données LiDAR multidates, de quantifier l’effet de l’exploitation forestière sur la modification de cette caractéristique fondamentale de la dynamique des forêts et d’évaluer les facteurs qui favorisent la régénération de certaines espèces exploitées en Guyane. À cette fin, le manuscrit se compose de 3 chapitres : 1. Chapitre 1 : Dynamique de trouées en Forêt non perturbée : approche via LiDAR multidates. Le premier chapitre a notamment permis des développements méthodologiques concernant l’harmonisation de données LiDAR acquises depuis 2004 sur le site de Paracou. L’analyse de données issues de 6 campagnes LiDAR aéroporté sur 15 ans a permisl’analyse comparée des modèles numériques de canopée produits, permettant ainsi de caractériser les relations spatio-temporelles entre trouées de différentes dates ainsi que la relation avec des variables environnementales. 2. Chapitre 2 : Éléments déterminants la dynamique de trouées post-exploitation à court, moyen et long terme. Le deuxième chapitre a permis de décrire et de quantifier l’influence de l’Exploitation à Faible Impact (EFI) sur la dynamique de trouées à court et moyen terme et notamment de quantifier les vitesses de fermeture des trouées d’exploitation. Nous avons pu proposer une prédiction moyenne de l’ouverture de la canopée à l’exploitation en fonction de caractéristiques d’arbres abattus. À plus long terme, jusqu’à 33 ans après exploitation, nous observons que l’influence de l’intensité d’exploitation est encore visible sur la dynamique de trouées. 3. Chapitre 3 : Déterminants de la régénération d’espèces exploitées en forêts peu perturbée et exploitée. Nous avons réalisé un inventaire d’individus juvéniles de 10 espèces inventoriés et géolocalisés sur 3 sites de forêt naturelle et exploitée. Nous avons tenté de relier la présence/absence et l’abondance de la régénération à différentes caractéristiques d’exploitation et à des variables issues de données LiDAR multidates. Les modèles obtenus ne sont informatifs que pour 6 espèces et, en conditions d’exploitation récente, la distance aux pistes et cloisonnements semble être le facteur le plus influent sur l’abondance de juvéniles.

Until recently, studies of canopy dynamics were difficult and costly to carry out, particularly on time and space scales relevant to tree population dynamics. For example, knowing the optimum light conditions for regeneration of a given species has been very difficult until now. Today, however, the use of LiDAR (Light Detection And Ranging) data has enabled a significant breakthrough. Numerous descriptive studies have linked LiDAR data to stand structure (gap distribution, biomass stock, diameter structure). Based on multi-date LiDAR data, several studies carried out in Amazonia have shown that this type of data provides a detailed understanding of gap dynamics in natural forests. In logged forests, LiDAR data are also widely used as a descriptive tool (topography, pre-logging stand and post-logging damage), but studies of dynamics are still rare. The objectives of this thesis are to characterize the dynamics of gaps in natural forests via the analysis of multidate LiDAR data, to quantify the effect of logging on the modification of this fundamental characteristic of forest dynamics, and to evaluate the factors that favor the regeneration of certain species logged in French Guiana. To this end, the manuscript consists of 3 chapters: 1. Chapter 1: Gap dynamics in undisturbed forests: a multi-date LiDAR approach. The first chapter focuses on methodological developments concerning the harmonization of LiDAR data acquired since 2004 at the Paracou site. The analysis of data from 6 airborne LiDAR campaigns over 15 years has enabled the comparative analysis of the digital canopy models produced, making it possible to characterize the spatio[1]temporal relationships between gaps of different dates, as well as the relationship with environmental variables. 2. Chapter 2: Determinants of post-logging gap dynamics in the short, medium and long term. The second chapter describes and quantifies the influence of Low Impact Logging (LIL) on gap dynamics in the short and medium term and quantifies the closure rates of logging gaps. We were able to propose an average prediction of canopy opening during logging, based on the characteristics of felled trees. In the longer term, up to 33 years after logging, we observe that the influence of logging intensity is still visible on gap dynamics. 3. Chapter 3: Determinants of regeneration of logged species in lightly disturbed and logged forests. We carried out an inventory of juvenile individuals of 10 species inventoried and geolocated at 3 sites in natural and logged forests. We attempted to relate the presence/absence and abundance of regeneration to different logging characteristics and to variables derived from multidate LiDAR data. The models obtained were informative for only 6 species, and under recent logging conditions, distance to tracks and partitions appears to be the most important factor influencing the number of juveniles