F&EF Ecosysteme 2012 .pdf



Nom original: F&EF_Ecosysteme_2012.pdf
Titre: Diapositive 1
Auteur: Hugues Claessens

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Forêts & Ecosystèmes forestiers
2 ECTS, 24 h, 12 séances

Titulaires :

H. Claessens & J.-L. Doucet

Organisation : H. Claessens
Intervenants occasionnels :
J.-L. Doucet, C. Vermeulen, P. Lejeune

Année académique 2012 - 2013

1

2

Environnement

Société

Economie
3

4

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction

les forêts, un enjeu mondial, vers une gestion durable

Grands types de forêts
Forêts boréales

Forêts tempérées
Forêts méditerranéennes
et subtropicales

Forêts tropicales
et équatoriales

5

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde - importance

Mers

Déserts
Forêts
Cultures Steppes

Forêts : +/- 40 millions de km2
1/3 des terres émergées
6

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde - importance
Forêts : 10 % des surfaces …

… mais 45 % de la production
de matières organiques
(productivité primaire élevée)

7

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde - diversité

Grands types de forêts
Forêts boréales
Forêts tempérées
Forêts méditerranéennes
et subtropicales
Forêts tropicales
et équatoriales
8

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde
diversité
Forêts boréales

9

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde - diversité

Forêts tempérées

10

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde
diversité
Forêts
méditerranéennes
et subtropicales

11

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde
diversité
Forêts tropicales
et équatoriales

12

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
Les forêts du monde - diversité

Diversité d’écosystèmes

Diversité d’espèces
< Structure complexe (verticale, horizontale, lisières)

Ex : forêts tropicales
7 % de la surface terrestre
60 % des espèces végétales
À la base d’ 1/3 des médicaments
13

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction de production
45 % de la production
de matières organiques
80 % de la biomasse
terrestre sont des arbres

Chauffage

Bois ronds

Volume sur pied

environ 400 Milliards de m3 de bois

Mise sur le marché

d’environ 5 milliards de m3 / an

Papier

Panneaux
Sciages

Marché :
- près de 500 Milliards de $ (1% de la richesse)
- 13,7 millions d’emplois (0,4% de la mdo)

14

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction sociale
Vitale

15

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction sociale
Vitale
Activité pour 13,7 millions de personnes

16

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction sociale
Vitale
Activité pour 13,7 millions de personnes
Besoin profond (ressourcement)

17

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction écologique
Contribution au climat mondial
Photosynthèse :
Fixation de CO2
(45 % de la production
de matières organiques)

!

80 % de la biomasse
terrestre sont des arbres
Forêt = Puits net de C :
+/- 1,5 GTonne/an
50 % dans le bois
50 % dans le sol

Mais :

pratiquement compensé
par la déforestation
(en 2005 : 100 ha/minute)

18

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction écologique
Contribution au climat mondial
Evapotranspiration
masse d’air
frais et humide
Contribue aux flux
atmosphériques

19

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction écologique
Contribution au climat mondial
- Cycle du Carbone
- Circulation atmosphérique

Interaction avec les ressources en eau
- Epuration des eaux (qualité)
- Recharge des nappes (quantité)

Protection des sols

- Erosion et désertification

Rôle sanitaire
-

Atténuation du bruit
Filtration de l’atmosphère
Production d’ O2
Atténuation du vent


Biodiversité

20

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel
Fonction écologique

21

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt : espace multifonctionnel

Fonctions
écologique
sociale
économique

Services
écosystémiques
services « gratuits »
qu’offre l’écosystème
Economiquement
sous-estimés
(excepté le bois)

22

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt – un objet complexe
L’écosystème forêt :
composants multiples et interactions infinies

23

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt – une vision à long terme
Les arbres :
Une grande durée de vie
De quelques
dizaines …

… à plusieurs
centaines d’années
(ici : douglas)
24

Peuplier

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt – une vision à long terme
Les arbres : une grande durée de vie
- longue exposition aux risques
(dépérissement, canicules, sécheresses, foudre, incendies, tempêtes,…)

- faible rentabilité des investissements
(retour, engrais, traitements phytosanitaires,…)

- incertitude sur les revenus

1673

1973

25

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction
La forêt – une gestion durable

Multifonctionnalité
(production de biens et de
« services gratuits »)

Complexité de
l’écosystème

(interactions multiples)

Long terme

(incertitude, risques,
faible rentabilité)

Obligation de

Gestion durable

≠ agriculture
26

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Objectifs
Faire acquérir :
- une vue générale de la forêt, de son fonctionnement,
des enjeux qui lui sont liés et de la diversité de ses
modes de gestion
- Les concepts et techniques de la sylviculture

27

Forêts & Ecosystèmes forestiers
Plan du cours
L’écosystème forêt

1. L’écosystème forêt
1.1. Concept
1.2. Description (arbre, peuplement, sol, biocénose)
1.3. Fonctionnement (facteurs écologiques, dynamique)
28

Forêts & Ecosystèmes forestiers
Plan du cours
Fonctions
écologiques

Fonctions
sociales

Fonctions
de production

2. Un espace multifonctionnel

2.1. Fonction écologique (biodiversité, relation aux sols et à l’eau,…)
2.2. Fonction de production (implicite dans le cours)
2.3. Fonction sociale (forêt et développement) C. Vermeulen
29

Forêts & Ecosystèmes forestiers
Plan du cours
3. De la surexploitation à la gestion durable
3.1. Le cas de l’Europe occidentale
3.2. Le cas des forêts tropicales JL. Doucet
3.3. La notion d’aménagement forestier
Les gestions
forestières

4. La sylviculture
4.1. Définition
4.2. Objectifs
4.3. Phases de développement
des arbres et peuplements
4.4. Opérations sylvicoles (dt P. Lejeune)
4.5. Régimes et traitements
4.6. La futaie irrégulière
4.7. La futaie équienne
30

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Organisation
Cours en salle (dont 3 avec des intervenants)
Examen oral (janvier)

Supports
Présentation ppt (fournie à l’AG)

!

Boudru (1989) Forêt et sylviculture : traitement des forêts,

Presses agronomiques de Gembloux, 356 p.

Otto (1998) Ecologie forestière, IDF, Paris, 379 p.
[Notes de cours : Rondeux, 2008;
utilisable pour quelques définitions]

!
31

Chapitre 1
L’écosystème forêt

32

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction

1.1. Concept
Duvigneaud, 1974

Écosystème = écotope + biocénose + interactions

33

Forêts & Ecosystèmes forestiers

1.2. Description « forestière »

Introduction

Climat

Position
topographique

Homme

Les ligneux

(§ 1.2.1)

formant le

peuplement (§ 1.2.2)
Humus (§ 1.2.3.)
Sol

Biocénose
(§ 1.2.5)

(§ 1.2.4.)

Roche-mère

34

Forêts & Ecosystèmes forestiers

1.2. Description « forestière »

Introduction

Climat

Position
topographique

Homme

Les ligneux

(§ 1.2.1)

formant le

peuplement (§ 1.2.2)
Humus (§ 1.2.3.)
Sol

Biocénose
(§ 1.2.5)

(§ 1.2.4.)

Roche-mère

35

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction

1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières
Désigne les végétaux ligneux qui composent la forêt :
Arbres
Arbustes et arbrisseaux
Lianes
Sous-arbrisseaux

Correspond plus ou moins à la notion d’espèce
Parfois plus précis

(ex: le pin de corse est une sous-espèce du pin laricio)

Parfois plus large

(ex: l’essence « chêne » correspond à l’ensemble des chênes sessile
et pédonculé)
36

Forêts & Ecosystèmes forestiers

Introduction

1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Caractéristiques
Dimensions
Croissance et production
Enracinement
Tempérament et compétition
Autécologie

37

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description

Frêne
(40 m)

1.2.1. Les « essences » forestières
Dimensions

Arbres

> 8 m de hauteur à
maturité en conditions
optimales
1e grandeur
> 35 m de
hauteur à maturité

Hêtre Douglas
(45 m) (100 m)

38

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Dimensions
Arbres

Aulne
(30 m)

> 8 m de hauteur à maturité en
conditions optimales

1e grandeur
> 35 m de hauteur à maturité
2e grandeur
20 à 35 m de hauteur à maturité

Bouleau
(25 m)

39

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Dimensions
Saule
marsault
(20 m)

Arbres

> 8 m de hauteur à maturité en
conditions optimales

1e grandeur
> 35 m de hauteur à maturité
2e grandeur
20 à 35 m de hauteur à maturité
3e grandeur
8 à 20 m de hauteur à maturité

Poirier
(20 m)
40

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières
Bois de feu

Dimensions
Arbres

> 8 m de hauteur à maturité
en conditions optimales

Cime ou
Houppier

% du
volume
de bois
d ’oeuvre

Hauteur
découpe

Tige

% de la
valeur
sur pied

15 m

Industriel

L’arbre du sylviculteur

Surbille
10 m

Sciage deuxième choix
(menuiserie, charpente)

Fût

6m
Sciage premier choix
(ébénisterie, tonnellerie)
3m

Tronc

Bille
de pied

Tranchage

Grume

(ébénisterie, tonnellerie)

41

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Dimensions
Arbres

Aubépine

> 8 m de hauteur à maturité

Arbustes (tige unique)
et arbrisseaux (tiges multiples)
1 à 8 m de hauteur à maturité

Noisetier

(ou coudrier)

42

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Dimensions
Arbres

> 8 m de hauteur à maturité

Arbustes et arbrisseaux

Callune

(« bruyère »)

1 à 8 m de hauteur à maturité

Sous-arbrisseaux

> 1 m de hauteur à maturité

Myrtille

43

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Enracinement
Superficiel ou traçant

Oblique

Pivotant
44

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Croissance et production

40

peuplier

(Surtout étudiées pour les arbres)

35

épicéa

Rythme

30

Hauteur moyenne (m)

Précocité
Vitesse
Caractère soutenu

hêtre
frêne

25

20

aulne

15

10

5

0
0

25

50

75

100

Age (années)

125

150

175

45

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Croissance et production
(Surtout connu pour les arbres)

Rythme
Productivité

(en volume de bois)

Tableau 2.1. – Classification de quelques essences selon leur productivité
(estimée par leur accroissement annuel moyen en volume par hectare au terme
d’exploitabilité).
Peu productive

3-6 m³/ha/an

Chêne, alisier

Productive

6-12 m³/ha/an

Hêtre, Frêne, érable, aulne, pin sylvestre

Très productive

12-18 m³/ha/an

Epicéa, pin de Corse, mélèzes, peuplier

Très hautement productive

18-24 m³/ha/an

Douglas, mélèze hybride

46

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Couvert et fane
épais (=dense) / léger (=clair)
Surface foliaire (LAI)
Longueur d ’onde absorbée
Orientation des feuilles
Epicéa :
couvert
épais

ER 1 %

Aulne :
couvert
léger

ER 6 %

47

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Couvert et fane
améliorante / acidifiante
Composition chimique
dont C/N
Hêtre
Fane
acidifiante

Accumulations
de litière

Aulne :
fane
améliorante

Décomposée
dans l’année

48

Forêts et gestion des écosystèmes forestiers

1. Ecosystème
1.2. Description
1.2.1. Les « essences » forestières

Tempérament et compétition

Besoins en lumière
Robustesse
Croissance
Couvert
Pouvoir de
compétition

Colonisatrice

dryade

Héliophiles

Sciaphiles

(besoin de pleine
lumière)

(capacité de subsister
à l’ombre)

Robustes

Délicates

(insolation, gelées,
vent,…)

(besoin d’abri dans
le jeune âge)

précoce forte et
peu soutenue

Soutenue

Clair

Dense

peu compétitives

compétitives
49



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