Forest management and the carbon cycle: contributions of large-scale modeling and remote sensing
Gestion forestière et cycle du carbone : apports de la modélisation à large échelle et de la télédétection
Résumé
A forest management module (FMM), inspired from the stand-scale FAGACEES model has been developed, together with miscellaneous add-ins to the core of the ORCHIDEE global vegetation model. The coupling of both into ORCHIDEE-FM allows the simulation of forest carbon stocks and fluxes at a large scale, taking into account forest age structure and biomass exports related to forest management. ORCHIDEE-FM has been assessed at the different spatial and temporal scales relevant to the processes it simulates: from the heterogeneity of trees within an average stand to carbon stocks and fluxes at continental scale, and from annual fluxes to changes in stocks over the typical 100 to 200 years of a forest rotation. Three applications of the model are presented. The reconstruction of the European forest carbon sink between 1950 and 2000 concludes to a significant impact (13%) of age structure change in the simulated increase in this sink. The simulation of poplar short rotation coppices allows the economical and ecological assessment of this type of practice under a current and a future climate. Finally, the assimilation of biomass and height data, estimated from remote sensing, is found to decrease the error on simulated fluxes by 30% to 50%.
Un module de gestion forestière (FMM), inspiré du modèle FAGACEES à l'échelle du peuplement a été développé, ainsi que divers compléments au cœur du modèle global de végétation ORCHIDEE. Le couplage des deux dans ORCHIDEE-FM permet la simulation des stocks et des flux de carbone forestier à grande échelle, en tenant compte de la structure d'âge de la forêt et des exportations de biomasse liées à la gestion forestière. ORCHIDEE-FM a été évalué aux différentes échelles spatiales et temporelles pertinentes pour les processus qu'il simule : de l'hétérogénéité des arbres au sein d'un peuplement moyen aux stocks et flux de carbone à l'échelle continentale, et des flux annuels aux changements de stocks sur les 100 typiques. à 200 ans d'une rotation forestière. Trois applications du modèle sont présentées. La reconstruction du puits de carbone forestier européen entre 1950 et 2000 conclut à un impact significatif (13%) du changement de structure par âge dans l'augmentation simulée de ce puits. La simulation de taillis de peuplier à courte rotation permet l'évaluation économique et écologique de ce type de pratique sous un climat actuel et futur. Enfin, l'assimilation des données de biomasse et de hauteur, estimées par télédétection, diminue l'erreur sur les flux simulés de 30% à 50%.