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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 54, Number 4, 1997
Page(s) 313 - 333
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:19970401
Ann. For. Sci. 54 (1997) 313-333
DOI: 10.1051/forest:19970401

Assessment of the spatial distribution of light transmitted below young trees in an agroforestry system

S Melonia and H Sinoquetb

a  Cemagref, domaine de Laluas, 63200 Riom
b  Inra, domaine de Crouelle, 63039 Clermont-Ferrand cedex 02, France

Abstract - Transmitted radiation under trees shows variability in space and time that may have implications for the understorey. Light measurements were made in a young agroforestry system to assess the radiation distribution below the tree canopy. Measurements show that the variability of the transmitted radiation is mostly due to the size of the tree shadow and to the irradiance distribution in the shaded area. The light measurements were used to test the predictive capacity of a three-dimensional radiative transfer model based on the turbid medium analogy. The model correctly simulates the fraction of sunlit area and the irradiance distribution in the shaded area. However, it underestimates low radiation values and fails in describing the fine spatial pattern of transmitted radiation because of the stochastic nature of the radiation field. To obtain a mean error less than 15% of the incident radiation, the distribution of transmitted radiation has to be described by elementary soil surface areas over 0.08 m2.


Résumé - Répartition spatiale du rayonnement transmis sous de jeunes arbres en système agroforestier. Dans une plantation à large espacement, le rayonnement transmis disponible pour la strate inférieure est très variable dans l'espace et dans le temps. Cette hétérogénéité peut avoir des conséquences sur le fonctionnement de la strate inférieure. Des mesures de rayonnement utile à la photosynthèse ont été effectuées pour étudier la distribution du rayonnement sous les couronnes de jeunes merisiers plantés à faible densité. Ces mesures servent également à valider un modèle de transfert radiatif. Les mesures montrent que la variabilité du rayonnement transmis au niveau de la strate inférieure est essentiellement due à la taille de l'ombrage projeté par les arbres et à la distribution du rayonnement dans la surface ombragée. Le modèle simule correctement la proportion de surface ensoleillée ainsi que la distribution du rayonnement dans la surface ombragée. Cependant, il sous-estime la valeur minimale du rayonnement transmis et ne permet pas de simuler sa répartition spatiale à une échelle fine en raison de la nature stochastique du rayonnement transmis. Pour une simulation correcte de la répartition spatiale du rayonnement transmis, la surface minimale de simulation doit être comprise entre 0,08 et 0,18 m2.


Key words: photosynthetically active radiation / spatial distribution / canopy geometry / agroforestry / Prunus avium

Mots clés : rayonnement photosynthétiquement actif / répartition spatiale / géométrie du couvert / agroforesterie / Prunus avium