Ann. For. Sci. 54 (1997) 243-260
DOI: 10.1051/forest:19970303

Application d'un modèle de pénétration de la lumière à une jeune plantation de hêtre avec abri latéral

I Planchais^{a, b} and JY Pontailler<sup>a

a</sup>  Laboratoire d'écologie végétale, CNRS-Ura 2154, Bât 362, université Paris-XI, 91405 Orsay cedex
^b  Département des recherches techniques, Office national des forêts, boulevard de Constance, 77300 Fontainebleau cedex, France

Abstract - A radiative transfer model applied to a young beech plantation. A radiative transfer model developed for row crops (Sinoquet, INRA-Clermont-Ferrand, France) was applied to a young beech row plantation, partly sheltered by a mature forest. The leaf area index of the forest was estimated by a LAI 2000 PCA (plant canopy analyser), and the leaf area uniformly distributed within the canopy. In each row, 15 beech trees were measured to establish the main dimensions of the mean tree and its crown. The rows were then modelled as a series of mean individual plants, whose leaf area was estimated from an allometric relationship with the diameter of the trees, and then uniformly distributed within the crowns. The test of the model was based on radiation measurements in the PAR waveband below and above the rows. With regard to transmitted radiation above the five rows, the outputs of the model were in close agreement with the measurements. In spite of large discrepancies in the estimation of transmitted radiation at ground level, global results suggest that the model correctly approximates light distribution inside the plantation. By testing a few simple hypotheses, it was shown that the fine structure of young beech trees (spatial variation in leaf area density, clumping) needs to be further investigated. This approach, suited to account for any canopy structure, appears to be a useful predictive tool for assessing the radiation environment within specific discontinuous canopies.

Résumé - Un modèle de pénétration de la lumière dans les cultures en rang, développé par Sinoquet (Inra Clermont-Ferrand), a été appliqué de manière originale à une jeune plantation de hêtres abritée latéralement par un couvert forestier adulte. L'indice de surface foliaire (LAI) de l'abri latéral a été déterminé à l'aide d'un LAI 2000 PCA (plant canopy analyser), et cette surface foliaire ensuite répartie uniformément dans le volume occupé par la forêt. Les cinq lignes de la plantation sont représentées de manière simplifiée par une succession d'individus moyens, dont les dimensions sont issues de mesures morphologiques réalisées sur 15 arbres par ligne, et dont la surface foliaire est estimée par une relation allométrique utilisant le diamètre des plants. Le test du modèle a été réalisé par la mesure du rayonnement transmis au sommet et au bas des lignes de la plantation. Il montre que le modèle rend compte de façon très satisfaisante de l'ombrage latéral dû à la forêt, alors que des écarts plus importants s'observent au sol. Le test de quelques hypothèses simples concernant la répartition et l'agencement des feuilles dans les houppiers montre que la description de la structure des jeunes hêtres demande à être approfondie. À l'issue de cette première approche, il semble que la qualité des estimations apportées par le modèle Sinoquet en fasse un outil d'un grand intérêt pour la caractérisation du microclimat lumineux de certains couverts forestiers particulièrement complexes.

Key words: light / Fagus sylvatica / radiative transfer model / row plantation

Mots clés : lumière / Fagus sylvatica / modèles de transferts radiatifs / plantation avec abri latéral