Application du protocole de suivi dendrométrique des réserves forestières à la réserve naturelle nationale de la tourbière des Dauges Application of the dendrometric monitoring protocolof forest reserves to the National Nature Reserve of the Dauges peat bog.

I. Introduction

Classée par décret ministériel en 1998, la Réserve Naturelle Nationale de la tourbière des Dauges abrite un fond tourbeux de 35 hectares ainsi qu’un bassin versant majoritairement boisé, ce qui porte son périmètre à 200 hectares. Elle est gérée par le Conservatoire d’espaces naturels du Limousin (CEN Limousin). La forêt en Limousin est majoritairement issue de l’abandon agricole de l’après-seconde guerre mondiale. Le troisième plan de gestion de la réserve (2015–2019) s’attache désormais à l’acquisition de connaissances sur les habitats forestiers, leurs caractéristiques et leur fonctionnement.

Une grande entité, le bois du Rocher, représentant 26 hectares au sein de la réserve, constitue un peuplement plus ancien et homogène : c’est une hêtraie à houx (habitat d’intérêt communautaire). Ce boisement constitue le plus ancien en place sur le site, comme en témoignent les cartes historiques. Pour répondre à un objectif de connaissance et de suivi spatio-temporel de la forêt, il est donc nécessaire de pouvoir caractériser la structure du peuplement (taille des arbres, présence de bois mort, répartition spatiale, micro-habitats présents…). La connaissance de l’état initial est, en outre, essentielle dans l’optique d’une gestion forestière en faveur de la biodiversité (Kraus, D., Krumm, F., 2013). Elle mettra en exergue les carences et les points favorables du peuplement, traduisant ainsi la présence (ou l’abondance) de certaines espèces ou groupes d’espèces (Rossi, M. Vallauri, D., 2013). Réitéré à moyen terme, ce suivi permettra d’appréhender l’évolution de la structure du peuplement et de son potentiel d’accueil pour les espèces ou les cortèges.

A l’échelle nationale, le réseau RNF (Réserves Naturelles de France) travaille sur l’adaptation d’un outil permettant aux gestionnaires de milieux forestiers en manque d’outil simple d’application, de répondre à leurs problématiques de gestion en faveur de la biodiversité. Ainsi, le Protocole de Suivi Dendrométrique des Réserves Forestières (Malard, M. 2012) a été développé et testé par l’Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts (ENGREF), l’Office National des Forêts (ONF), le Centre National de Machinisme Agricole du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (CEMAGREF), Réserves Naturelles de France (RNF) et l’Inventaire Forestier National (IFN). Il répond à plusieurs objectifs, notamment la description des peuplements, la compréhension des interactions entre la gestion forestière et la biodiversité, l’approfondissement des connaissances sur la dynamique naturelle de la forêt et l’orientation de la gestion.

Le Protocole de Suivi Dendrométrique des Réserves Forestières (Réserves Naturelles de France, 2012) permet d’appréhender simultanément i) la caractérisation du peuplement et des bois morts, ii) les flux de bois vivants et de bois morts et iii) la composition en essences. Il permet le suivi du gros bois, du capital sur pied et du renouvellement. Ce protocole dendrométrique simple présente alors un double intérêt : il participe à l’évaluation de l’état de conservation initial de la forêt étudiée ; l’installation de placettes permanentes permet de suivre la dynamique des peuplements dans l’espace et dans le temps. Afin de répondre aux besoins émis dans le plan de gestion de la réserve naturelle, le PSDRF a été mis en place sur le site en 2015.

II. Matériel et méthodes

II.1. Présentation du Protocole de Suivi Dendrométrique des Réserves Forestières (PSDRF)

Le protocole prévoit l’échantillonnage du peuplement sous forme de placettes circulaires installées de manière systématique. Un massif homogène nécessite la mise en place d’une placette par hectare. La réalisation d’un maillage sur logiciel de cartographie permet le positionnement des placettes de manière systématique.

Sur le Bois du Rocher, un maillage de 90 x 90 m permet l’installation de 27 placettes (Fig.1) au sein du peuplement homogène en évitant les zones de lisière en bordure du peuplement.

Figure 1 : Carte visualisant la localisation des placettes PSDRF sur le Bois du Rocher (CEN Limousin, 2017).

II.2. L’échantillonnage

L’échantillonnage de chaque placette a été normé par l’apposition de jalons. Ils permettent de visualiser rapidement les distances, la position pour l’échantillonnage et la comparaison des relevés lors de la réitération du protocole. Les jalons sont installés sur trois transects définis par le protocole à 0 grade, 133 grades et 267 grades (Fig.2). Sur chaque transect, un jalon est installé à 10 mètres du centre de la placette et le deuxième à 20 mètres.

Figure 2 : Schématisation des relevés par placette (Réserves Naturelles de France, 2015. Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

Trois grandes catégories de bois sont échantillonnées sur chaque placette : les arbres vivants, les arbres morts sur pied, et le bois mort au sol (Fig. 2). Le diamètre des arbres sur pied est relevé à 1,3 mètre du sol.

II.2.1. Les arbres vivants

Selon leur diamètre, les arbres vivants sont échantillonnés selon trois catégories : les arbres au diamètre compris entre 7.5 et 30 cm, les arbres de plus de 30 cm de diamètre, et la régénération. Pour chacune de ces catégories, nous avons relevé l’essence observée, l’azimut, la distance de l’individu par rapport au centre de la placette, les codes écologiques et micro-habitats présents sur l’arbre, l’origine végétative de l’individu (taillis ou de franc-pied).

II.2.2. Les arbres morts

Ils sont classés selon deux catégories : les arbres morts sur pied d’un diamètre inférieur à 30 cm, et les arbres morts sur pied avec un diamètre supérieur. Nous avons relevé les mêmes paramètres que pour les arbres vivants, ainsi que le type (arbre, volis ou souche), la hauteur, la présence d'écorce et le stade de décomposition.

II.2.3. Les micro-habitats

Pour l’ensemble des relevés, les micro-habitats sont recensés sur chaque arbre lors de chaque relevé. Ces micro-habitats sont des spécificités qui favorisent l’installation et le développement de certains organismes vivants en servant de nourriture ou d’abri. Une notice de codification des micro-habitats à relever a été conçue pour accompagner suivant la codification de l’ENGREF (Fig. 3). Les micro-habitats sont localisés pour chaque individu selon leur emplacement (pied, fût ou houppier).

Figure 3 : Notice des codes écologiques (RNF, AgroParisTech, IRSTEA, ONF, 2012).

La mise en place du PSDRF est facilitée par l’utilisation d’un matériel spécifique, mis à la disposition des gestionnaires par RNF (Réserves Naturelles de France). Le télémètre Vertex (Vertex IV) est un instrument de mesure qui, associé à un transpondeur, établit précisément les distances, les hauteurs, les inclinaisons et les angles des arbres. Cet outil permet de prendre les mesures nécessaires lors de l’échantillonnage. Le logiciel « DENDRO », élaboré par l’ONF et RNF, est un outil de saisie directe (sur terminal de saisie). Il facilite la prise de note des différents éléments relevés et oriente par étape l’échantillonnage, réduisant ainsi les erreurs de notation ou oublis.

II.2.4. La structure des peuplements

Afin d’analyser la structure du peuplement, différentes catégories de bois ont été choisies. Elles sont classées comme suit : perches (tiges entre 7,5 et 17,5 cm de diamètre), petit bois (tiges entre 17,5 et 27,5 cm de diamètre), bois moyen (tiges entre 27,5 et 47,5 cm de diamètre), gros bois (tiges entre 47,5 et 65,5 cm de diamètre) et très gros bois (tiges avec un diamètre supérieur à 65,5 cm).

III. Résultats

III.1. Données chiffrées

Les principaux paramètres échantillonnés dans le cadre de la mise en œuvre du PSDRF sur le Bois du Rocher sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1 : Ensemble des éléments échantillonnés sur l’ensemble des 27 placettes (CEN Limousin, 2018).

III.2. Structure des peuplements

III.2.1. Bois vivant

Les relevés de terrain ont permis d’établir, pour le Bois du Rocher, une densité moyenne de 880 tiges/ hectare, toutes les tiges étant confondues. Le volume moyen du bois est de 256 m³/ha (Tableau 2). Les arbres de franc-pied représentent un peu plus de la moitié de la densité, du volume et de la surface terrière du peuplement (Tableau 2).

Tableau 2 : Structure des peuplements et caractéristiques dendrométriques principales (CEN Limousin, 2018).

Les résultats du tableau 3 indiquent la contribution respective de chaque catégorie au nombre total de tiges à l’hectare et au volume total du bois vivant à l’hectare. Les bois de petit diamètre constituent les plus fortes densités (nombre de tiges/ha) du peuplement, mais contribuent faiblement au volume de bois/ha. Ainsi, les perches représentent plus de la moitié des tiges recensées à l’hectare. Cependant leur contribution n’est que de 4,3 % du volume/ha. Le bois moyen et le gros bois sont moins représentés dans le peuplement (16,7 % de l’ensemble des tiges/ha), mais constituent 63,7 % du volume total/ha.

Tableau 3 : Contribution respective de chaque catégorie d’arbres (CEN Limousin, 2018).

La catégorie des perches est majoritairement représentée par des arbres de franc-pied (Fig. 4) où ils constituent presque les deux tiers de cette catégorie (jusqu’à 12,5 cm). Les arbres en taillis en représentent un tiers. Le petit bois et le bois moyen sont principalement des arbres en taillis (à plus de 70 %), même si les arbres de franc-pied restent présents dans ces différentes classes. Enfin, dans les classes de diamètre supérieur (gros bois et très gros bois), les arbres de franc-pied sont plus nombreux que les arbres en taillis (nombre de tiges/ha).

Figure 4 : Représentation de la densité des tiges à l’hectare en fonction des classes de diamètre. Carnet RN Tourbière des Dauges (Réserves Naturelles de France, 2015 .Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

Ces premiers résultats traduisent une forêt composée d’arbres avec un diamètre petit ou moyen et très peu de gros bois. La densité des tiges de petite section indique cependant une dynamique de boisement plutôt récente ou encore une croissance lente. La surface terrière est d’environ 30 m²/ha : c’est donc une densité assez importante pour ce type de station qui se développe sur un versant pentu, exposé au nord. La part des arbres de franc-pied dans les bois de petite section (< 12.5 cm) traduit un changement à venir dans la structure de la forêt étudiée.

III.2.2. Bois mort

Le bois mort représente en moyenne 33 m³/ha, presque également répartis entre les arbres morts sur pied et ceux qui sont au sol (Tableau 4). Les arbres morts (au sol ou sur pied) de diamètre inférieur à 30 cm de diamètre constituent 88 % du volume total de bois mort. Seuls 12 % du bois mort sont représentés par des arbres de plus de 30 cm de diamètre, tandis que les arbres de gros diamètre, morts au sol en constituent 3 %. Les volumes de bois mort suivant le diamètre sont similaires à ceux obtenus dans la structure du bois vivant, avec une très faible proportion de gros bois dans le peuplement.

Tableau 4 : Contribution respective des différents types de bois mort (CEN Limousin, 2018).

III.3. Composition des peuplements

III.2.1. Part relative des essences principales de bois vivant

Les Chênes sessile et pédonculé constituent les essences les plus présentes dans le peuplement, (97 m³/ha et 30,2 % du nombre de tiges/ha). Le hêtre, ensuite, représente 24 m³/ha et 9,7 % du nombre de tiges/hectare. Enfin, la catégorie « arbres feuillus » (essences de petit diamètre, non déterminées par espèce) représente 14 m³/ha, mais 59 % du nombre de tiges/hectare. Les catégories résineux et châtaignier fournissent une faible contribution dans cette composition.

III.3.2. Composition et structure des bois vivants

Les relevés ont permis de dénombrer 16 espèces au total (essences forestières dominantes, compagnes, et sous-étage) sous forme de semis, de brins de taillis ou d’arbres de franc-pied. La myrtille est très présente en sous-étage. Les autres essences sont des essences arbustives ou arborées. La figure 5 illustre leur densité selon chaque catégorie (arbre, trois classes de régénération selon leur hauteur et semis). Ainsi, le houx est très présent dans les différents stades évolutifs et représente plus de 75 % des catégories dont le diamètre est compris entre 2,5 et 7,5 cm. Cependant, l’espèce est aussi relevée dans la catégorie « arbres », à plus de 50 % de la densité des tiges/ha. Le houx est donc très présent dans les différentes classes et occupe une place considérable dans le boisement. Dans les essences forestières principales, les Chênes sessile et pédonculé sont présents uniquement dans la catégorie « arbres ». Les hêtres, présents aussi dans la catégorie « arbres » le sont aussi dans la classe 3 : celle des arbres compris entre 2,5 et 7,5 cm de diamètre. Cette classe constitue donc celle qui est la plus avancée des stades de régénération.

Figure 5 : Diversité des essences en fonction des différents stades de la vie d’un individu. Carnet RN Tourbière des Dauges (Réserves Naturelles de France, 2015. Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

Cependant, les catégories de semis et des premiers stades de régénération ne sont pas occupés par les essences forestières principales. La figure 5 montre donc un manque de régénération des essences forestières constitutives de l’habitat.

III.3.3. Ratio bois mort/bois vivant

Le volume moyen de bois mort représente un peu plus de 12 % du volume moyen à l’hectare (arbres vivants et morts). Le volume de bois vivants domine donc très largement les volumes de bois morts (Fig. 6). Le bois mort au sol est le plus présent dans la catégorie des perches. Seul, le bois mort sur pied est présent dans les catégories des très gros bois au-dessus de 65,5 cm de diamètre, catégorie où dominent aussi des arbres vivants de franc-pied. En revanche, qu’il s’agisse du bois vivant ou du bois mort, cette catégorie représente moins de 1 % du volume total des bois à l’hectare.

Figure 6 : Ratio entre le bois mort/ bois vivant et les arbres/ taillis par classe de diamètre ; (BMP = Bois Mort sur Pied ; BMS = Bois Mort au Sol). Carnet RN Tourbière des Dauges (Réserves Naturelles de France, 2015. Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

Cependant, dans les catégories de petit diamètre (< 12,5 cm), le volume de bois mort sur pied est plus important que le volume de bois vivant. Ce résultat atteste d’un taux de régénération ou de survie des bois de section assez faible.

III.3.4. Micro-habitats et arbres

Les principaux micro-habitats observés (exprimés en nombre/ha) sont respectivement les mousses sur le pied des arbres (811/ha), celles sur le tronc (721/ha), les cavités au pied des arbres (341/ha), les mousses dans le houppier (306/ha), les fourches avec présence de terreau (287/ha) et les lichens au pied (216/ha).

Les micro-habitats sont observés principalement sur les perches. Ceci s’explique principalement par la densité des tiges avec cette section, qui est largement dominante sur les tiges de catégorie supérieure (Fig. 7, graphe a). La présence de micro-habitats sur les tiges de grosse section est peu élevée du fait de la faible représentativité de ces classes de diamètre dans la forêt étudiée. Toutefois, la présence de mousses sur le tronc et de lichens sur les arbres de petit diamètre atteste d’une croissance lente du peuplement, permettant ainsi leur installation. En revanche, le nombre moyen de micro-habitats observé par arbre (Fig. 7, graphe b) s’accroit avec le diamètre des arbres porteurs. En effet, les arbres de grosse section sont plus favorables à l’accueil de micro-habitats diversifiés et notamment de cavités et de fourches avec présence de terreau.

Figure 7 : Nombre et type de micro-habitats en fonction des classes de diamètre. Carnet RN Tourbière des Dauges (Réserves Naturelles de France, 2015. Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

III.3.5. Synthèse des données et structure forestière

Les différents paramètres relevés lors de la mise en œuvre du PSDRF soulignent les principales composantes du peuplement étudié : i) la forêt est composée majoritairement d’arbres de petits et moyens diamètres ; ii) Le gros bois et le très gros bois sont quasi absents ; iii) la densité dans le peuplement (nombre de tiges/hectare) est forte ; iv) le peuplement est largement dominé par le chêne avec une forte présence de houx dans les différentes strates ; v) la régénération des essences forestières est très limitée ; vi) la proportion de bois mort est relativement faible avec peu de bois mort de gros diamètre ; vii) les micro-habitats sont surtout représentés par les mousses et les lichens, avec un nombre moyen de micro-habitats qui s’accroît avec le diamètre des arbres. L’image radar (Fig. 8), synthétise l’ensemble de ces résultats.

Figure 8 : Image radar représentant différents paramètres relevés et leur évaluation. Carnet RN Tourbière des Dauges (Réserves Naturelles de France, 2015. Avec l’autorisation de Réserves Naturelles de France).

IV. Discussion

Les différents paramètres relevés et analysés fournissent un état des lieux pour la forêt étudiée. Ils mettent également en exergue les points forts et les carences du site. L’absence de gros bois et de très gros bois met en évidence deux caractéristiques fortes qui influent sur l’état ou l’évolution du peuplement. Celles-ci sont la probable implantation récente de la forêt et les facteurs édaphiques contraignants de la station.

• Une implantation relativement récente, une forêt en évolution : les essences présentes traduisent une forêt en évolution. En effet, l’essence la plus fréquemment observée dans les relevés est le chêne (sessile ou pédonculé). Le hêtre, bien qu’il ait été observé ponctuellement dans des diamètres importants, est surtout présent dans les petites sections et donc dans de jeunes générations d’individus. Le houx, en espèce compagne, est déjà très présent en sous-étage et certains individus ont un diamètre supérieur à 12 cm. Le mélange et la proportion de ces deux essences forestières traduit l’évolution naturelle de la chênaie vers la hêtraie, ce qui correspond à l’évolution climacique des boisements feuillus dans ce type de station.

• Des conditions contraignantes liées aux stations : en effet, le Bois du Rocher est placé sur un versant exposé au nord et pentu. Les micro-habitats présents sur les arbres de petite section attestent d’une croissance lente du peuplement. La surface terrière s’approche de 30 m²/ha, ce qui est une valeur assez élevée pour ce type de forêt. La présence du hêtre dans des arbres de moyenne à grosse section atteste d’un climat forestier déjà bien installé, avec des arbres anciens mais peu présents. La présence quasi-permanente du houx indique aussi un climat forestier assez ancien. Ces différentes constatations peuvent également expliquer la faible représentation du gros bois et du très gros bois dans le peuplement. La densité très élevée et les sols plutôt pauvres ne permettent pas la croissance des individus et interdisent le développement d’arbres de plus gros diamètre.

Les semis d’essences forestières sont très peu relevés. La régénération est donc très limitée. Dans les petites sections d’ailleurs, le bois mort constitue de plus gros volumes que le bois vivant. Le petit bois mort peut provenir de branches cassées et n’implique pas une mortalité des jeunes individus plus importante que celle se rapportant aux arbres vivants. Cependant, ces volumes importants traduisent, à l’instar de l’absence de gros bois et de la présence de mousse, d’un mauvais fonctionnement du sol. En effet, la présence importante du bois mort peut être expliquée par un faible taux de dégradation pour la matière organique au sol. La quasi-absence de régénération des essences forestières en découle également. La litière formée par les feuilles est dégradée très lentement. La germination des semis en est ainsi très ralentie. En effet, les observations faites sur le terrain ont montré une couche de litière de plusieurs centimètres, qui est non ou très peu dégradée. L’activité de la faune du sol semble très peu marquée. Les couches inférieures de la litière sont encore très nettement identifiables et peu fractionnées.

La densité des arbres de franc-pied et en taillis est quasi-identique. Cependant, dans les jeunes générations du peuplement, les arbres de franc-pied sont nettement supérieurs en densité aux arbres en taillis. Les arbres en taillis ne sont pas forcément issus d’une activité anthropique. Même s’ils forment une fourche après s’être séparés en deux ou trois brins, cette formation peut être naturelle. Le terme de taillis peut d’ailleurs porter à confusion, puisqu’il s’agit d’individus nés par reproduction sexuée. Les arbres en taillis du site étudié peuvent donc, d’une part, résulter de l’action humaine pour une utilisation ponctuelle en bois de chauffage à des fins familiales et, d’autre part, être d’origine naturelle par séparation d’une tige en plusieurs brins.

Parallèlement à cette étude, un suivi portant sur l’intégrité écologique des milieux par l’étude des syrphes (Diptères) a été mené sur les différents milieux de la réserve naturelle de la tourbière des Dauges entre 2013 et 2015 (Durepaire, 2018). L’année 2015 a porté sur l’échantillonnage des milieux forestiers, dont le Bois du Rocher. Ce travail, basé sur l’étude des cortèges de Diptères, a mis en exergue, après analyse la présence ou l’absence de micro-habitats favorables au développement des stades larvaires de ces taxons. Les résultats de cette étude soulignent, par l’absence de certains cortèges d’espèces, les carences relevées dans le cadre du PSDRF.

Conclusion

Les relevés effectués sur les 27 placettes en 2015 constituent donc l’état zéro du suivi de la dynamique forestière sur le Bois du Rocher. Ce suivi, qui sera réitéré tous les 10 ans permettra d’appréhender l’évolution des différents facteurs relevés. Cette première phase de ce suivi répond au besoin de connaissances des gestionnaires et met en exergue une forêt qui tend à se régulariser en raison notamment des conditions édaphiques et climatiques et de la densité du peuplement. En effet, les résultats soulignent la quasi-absence de gros bois dans le peuplement et la faible régénération des essences forestières qui constitueraient la diversification des strates. Le peuplement étudié semble donc dans un stade de « blocage », où les conditions édaphiques et intrinsèques au peuplement (densité) interdisent ou ralentissent l’évolution du peuplement vers un stade de maturation et de sénescence.

La maîtrise foncière et d’usage sur le site étudié garantit la non gestion de ce boisement et l’absence de toute intervention sur le peuplement, ou qui pourrait influer sur ce dernier. La réitération décennale du protocole permettra de suivre l’évolution de ce peuplement.