Module 3.3 Aménagement de la forêt
Résumé du module
Au cours de ce module nous discuterons de l’utilisation de modèles dynamiques en aménagement de la forêt. Ce modèle comprend six activités : une activité de lecture, deux activités de visionnement de capsules vidéo, deux activités d’autoévaluation et une activité d’exploration de modèle avec le logiciel NetLogo.
L’activité 1 consiste à lire le chapitre 23 du livre Environmental Modelling: Finding simplicity in complexity, rédigé par Twery et Weiskittel (2013), qui présentent une synthèse des différents types de modèle utilisé en aménagement de la forêt.
L’activité 2 est une autoévaluation qui vous permet de vérifier votre assimilation des connaissances sur les modèles d’aménagement de la forêt présentés dans l’activité 1.
Au cours de l’activité 3, vous êtes convié à visionner une série de capsules vidéo réalisée avec Martin Côté, spécialiste en modélisation au Bureau du forestier en chef du Québec. Cette activité contient cinq capsules vidéo qui expliquent les objectifs du modèle québécois de calcul des possibilités forestières (CPF), son fonctionnement, les étapes nécessaires à son élaboration, les logiciels utilisés et les limites du modèle. Une démonstration du modèle est aussi présentée.
L’activité 4 est une autoévaluation qui vous permet de tester vos connaissances sur le calcul québécois de possibilités forestières.
Au cours de l’activité 5, vous êtes invité à visionner une capsule vidéo portant sur les problématiques de l’implémentation du programme REDD+ dans une communauté rurale de la Bolivie. Cette vidéo vous initie aussi au modèle NetLogo « SimPachamama ».
L’activité 6 vous permet d’explorer le modèle NetLogo « SimPachamama ». Ce modèle multi-agent permet d’étudier le comportement d’une petite communauté rurale sujette à des changements de politiques qui visent une diminution de la déforestation.
À la fin du module, vous réalisez le travail noté 4 qui porte sur une analyse du modèle NetLogo « SimPachamama » (15 % de la note finale).
Introduction
Les forêts sont des écosystèmes complexes composés d’une grande diversité d’espèces végétales et animales. Le couvert forestier varie avec l’élévation, la qualité du sol, l’hydrologie et en réponses aux perturbations naturelles (le feu, le vent, les maladies et les épidémies d’insectes). Les arbres possèdent une longue durée de vie et présentent une grande variété d’âges, de tailles, et de phénotypes. La compétition entre les arbres pour la lumière, la dispersion des graines, la mortalité induite par les perturbations, la régénération et la succession, sont autant de processus qui interagissent sur différentes échelles de temps et d’espace et influencent la dynamique forestière. La variabilité et la stochasticité de cette dynamique rendent difficiles les prédictions quant à l’état futur des forêts.
Les forêts ont été aménagées afin d’en récolter la matière ligneuse de façon rentable et durable. Les activités d’aménagement sont constituées de traitements sylvicoles de différentes intensités et fréquences. La modélisation est un outil fortement utile pour comprendre comment les activités d’aménagement interagissent avec la dynamique naturelle de la forêt et influencent son état à long terme. Les modèles sont donc utilisés pour prévoir comment certaines caractéristiques de la forêt (par exemple le volume de bois, les essences d’arbre et la surface terrière) évoluent dans le temps afin de mieux planifier les activités d’aménagement.
Au cours des dernières années, les objectifs de l’aménagement forestier se sont diversifiés en réponse à la reconnaissance accrue que les écosystèmes forestiers fournissent à l’Homme de multiples services écologiques autre que l’approvisionnement en matière ligneuse : approvisionnement en matière non-ligneuse, habitat pour la faune, lieu d’activités récréatives, éducatives et spirituelles, séquestration de carbone, régulation de la qualité de l’eau, etc. De plus, notre ère est marquée par une évolution rapide des conditions environnementales, économiques, et socio-culturelles qui influencent la dynamique des forêts et la valeur des services issus de cette dernière. Les modèles d’aménagement de la forêt sont donc amenés à changer pour intégrer ces nouvelles dimensions de l’aménagement dans le contexte des changements globaux.
Un survol des modèles utilisés en aménagement de la forêt
La première activité de ce module vous invite à lire le chapitre 23 du livre Environmental modelling : finding simplicity in complexity rédigé par Twery et Weiskittel.
Ce chapitre fait une synthèse des différents types de modèles utilisés en aménagement de la forêt. Les auteurs classent les modèles selon quatre approches distinctes de modélisation des processus forestiers :
- les modèles empiriques
- les modèles mécaniques
- les modèles hybrides
- les modèles fondés sur la connaissance
Pour chaque approche de modélisation, les auteurs résument leur fonctionnement, leur utilisation, leurs avantages et leurs inconvénients. Twery et Weiskittel expliquent aussi comment sont développées les équations qui composent les modèles empiriques et qui servent à modéliser la croissance, la mortalité et la régénération des arbres.
Selon les auteurs, l’utilité d’un modèle de croissance forestière repose sur quatre considérations :
- la justesse de sa validation et de sa calibration
- l’intégration d’un outil de visualisation pour faciliter la communication des résultats auprès des gestionnaires et des utilisateurs de la forêt
- la capacité d’intégrer ou de s’intégrer à d’autres logiciels de modélisation utilisés en aménagement de la forêt, comme :
- les modèles de qualité de l’habitat
- les modèles de planification de la récolte forestière
- les modèles de possibilités des activités récréatives
- les systèmes d’aide à la décision pour faciliter la mise en œuvre d’un aménagement adaptatif.
Passez maintenant à l’activité 2. Cette activité d’autoévaluation vous permet de faire le point sur les éléments importants de la modélisation en aménagement de la forêt tels que décrits dans le chapitre 23 de Harvey (2013) présenté à l’activité 1.
Le modèle québécois du calcul des possibilités forestières
Les forêts couvrent près de la moitié du territoire québécois. Elles supportent une multitude de fonctions et services écologiques de base tout en étant le moteur économique de nombreuses municipalités.
Le Bureau du Forestier en chef est une instance gouvernementale qui relève du Ministère des forêts, de la faune et des parcs mais qui possède un statut d’indépendance sur le plan de sa mission et de ses décisions (Bureau du Forestier en chef 2015). Le mandat principal du Forestier en chef est de déterminer les possibilités forestières, c’est-à-dire les volumes annuels de bois disponibles à la récolte. Les possibilités forestières sont déterminées sans compromettre la pérennité de la forêt (c’est-à-dire sans diminuer la possibilité de récolte future) et doivent aussi respecter les objectifs d’aménagement durable des forêts (par exemple la conservation de la biodiversité, la conservation des sols et de l’eau, et la prise en compte des valeurs et des besoins de la population) (R.L.Q. chapitre A-18.1, Bureau du Forestier en chef 2013).
Figure 3.3.1 Carte des unités d’aménagement au Québec (Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, 2017).
Les possibilités forestières sont déterminées sur chacune des unités d’aménagement qui composent le territoire forestier québécois. La figure 3.3.1 présente la carte des unités d’aménagement. Ces unités diffèrent entre elles (et parfois au sein même de celles-ci) par leurs conditions bioclimatiques, la composition de leur couvert forestier, l’occupation de leur territoire, leur historique de perturbations, etc. Le calcul des possibilités forestières (CPF) établi les volumes de bois récoltables annuellement sur un horizon de planification de 150 ans. Cette planification des récoltes doit faire état des différentes essences d’arbre, des contraintes territoriales et des différents types de traitements sylvicoles. La figure 3.3.2 résume les nombreux traitements sylvicoles possibles.
Figure 3.3.2 Les traitements sylvicoles (Bureau du Forestier en chef 2013).
Le CPF est réalisé par une équipe d’experts en foresterie, en écologie forestière et en modélisation. Afin de bien comprendre les étapes du CPF, la prochaine activité vous convie au visionnement d’une série de capsules vidéo réalisées avec Martin Côté, expert en modélisation au Bureau du Forestier en chef. Si vous désirez en apprendre davantage sur le CPF vous pouvez consulter le manuel de détermination des possibilités forestières disponible sur le site web du Bureau du Forestier en chef.
Passez maintenant à l’activité 4. Cette activité d’autoévaluation vous permet de synthétiser vos connaissances sur le calcul québécois de possibilités forestières du Forestier en chef.
REDD+ et le modèle « Simpachamama »
Les modèles d’aménagement de la forêt présentés jusqu’à maintenant sont utilisés dans les pays développés pour lesquels la contribution de l’industrie forestière à l’économie est importante. Dans ces pays, il existe des stratégies d’aménagement qui règlementent l’approvisionnement en matière ligneuse. Cette règlementation n’empêche pas les stratégies d’aménagement ou les traitements sylvicoles utilisés de pouvoir faire l’objet de critiques.
Les pays en développement qui présentent une forte couverture forestière sont aux prises avec des problématiques d’aménagement de la forêt autres. Les changements d’utilisation du sol en particulier pour l’expansion des terres agricoles (par exemple pour des plantations de palmier à huile, ou pour des cultures destinées à l’alimentation de l’élevage industriel) mais aussi pour l’exploitation minière, l’urbanisation et l’exploitation abusive d’essences recherchées, sont la cause de la déforestation et de la dégradation de vastes superficies de forêt. Les petites communautés agricoles sujettes à la pauvreté contribuent aussi à la déforestation. Elles convertissent des parcelles de forêts primaires en terres cultivables dans le but de subvenir à leurs besoins. La foresterie illégale constitue aussi une source importante de déboisement des forêts dans plusieurs pays tropicaux de la planète.
Les étudiants qui désirent approfondir leurs connaissances sur la situation mondiale des forêts et sur la déforestation sont invités à consulter le rapport suivant de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (2010).
Par la capacité des arbres à emmagasiner le carbone dans leur biomasse, les forêts jouent un rôle critique dans le cycle global du carbone. La déforestation et la dégradation des forêts constituent donc un enjeu important dans la lutte aux changements climatiques. En effet, on estime que la déforestation est la seconde plus grande source anthropique d’émission de dioxyde de carbone atmosphérique (après la combustion des combustibles fossiles) (van der Werf et al. 2009).
C’est en réaction à cette constatation alarmante que l’initiative internationale REDD+ a vu le jour. REDD+ est un mécanisme qui vise à améliorer l’aménagement des forêts dans les pays en développement dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre et ainsi mitiger l’effet des changements climatiques. Ce mécanisme s’appuie sur un partenariat mondial entre les pays en développement et les pays développés. Les premiers s’engagent à soutenir un développement à faible consommation en carbone et résistant aux changements climatiques, tandis que les seconds s’engagent à fournir des financements incitatifs à la réduction des émissions de carbone provenant des forêts (ONU-REDD 2010).
REDD+ est en négociation depuis 2005 par la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques et est coordonnée par le programme UN-REDD de l’Organisation des Nations Unies. L’acronyme REDD+ signifie : réduction des émissions résultant du déboisement et de la dégradation des forêts; et rôle de la conservation, de la gestion durable des forêts et de l’accroissement des stocks de carbone forestiers dans les pays en développement.
L’implantation du programme REDD+ dans une petite communauté comporte cependant de nombreux défis. Comment inciter les membres de la communauté à conserver leur forêt dans le but de bénéficier des paiements de crédits de carbone ? Comment redistribuer ces paiements au sein de la communauté pour assurer une augmentation du bien-être de ses membres et son développement économique?
Le modèle NetLogo « Simpachamama » est un outil scientifique et didactique conçu pour faciliter la conception participative de politiques efficaces et équitables en matière de réduction de la déforestation dans une communauté rurale de la Bolivie (INESAD 2015) . Le modèle « Simpachamama » a été conçu par une équipe de chercheurs de l’Institute for advanced development studies en Bolivie qui se consacre à la recherche et au transfert de connaissances visant à vaincre les obstacles au développement socioéconomique durable. L’activité suivante vous conduit au visionnement d’une capsule vidéo qui explique les problématiques liées à l’implémentation du programme REDD+ et vous initie au modèle « Simpachamama ».
Vous devez maintenant réaliser l’activité 6. Cette activité vous permet d’explorer le modèle NetLogo « Simpachamama ». Vous observerez l’influence de différentes politiques sur la qualité de vie des habitants, le développement de la communauté, et la conservation de la forêt.
Pour compléter le module 3.3 vous allez réaliser le travail noté 4. Ce travail noté porte sur le modèle « Simpachamama » et vaut 15 % de la note finale.
Références
Bureau du forestier en chef (2013). Manuel de détermination des possibilités forestières 2013-2018.
Bureau du forestier en chef. (2015). Repéré le 24 avril 2015,à https://forestierenchef.gouv.qc.ca/
Institute for advanced development studies – Bolivia. Repéré le 1er mai 2015 à https://www.inesad.edu.bo/index.php/en/
Institute for advanced development studies – Bolivia. (2013a). The REDD dilemma. Repéré le 1er mai 2015 à https://www.youtube.com/watch?t=516&v=njeGB4p_qkw
Institute for advanced development studies – Bolivia. (2013b). SimPachamama. Repéré à https://www.inesad.edu.bo/simpachamama
Lois et règlements du Québec. Loi sur l’aménagement durable du territoire forestier, chapitre A-18.1.
Ministère des Ressources naturelles et de la Faune – Direction de la gestion des stocks ligneux (Cartographe). (2012). Unités d’aménagement.
Programme ONU-REDD. (2010). Statégie du Programme ONU-REDD (p. 30). Genève.
Twery, M. J. et Weiskittel, A. R. (2013). Forest management modelling. Dans J. Wainwright et M. Mulligan (dir.), Environmental Modelling: Finding simplicity in complexity (p. 379-398). West Sussex: Wiley-Blackwell.
van der Werf, G. R., Morton, D. C., DeFries, R. S., Olivier, J. G. J., Kasibhatla, P. S., Jackson, R. B., . . . Randerson, J. T. (2009). CO2 emissions from forest loss. Nature Geosci, 2(11), 737-738. doi: https://www.nature.com/ngeo/journal/v2/n11/suppinfo/ngeo671_S1.html