Tools to Characterize Point Patterns: dbmss for R

The dbmss package for R provides an easy-to-use toolbox to characterize the spatial structure of point patterns. Our contribution presents the state of the art of distance-based methods employed in economic geography and which are also used in ecology. Topographic functions such as Ripley's K, absolute functions such as Duranton and Overman's Kd and relative functions such as Marcon and Puech's M are implemented. Their confidence envelopes (including global ones) and tests against counterfactuals are included in the package

Characterizing the Relative Spatial Structure of Point Patterns

We generalize Ripley’s K function to get a new function, M, to characterize the spatial structure of a point pattern relatively to another one. We show that this new approach is pertinent in ecology when space is not homogenous and the size of objects matters. We present how to use the function and test the data against the null hypothesis of independence between points. In a tropical tree data set we detect intraspecific aggregation and interspecific competition

Dynamique spatiale de Vouacapoua americana (Aublet), arbre de forêt tropicale humide à répartition agrégée

De nombreux arbres de forêts tropicales présentent des répartitions spatiales agrégées dont le déterminisme et la dynamique soulèvent de multiples questions touchant le fonctionnement global de ces écosystèmes. Le Wacapou (Vouacapoua americana Aublet), espèce climacique de forêt tropicale humide de Guyane, présente une répartition spatiale agrégée complexe. L'étude de la dynamique spatiale de l'espèce a été abordée au niveau populationnel, sur trois sites en forêt naturelle et pour des échelles allant jusqu'à 1 km. Les relations spatiales entre les individus à différents stades du cycle de vie ont été analysées au moyen de méthodes basées sur les processus ponctuels, notamment la méthode de Ripley et ses dérivées. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence une inhibition de la régénération pour de fortes densités d'adultes. La dissémination de l'espèce s'effectuant à courte distance, le recrutement est limité aux bordures des agrégats qui apparaissent comme une juxtaposition de pseudo-cohortes. Des disséminations rares à longues distances, permettant la mise en place de nouveaux agrégats, occupent aussi une place importante dans la stratégie de colonisation de l'espèce. (Résumé d'auteur

Dynamique spatiale de Vouacapoua americana (Aublet), arbre de forêt tropicale humide à répartition agrégée

De nombreux arbres de forêts tropicales présentent des répartitions spatiales agrégées dont le déterminisme et la dynamique soulèvent de multiples questions touchant le fonctionnement global de ces écosystèmes. Le Wacapou (Vouacapoua americana Aublet), espèce climacique de forêt tropicale humide de Guyane, présente une répartition spatiale agrégée complexe. L'étude de la dynamique spatiale de l'espèce a été abordée au niveau populationnel, sur trois sites en forêt naturelle et pour des échelles allant jusqu'à 1 km. Les relations spatiales entre les individus à différents stades du cycle de vie ont été analysées au moyen de méthodes basées sur les processus ponctuels, notamment la méthode de Ripley et ses dérivées. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence une inhibition de la régénération pour de fortes densités d'adultes. La dissémination de l'espèce s'effectuant à courte distance, le recrutement est limité aux bordures des agrégats qui apparaissent comme une juxtaposition de pseudo-cohortes. Des disséminations rares à longues distances, permettant la mise en place de nouveaux agrégats, occupent aussi une place importante dans la stratégie de colonisation de l'espèce.LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Sylviculture pour la production de bois d’œuvre des forêts du nord de la Guyane "Etat des connaissances et recommandations"

GuideLa mise en place de la gestion forestière en Guyane est très récente: ce n’est qu’à partir de 1990 et de la prise de conscience consécutive à la conférence de Rio qu’une véritable politique de gestion et de valorisation de la forêt guyanaise est entreprise par l’ONF sous la commande de l’Etat. Depuis ses débuts, cet effort porté par les gestionnaires forestiers publics a été accompagné par toute la communauté scientifique guyanaise sous l’égide d’un groupement d’intérêt scientifique focalisé sur le milieu forestier : le GIS SILVOLAB, aujourd’hui élargi aux autres disciplines sous le nom d’IRISTA. Les développements méthodologiques réalisés depuis 1994 avec la communauté scientifique ont déjà permis la rédaction d’un guide pratique d’aménagement spécifique à la Guyane (ONF mars 2009). Après plus de 20 ans de recherche (ce qui à l’échelle du pas de temps forestier est très peu), il demeure un manque de connaissances sur le fonctionnement de la forêt dense tropicale humide et plus particulièrement sur les effets du milieu sur la distribution des espèces et la dynamique du peuplement. En attendant que la recherche apporte des réponses aux questions qui restent posées, ce sont aujourd’hui les connaissances acquises en écologie des communautés et des populations avec nos partenaires de l’UMR Ecofog (regroupement d’AgroParisTech, de l’INRA, du CIRAD, du CNRS et l’Université des Antilles et de la Guyane) qui permettent la rédaction de ce premier guide sylvicole applicable aux forêts guyanaises. Le programme BGF «Biodiversité et Gestion Forestière» financé par le Ministère chargé de l’Environnement sur l’appel à projet ECOFOR (2006) a particulièrement contribué à la réflexion engagée pour ce document, de même que les travaux de fonds engagés depuis de nombreuses années par le CIRAD sur le site de Paracou et par l’ONF sur les forêts pilotes de Risquetout et d’Organabo (réseau de placettes permanentes GUYAFOR). Le programme DYGEPOP, financé plus récemment par l’Union Européenne (PO-FEDER) a permis de compléter et synthétiser ces résultats pour aboutir à la rédaction de ce guide. Le présent guide de sylviculture a pour objectif de synthétiser l’ensemble des connaissances scientifiques acquises au cours de ces dernières années concernant l’écologie des forêts guyanaises et leurs applications en termes de règles sylvicoles. Le guide s’accompagne d’annexes donnant des descriptifs précis des dispositifs scientifiques dont sont tirés ces résultats, ainsi qu’une revue bibliographique exhaustive des études exploitées pour asseoir ces premières bases sylvicoles qui restent évidemment largement améliorables. En complément de ce guide, sera rédigée, une note d’application régionale qui constituera une déclinaison opérationnelle des actions à mettre en œuvre qui viendra compléter ou modifier les différents processus. Nous tenons à préciser ici que ce document ne concerne que la sylviculture pour le bois d’œuvre. L’exploitation de bois énergie constitue en soi un changement d’objectif qui amène des préconisations différentes notamment dans le choix des tiges et dans le niveau de prélèvements et fera l’objet en temps et en heure d’un document spécifique

Data from: Molecular divergence in tropical tree populations occupying environmental mosaics

Unveiling the genetic basis of local adaptation to environmental variation is a major goal in molecular ecology. In rugged landscapes characterised by environmental mosaics, living populations and communities can experience steep ecological gradients over very short geographical distances. In lowland tropical forests, interspecific divergence in edaphic specialization (for seasonally flooded bottomlands and seasonally dry terra firme soils) has been proven by ecological studies on adaptive traits. Some species are nevertheless capable of covering the entire span of the gradient; intraspecific variation for adaptation to contrasting conditions may explain the distribution of such ecological generalists. We investigated whether local divergence happens at small spatial scales in two stands of Eperua falcata (Fabaceae), a widespread tree species of the Guiana Shield. We investigated SNP and sequence divergence as well as spatial genetic structure (SGS) at four genes putatively involved in stress response and three genes with unknown function. Significant genetic differentiation was observed among sub-populations within stands, and eight SNP loci showed patterns compatible with disruptive selection. SGS analysis showed genetic turnover along the gradients at three loci, and at least one haplotype was found to be in repulsion with one habitat. Taken together, these results suggest genetic differentiation at small spatial scale in spite of gene flow. We hypothesize that heterogeneous environments may cause molecular divergence, possibly associated to local adaptation in E. falcata

Population genetic structure and demographic history of the timber tree Dicorynia guianensis in French Guiana

International audienceTropical rainforests host exceptional biodiversity and provide important ecosystem services, but they are facing anthropogenic and climatic threats. Preserving the genetic diversity of forest tree populations is essential for their capacity to adapt and exhibit resilience to environmental changes and anthropogenic pressures. Here, we collected conservation genetic base line information for the heavily exploited timber tree Dicorynia guianensis Amshoff (Fabaceae) at the regional and local levels in French Guiana. Based on genotyping at five microsatellite loci in 1566 individuals collected in 23 forest locations,we documented the genetic differentiation of locations from the West of French Guiana and identified distinctive genetic diversity patterns with higher genetic diversity and some bottlenecked sites in the East and inland. The regional populationgenetic structure is likely the result of past population isolation in distinct Pleistocene refuges and different demographic histories potentially influenced by Holocene drought periods or palaeofires. Assessment of spatial genetic structure (Sp from 0 to 0.028) in five intensively sampled locations yielded estimates of Wright’s neighborhood size of 35 to 313, indicative of restricted dispersal and local metapopulation dynamics, and useful as baseline information to assess the effects of selective logging for conservation management. These results support the current management strategies with low impact extraction of D. guianensis in three zones of the French Guiana permanent forest domain and allow us to make recommendations for further research and management to best preserve its genetic diversity and adaptive potential

Prospective carbon balance of the wood sector in a tropical forest territory using a temporally-explicit model

International audienceSelective logging in tropical forests is often perceived as a source of forest degradation and carbon emissions. Improved practices, such as reduced-impact logging (RIL), and alternative timber production strategies (e.g. plantations) can drastically change the overall carbon impact of the wood production sector. Assessing the carbon balance of timber production is crucial but highly dependent on methodological approaches, especially regarding system boundaries and temporality. We developed a temporally-explicit and territory scale model of carbon balance calibrated with long-term local data using Bayesian inference. The model accounts for carbon fluxes from selective logging in natural forest, timber plantation, first transformation and avoided emissions through energy substitution. We used it to compare prospective scenarios of development for the wood sector in French Guiana. Results show that intensification of practices, through increased logging intensity conducted with RIL and establishment of timber plantations, are promising development strategies to reduce the carbon emissions of the French-Guianese wood sector, as well as the area needed for wood production and hence the pressure on natural forests. By reducing logging damage by nearly 50%, RIL allows increasing logging intensity in natural forest from 20 m 3 ha − 1 to 30 m 3 ha − 1 without affecting the carbon balance. The use of logging byproducts as fuelwood also improved the carbon balance of selective logging, when substituted to fossil fuel. Allocating less than 30 000 ha to plantation would allow producing 200 000 m 3 of timber annually, while the same production in natural forest would imply logging more than 400 000 ha over 60 years. Timber plantation should be preferentially established on non-forested lands, as converting natural forests to plantation leads to high carbon emission peak over the first three decades. We recommend a mixed-strategy combining selective logging in natural forests and plantations as a way to improve long-term carbon balance while reducing short-term emissions. This strategy can reduce the pressure on natural forests while mitigating the risks of changing practices and allowing a diversified source of timber for a diversity of uses. It requires adaptation of the wood sector and development of technical guidelines. Research and monitoring efforts are also needed to assess the impacts of changing practices on other ecosystem services, especially biodiversity conservation

Prospective carbon balance of the wood sector in a tropical forest territory using a temporally-explicit model

International audienceSelective logging in tropical forests is often perceived as a source of forest degradation and carbon emissions. Improved practices, such as reduced-impact logging (RIL), and alternative timber production strategies (e.g. plantations) can drastically change the overall carbon impact of the wood production sector. Assessing the carbon balance of timber production is crucial but highly dependent on methodological approaches, especially regarding system boundaries and temporality. We developed a temporally-explicit and territory scale model of carbon balance calibrated with long-term local data using Bayesian inference. The model accounts for carbon fluxes from selective logging in natural forest, timber plantation, first transformation and avoided emissions through energy substitution. We used it to compare prospective scenarios of development for the wood sector in French Guiana. Results show that intensification of practices, through increased logging intensity conducted with RIL and establishment of timber plantations, are promising development strategies to reduce the carbon emissions of the French-Guianese wood sector, as well as the area needed for wood production and hence the pressure on natural forests. By reducing logging damage by nearly 50%, RIL allows increasing logging intensity in natural forest from 20 m 3 ha − 1 to 30 m 3 ha − 1 without affecting the carbon balance. The use of logging byproducts as fuelwood also improved the carbon balance of selective logging, when substituted to fossil fuel. Allocating less than 30 000 ha to plantation would allow producing 200 000 m 3 of timber annually, while the same production in natural forest would imply logging more than 400 000 ha over 60 years. Timber plantation should be preferentially established on non-forested lands, as converting natural forests to plantation leads to high carbon emission peak over the first three decades. We recommend a mixed-strategy combining selective logging in natural forests and plantations as a way to improve long-term carbon balance while reducing short-term emissions. This strategy can reduce the pressure on natural forests while mitigating the risks of changing practices and allowing a diversified source of timber for a diversity of uses. It requires adaptation of the wood sector and development of technical guidelines. Research and monitoring efforts are also needed to assess the impacts of changing practices on other ecosystem services, especially biodiversity conservation