CEP (Croissance des Épinettes blanches en Plantation) is a tactical growth and yield simulator for white spruce plantations in Eastern Quebec that have a certain amount of natural regeneration. The model can be run with both spatial and non-spatial inventory data. In the case where spatial form is needed and XY coordinates are not available, a spatializer is available to attribute XY coordinates.

The simulator is developped by Robert Schneider at the Chaire de recherche sur la forêt habitée at the Université du Québec à Rimouski.

CEP (Croissance des Épinettes blanches en Plantation) est un simulateur de croissance tactique pour les plantations d'épinettes blanches de l'Est-du-Québec qui comportent une part de régénération naturelle. Ce modèle peut être employé avec des données spatialisées ou non. Un spatialisateur est disponible pour attribuer des coordonnées XY si elles ne sont pas disponibles et que l’utilisateur souhaite employée une forme spatialisée.

Le simulateur est développé par Robert Schneider de la Chaire de recherche sur la forêt habitée de l'Université du Québec à Rimouski.

Le modèle suit le schéma ci-après.

Plus en détail, les principales étapes en sont les suivantes :

1. initialisation du simulateur
2. simulation de la croissance
3. choix des traitements sylvicoles.

L'initialisation se fait par la fenêtre suivante :

Le fichier d'inventaire est sélectionné dans la case « Fichier d'inventaire ». Il doit contenir :

• la taille et la forme (rectangulaire ou circulaire) de la placette,
• le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) et l'espèce de tous les arbres compris dans la placette.

L'âge de la plantation doit être fourni, sans quoi l’estimation de l'indice de qualité de station (IQS) et/ou de la hauteur des arbres ne peut être réalisée.

Si les hauteurs des plus gros arbres sont fournies, l'indice de qualité de station est calculé selon la méthode proposée par Prégent et coll. (2010, Tarif de cubage, tables de rendement et modèles de croissance pour les plantations d'épinette blanche au Québec, Mémoire de recherche forestière no. 190 de la Direction de recherche forestière du Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs). Dans le cas contraire, l'IQS peut être saisi dans la case prévue à cet effet. Le simulateur ne comporte pas de module de recrutement. Il prévoit le nombre de tiges non-marchandes et leur DHP individuel dès l'initialisation (en cochant la case « Ajouter des arbres non marchands à l'inventaire »), si elles ne sont pas disponibles dans l'inventaire. Cette méthode est expliquée dans un manuscrit en préparation par Emmanuel Duchateau (DRF-MFFP).

La dernière étape consiste à octroyer à chaque arbre des coordonnées XY (en cochant la case « Employer la version spatialisée du modèle »), si le mode spatialisé est employé et que la position des arbres n'a pas été mesurée lors de l’inventaire. Les arbres de la placette sont positionnés de manière itérative. Des coordonnées aléatoires sont attribuées à un arbre. La position est ensuite validée en se basant sur la distance entre cet arbre et ses deux plus proches voisins. La distance minimale tolérée entre les trois arbres dépend notamment de leur DHP et de leur essence question ainsi que de l’indice d’agrégation R de Clark et Evans (1954). L’indice R varie en fonction de chaque essence et selon traitement sylvicole ayant eu lieu dans la placette. Les détails de la méthode se trouvent dans un manuscrit en préparation par Emmanuel Duchateau (DRF-MFFP).

Il est à noter que la superficie de la placette peut être agrandie à 1 ha (c.-à-d. un carré de 100 m X 100 m, en cochant la case « Étendre chaque placette à 1 hectare »). Chaque arbre de la placette est alors reproduit selon le coefficient d'expansion (10 000/superficie de la placette). Ensuite, tous les arbres se voient attribuer une position XY par le spatialisateur.

Finalement, il est possible de rendre les étapes stochastiques (mortalité, récolte, positionnement) reproductibles en cochant la case « Simulation reproductible pour éclaircie commerciale, évolution et mortalité ».

Le module de croissance prévoit la croissance et la mortalité des arbres vivants non récoltés. Il est possible de réaliser une simulation sur un maximum de 5 pas de 5 ans (c.-à-d. un maximum de 25 ans) :

La prédiction de la croissance s'appuie sur les travaux de Bérubé-Deschênes et coll. (2017) pour prédire l'accroissement relatif de chaque arbre. En fonction du type de simulation choisi, la compétition est quantifiée par la surface terrière des arbres plus gros (simulation sans égard à la position des arbres) ou par l'indice de compétition de Martin et Ek (1984). Le modèle de croissance a depuis été ré-étalonné et un manuscrit présentant le simulateur est en préparation. Il est à noter que seule la version spatialisée est employée lorsque la placette est étendue à 1 ha.

La mortalité repose sur une procédure en deux étapes. La première étape consiste à prédire le nombre d'arbres qui devraient être contenus dans la placette. Ce nombre est établi à l'aide de la densité de plantation prédite par Prégent et coll. (2010, Tarif de cubage, tables de rendement et modèles de croissance pour les plantations d'épinette blanche au Québec, Mémoire de recherche forestière no. 190 de la Direction de recherche forestière du Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs). La sélection stochastique des arbres qui meurent, dans le cas où la densité de la placette est supérieure à celle attendue, est effectuée à l'aide d'une probabilité de mourir qui dépend de la taille de l'arbre.

Le simulateur permet de réaliser quatre types d'éclaircie commerciale :

1. à l'aide d'un diagramme de prélèvement
2. éclaircie par le bas
3. éclaircie complexe
4. dégagement par arbre élite.

L'éclaircie par diagramme de prélèvement permet de sélectionner le nombre de tiges par classe de DHP à récolter :

Cet outil d'éclaircie ne prend pas en compte la position des arbres.

Le choix des arbres à récolter avec l'éclaircie par le bas est établi à l'aide de la probabilité qu'un arbre donné soit récolté. La probabilité est établie à partir des travaux de Fortin (2014). Il est à noter que ce modèle de récolte a été développé à partir de données d'éclaircie en forêts non aménagées, que le taux de prélèvement devrait être compris entre 25 et 35% et que le diamètre quadratique moyen des arbres marchands, après récolte, doit être au minimum 5% supérieur à celui avant éclaircie. Le choix des arbres est établi aléatoirement. Cette méthode, qui ne prend pas en compte la position des arbres, s'applique aux placettes comportant des surfaces terrières comprises entre 23 et 33 m2/ha.

L'éclaircie complexe s'applique dans le cas où les arbres sont spatialisés (avec coordonnées XY. Les arbres à récolter sont sélectionnés manuellement à l'aide de la souris sur une carte de l'emplacement des arbres (ci-après, les arbres à récolter apparaissent en gris dans le panneau de droite et en rouge dans le panneau de gauche) :

Le dégagement d'arbre élite s'applique uniquement lorsque la placette est étendue à 1 ha. Il est alors possible de choisir le nombre d'arbres élites à dégager ainsi que le rayon de dégagement :

La placette est alors divisée dans le même nombre de forels que d'arbres élites. Les deux arbres les plus gros sont alors sélectionnés, et il est vérifié que leur DHP est supérieur à 70% du diamètre quadratique moyen des 100 arbres les plus gros de la placette. Si les deux arbres du forel respectent cette contrainte, l'arbre élite dégagé est choisi aléatoirement.

Il est aussi possible de prévoir des sentiers de débardage (en précisant leur largeur et leur espacement) ainsi que des trouées circulaires (en indiquant le nombre (de 1 à 5 trouées) et leur rayon).

Ci-après, un exemple d'éclaircie par dégagement d’arbre élite avec trouées :