Valeur de l'échantillonnage de terrain à faible intensité dans les inventaires forestiers nationaux

T. Thuresson

Tomas Thuresson est analyste
forestier à la Direction nationale
des forêts de Jönköping (Suède).

Les inventaires forestiers effectués sur le terrain avec une relativement faible intensité d'échantillonnage peuvent fournir les informations nécessaires à la prise de décisions à l'échelle nationale, à un coût raisonnable.

L'évaluation des forêts se réalise au mieux sur le terrain -

STORAENSO

_L'un des principaux objectifs des évaluations des ressources fores- tières est de faciliter la prise de décisions (même si l'on rassemble aussi des données sur les forêts pour bien d'autres raisons). Des informations fiables sur la situation actuelle et les tendances des ressources forestières contribuent à donner aux décideurs la perspective voulue pour orienter les politiques et les programmes forestiers.

Pourtant, les informations sur les ressources forestières mondiales dont on dispose sont beaucoup plus approximatives que ne le croient les décideurs. Souvent, les séries de données existantes sont périmées et renferment de graves erreurs systématiques. Dans certaines régions, par exemple, aussi bien les chiffres de croissance que les taux d'exploitation se sont révélés dans une large mesure sous-estimés (voir Thuresson, Drakenberg et Ter-Gazaryan, 1999). En outre, dans de nombreuses régions, les anciennes séries de données ne sont plus valables, à cause des abattages (licites ou illicites). Les conclusions sur le développement forestier sont donc souvent basées sur des informations incorrectes ou insuffisantes, qui conduisent à de mauvaises décisions.

Pour améliorer les connaissances sur les forêts dans les pays où les bases de données existantes sur le secteur sont de mauvaise qualité, un inventaire forestier national systématique à faible intensité, réalisé au sol, et complété si possible par des photographies aériennes ou satellite, peut permettre d'obtenir une évaluation qualitative globale, à un coût raisonnable. Un inventaire forestier caractérisé par une relativement faible intensité d'échantillonnage, une haute précision des mesures et des erreurs aléatoires connues dans les estimations, permet d'obtenir des estimations des variables les plus importantes et les plus recherchées à l'échelon national, même si le niveau de précision ne permet pas de les répartir dans des secteurs ou classes inférieures. La FAO travaille actuellement à l'élaboration d'un modèle de projet pour faciliter les évaluations forestières nationales suivant cette démarche. Cet article examine la fiabilité et les avantages de ces enquêtes à faible intensité d'échantillonnage.

LA TÉLÉDÉTECTION NE RÉSOUT PAS TOUS LES PROBLÈMES

Dans l'Evaluation des ressources forestières mondiales 2000 (ERF 2000), comme dans celle de 1990, l'absence d'inventaires forestiers de base, au sol, a été dans une certaine mesure compensée par des analyses de données satellite obtenues par télédétection. Si les enquêtes par télédétection ont permis d'obtenir des informations précieuses pour les analyses régionales et mondiales de la superficie forestière et de ses variations, les données satellite sont, en revanche, insuffisantes ou inutiles pour de nombreuses autres variables tout aussi importantes, comme la biomasse ligneuse aérienne, la croissance et le rendement, le bois commercialisable, les produits forestiers non ligneux et les indices de la biodiversité, si l'on ne dispose pas de parcelles d'inventaires forestiers servant d'échantillon. En outre, pour les variables de gestion et pour l'évaluation de la dynamique des impacts naturels ou humains sur les forêts, les données forestières obtenues par télédétection sont sans grand intérêt si elles ne sont pas assorties d'un échantillon suffisamment vaste de parcelles d'inventaires forestier (voir article de Tomppo et Czaplewski, dans le présent numéro).

L'ÉCHANTILLONNAGE PEU INTENSIF: DANS QUELLE MESURE LES RÉSULTATS SONT-ILS FIABLES?

Il est difficile d'estimer à priori la précision d'un type d'inventaire, quel qu'il soit. Les besoins d'information des décideurs, les types de forêts et d'autres conditions, ainsi que la variabilité au sein des zones d'intérêts à tous les niveaux (sous-parcelle, parcelle, paysage et région) varient considérablement d'un pays à l'autre et à l'intérieur d'un même pays. Dans cet article, deux exemples ont été choisis pour illustrer différents résultats possibles pouvant être obtenus dans différentes régions du monde, avec des intensités d'inventaire différentes: l'Inventaire forestier national suédois (Li et Ranneby, 1992) et un inventaire à faible intensité d'échantillonnage, effectué au Costa Rica (Kleinn et al., 2001).

Inventaire forestier national suédois

L'Inventaire forestier national suédois pour 1983-1987, a été conçu comme un sondage en grappes systématique où la distance entre les carrés est régulière et égale dans les pays. Les grappes étaient des parcelles échantillons circulaires (de 5 à 10 m de rayon), situées le long des côtés des carrés. La longueur des côtés des carrés variait dans une fourchette de 400 à 1 800 m, alors que la distance entre les carrés allait de 5 à 22,5 km, suivant la région du pays. Chaque ensemble de carrés a été conçu de façon à ce qu'une équipe de trois à quatre personnes puisse inventorier un carré par jour (déplacements compris).

Chaque carré contenait en moyenne quatre à cinq parcelles de bois sur pied, neuf à 10 parcelles de souches, et des parcelles en cours de régénération. Sur toutes les parcelles, les classes d'utilisation des terres ont été enregistrées. L'enquête a inventorié au total environ 2 250 carrés, 20 000 parcelles de bois sur pied (10 000 sur des terres forestières) et 20 000 parcelles de souches (sur des terres forestières), chaque année.

Une méthode approximative a été utilisée pour simuler le coefficient de variation (erreur type relative) en pourcentage, pour un inventaire d'une année comportant un nombre variable de carrés (50, 100, 250 et 500) distribués systématiquement sur le pays, en prenant pour base les chiffres présentés par Li et Ranneby (1992). La simulation a été effectuée pour les variables suivantes: superficie de terres forestières (ha); volume sur pied total (m3/ha/sur écorce) sur les terres forestières; superficie exploitée (ha coupés à ras) sur les terres forestières; et volume total récolté (m3/ha/sur écorce) sur les terres forestières.

Les résultats indiquent que la superficie totale et le volume sur pied total peuvent être estimés avec un degré de précision assez élevé, même avec un relativement petit nombre de carrés (tableau 1). Toutefois, les estimations concernant la superficie coupée à ras et le volume récolté étaient peu précises.

TABLEAU 1. Erreurs types relatives simulées d'un inventaire unique, avec des nombres de carrés différents, d'après l'Inventaire forestier national suédois 1983-1987

L'Inventaire forestier national suédois fournit un exemple des différents résultats pouvant être obtenus avec des intensités d'inventaire variables - ici, un peuplement d'épicéas en Suède -

STORAENSO

Inventaire pilote au Costa Rica

Le récent inventaire pilote effectué au Costa Rica (Kleinn et al., 2001) était conçu comme un échantillonnage en grille systématique, faisant appel à la fois à des photographies aériennes pour l'interprétation des classes d'utilisation des terres, et à des grappes de mesures sur le terrain. On disposait de 159 photographies au total, avec des côtés au sol d'environ 2,7 à 4,5 km, représentant les deux tiers de la superficie du Costa Rica. Quarante endroits proches des photographies ont fait l'objet d'un échantillonnage et 34 carrés ont été inventoriés et mesurés. Ces carrés étaient constitués d'une unité de référence de 1 x 1 km, avec un carré interne de 500 m x 500 m. Sur les côtés de ce carré, des sous-parcelles de 150 x 20 m ont été établies. A l'intérieur de ces sous-parcelles, tous les arbres d'un diamètre à hauteur de poitrine (DHP) supérieur à 30 cm, ont été mesurés. En outre, dans trois niveaux de parcelles emboîtées plus petites (parcelles de 20 x 10 m et parcelles circulaires d'un rayon de 3,99 m et de 1,26 m), des arbres de plus petite dimension et des gaulis ont été mesurés et comptés. Le temps passé sur le terrain s'est échelonné entre 7 et 12 journées de travail à temps plein par carré (sans compter les travaux de préparation et de bureau). Les travaux de terrain ont inclus non seulement la mesure des arbres, mais aussi des interviews de propriétaires terriens sur des sujets comme l'utilisation des terres et les besoins que devait satisfaire la forêt.

Quatre variables de l'inventaire costa-ricien ont été étudiées, à savoir: la superficie forestière totale; les ressources arborées hors forêt, c'est-à-dire toutes les terres hors forêt susceptibles de porter des arbres; le volume commercial (>30 cm de diamètre à hauteur de poitrine) dans les forêts; et le volume commercial (>30 cm de diamètre à hauteur de poitrine) dans les ressources arborées hors forêt. Les deux premières variables ont été estimées d'après les 159 photographies, alors que les deux dernières ont été évaluées sur la base des 34 bandes échantillons de l'inventaire. Le coefficient de variation en pourcentage a été simulé pour 50, 100, 250 et 500 photographies (pour les deux premières variables) ou carrés (pour les deux dernières variables), répartis de façon systématique sur le territoire national.

Les résultats montrent que les coefficients de variation des interprétations des photographies aériennes concernant la superficie forestière et les ressources arborées hors forêt, étaient passablement bas, avec quelques centaines de photos interprétées (tableau 2). Les estimations des coefficients de variation du volume commercial étaient plus élevées, mais étant donné que seuls les arbres de plus de 30 cm de diamètre ont été inclus dans l'estimation, les chiffres semblent relativement satisfaisants, mais cela dépend bien sûr du degré de précision requis.

TABLEAU 2. Erreurs types relatives simulées, avec des nombres différents de photographies (deux premières colonnes) ou de carrés (deux dernières colonnes), d'après un inventaire unique au Costa Rica

Un membre de l'équipe chargée de l'Inventaire forestier national du Costa Rica mesure la longueur d'une parcelle témoin dans une jeune forêt de feuillus -

CATIE

ESTIMATIONS DES VARIATIONS DU COUVERT FORESTIER

L'une des variables présentées par l'ERF 2000 a toujours suscité un vif intérêt: il s'agit de l'estimation des variations du couvert forestier. Les changements du couvert forestier n'ont été estimés ni dans l'inventaire costa-ricien, ni dans l'enquête forestière nationale suédoise. Toutefois, l'inventaire suédois a estimé la superficie coupée à ras. Les coefficients de variation simulés, à partir de mesures directes des parcelles sur les superficies coupées à ras, sont élevés: 48 pour cent avec 50 carrés et 15,2 pour cent avec 500 carrés. Ainsi en Suède, où la superficie coupée à ras représente ordinairement environ 0,8 pour cent de la superficie forestière (taux de déforestation qui pourrait être typique de nombreuses zones), les limites de confiance absolue sont comprises entre 0 et 1,6 pour cent avec 50 carrés, et entre 0,6 et 1 pour cent avec 500 carrés. Avec 50 carrés, les résultats présenteraient peu d'intérêt pour les décideurs du pays, alors qu'avec 500 carrés, ils pourraient être instructifs pour de nombreux décideurs, et beaucoup plus utiles que les informations aujourd'hui disponibles dans de nombreux pays.

COÛT

Dans l'inventaire costa-ricien, les coûts ont été estimés à 2 000 dollars EU par carré. Il s'agit d'un coût assez élevé, mais il englobait non seulement la mesure des variables, mais aussi celle des superficies des différentes classes d'utilisation des terres et les interviews de la population locale. De plus, cette estimation incluait des coûts indirects tels que les frais de planification et de déplacement, qui étaient élevés en proportion du nombre de carrés inventoriés (un peu plus de 30 carrés). Un inventaire comportant un plus grand nombre de carrés réduirait aussi probablement le temps de travail par carré, du fait que le facteur formation et les frais fixes par carré seraient plus bas. Il devrait donc être possible à l'avenir de réduire le coût par carré des inventaires de ce type.

En supposant que le coût par carré puisse être diminué de moitié, avec des gains d'efficacité dans les inventaires plus vastes et mieux planifiés, un inventaire de 500 carrés coûterait environ 500 000 dollars EU. Est-ce trop cher payé? Il conviendrait peut-être de tourner la question autrement: combien coûtent les décisions basées sur des informations incomplètes et incorrectes?

CONCLUSIONS

Les processus internationaux deviennent de plus en plus exigeants quant aux variables et à la qualité des données (voir articles de Braatz et Prinz dans ce numéro). Malgré les multiples problèmes pratiques que posent les inventaires forestiers, il est évident que la plupart des variables importantes doivent être mesurées, comptées ou observées dans la forêt.

Les inventaires par satellite attirent souvent, en raison de leur faible coût et leur côté «high tech». Toutefois, la haute technologie n'est d'aucune utilité pour l'information si les infrastructures font défaut. En outre, les images ne peuvent pas fournir toutes les informations recherchées.

Bien que les exemples décrits dans cet article soient peu nombreux et simplifiés, on peut en tirer quelques conclusions. A des variables différentes correspondent des méthodes d'inventaire différentes. Toutefois, très souvent le plan d'inventaire choisi représente un compromis entre différentes solutions. De même, les inventaires illustrés dans cet article ne produisent peut-être pas les estimations les plus précises qui puissent exister pour les variables présentées, mais ils donnent des erreurs types relativement faibles pour quelques-unes des variables les plus importantes. Les simulations d'erreurs types des exemples suédois et costa-ricien montrent que la superficie forestière et le volume sur pied totaux peuvent être estimés avec une précision satisfaisante, même avec un relativement petit nombre de carrés inventoriés. Ainsi, les inventaires forestiers à faible intensité permettent d'obtenir des informations sur lesquelles pourront s'appuyer les décideurs locaux et mondiaux, avec ou sans le complément d'informations par télédétection.

Le coût de ces inventaires forestiers à faible intensité peut sembler élevé pour beaucoup de pays en développement, mais sur le plan international, et du point de vue des décideurs, les avantages peuvent être supérieurs aux coûts. Il faudra toutefois convaincre les décideurs que les données provenant de ces inventaires sont meilleures que toutes les autres informations disponibles, si l'on veut mobiliser de l'argent pour financer des inventaires nationaux. A cet égard, la communauté internationale détient probablement la clé de l'information future sur les ressources forestières.

Même des inventaires différents d'une précision limitée peuvent, comme dans le cas arménien (voir encadré), donner des informations qui modifient complètement le tableau des ressources forestières. Si les décideurs n'ont pas de données incontestables, ils prennent leurs décisions sur la base des autres informations existantes, d'estimations subjectives ou de simples hypothèses. Mais, lorsqu'ils ont plus de données à disposition et comprennent que leurs décisions sont meilleures si elles sont ancrées sur des données solides, ils en demandent plus (autres variables, données à plus haute résolution et séries chronologiques de données). De cette manière, un inventaire forestier à faible intensité peut conduire à d'autres inventaires, et par voie de conséquence, à un renforcement des capacités et à une amélioration de l'information.

Il est important de noter que, dans l'idéal, deux niveaux d'inventaire sont nécessaires: inventaire par sondage, systématique et objectif, d'une précision connue, à visée stratégique (prise de décisions), et un inventaire intégral, à visée opérationnelle (planification de l'aménagement).

En conclusion, les inventaires forestiers nationaux à faible intensité ne fournissent peut-être pas toutes les informations nécessaires au niveau national ou mondial, que l'on est en droit d'attendre d'un inventaire forestier, mais ils peuvent fournir des données relativement approfondies qui seront utiles pour la prise de décisions, et les informations provenant de ce type d'inventaire peuvent inciter à améliorer les politiques forestières nationales et à effectuer de nouveaux inventaires propres à améliorer encore les capacités nationales dans le secteur forestier.

Bibliographie

Kleinn, C., Ramirez, C., Chaves, G. et Lobo, S. 2001. Pilot forest inventory in Costa Rica. Rapport préparé pour l'ERF 2000. FAO, Rome. Centre agronomique tropical de recherche et d'enseignement (CATIE) et Ministère de l'environnement et de l'énergie, Costa Rica. (non publié)

Li, C.-Z. et Ranneby, B. 1992. The precision of the estimated forest data from the national forest survey 1983-1987. Rapport 54. Université suédoise des sciences agricoles, Département des inventaires forestiers, Umeå, Suède.

Thuresson, T., Drakenberg, B. et Ter-Gazaryan, K. 1999. Armenia Forest Resources Assessment - report on a sample-based forest resource assessment of the forests possible for exploitation in Armenia. Direction nationale des forêts, Jönköping, Suède.

Les résultats de l'échantillonnage encouragent à réformer les politiques forestières: le cas de l'Arménie Une équipe chargée de l'Inventaire forestier arménien navigue à la recherche de la parcelle témoin - T. THURESSON Parfois les administrations locales font compiler des données à partir d'inventaires forestiers subjectifs, basés sur les peuplements, et les données sont souvent anciennes. En Arménie par exemple, la base de données disponible en 1998 contenait encore d'anciens résultats d'inventaires de l'ex-Union soviétique. Un inventaire stratégique objectif des forêts arméniennes, financé par l'ASDI (Agence suédoise de coopération internationale au développement), a été effectué pour obtenir de meilleures informations à l'appui des décisions pour l'élaboration de la politique forestière qui était en cours dans le pays (Thuresson, Drakenberg et Ter-Gazaryan, 1999). Dans cet inventaire forestier à faible intensité d'échantillonnage, 270 sous-compartiments, stratifiés par volume et par âge à partir des anciennes données d'inventaire, ont été inventoriés (avec une moyenne de 10 parcelles circulaires de 10 m de rayon, dans chaque compartiment). En moyenne, trois personnes ont inventorié un sous-compartiment par jour, sans compter les travaux de préparation. Les résultats avaient de quoi surprendre les décideurs. Par exemple, la croissance mesurée était de 2,86 ± 0,17 m3 par hectare et par an, soit deux fois le chiffre officiel précédent, qui était de 1,4 m3 par hectare et par an. Les mesures des souches indiquaient que le volume des coupes était de l'ordre de 600 000 m3 par hectare et par an (sur 215 000 ha), soit environ six fois plus que les possibilités de coupe annuelles officielles, qui étaient de 100 000 m3 par hectare et par an. Les résultats de l'inventaire ont fini par inciter à modifier la politique forestière arménienne. Un séminaire basé sur les nouvelles informations a été tenu à l'intention des décideurs du pays. Beaucoup avaient du mal à accepter les grandes différences entre les anciens chiffres de l'Etat et les résultats de l'échantillonnage aléatoire stratifié. Toutefois, tous les participants ont conclu que les abattages illicites étaient un gros problème et que, d'une manière générale, les forêts n'étaient pas exploitées de manière durable. La politique forestière devait être mise à jour, ce qui supposait d'effectuer d'autres inventaires sur le terrain. Dans ce cas, l'inventaire objectif a servi de signal d'alarme, et il a incité les autorités locales à procéder à d'autres inventaires - pour en fin de compte arriver à un inventaire intégral du couvert forestier, basé sur les peuplements. Mesure du diamètre d'un arbre dans une parcelle témoin de l'inventaire arménien; les résultats ont montré que la croissance de l'arbre était le double du chiffre officiel précédent - T. THURESSON