Dans un inventaire sur le terrain, les équipes chargées de l’inventaire forestier collectent des données au sol. Pour une zone de forêt relativement limitée, comme une parcelle d’exploitation, on peut (souvent nécessaire) conduire des inventaires à cent pour cent (appelés aussi inventaires en plein, ou pied par pied) où tous les arbres d’un peuplement (normalement supérieurs à un diamètre minimal spécifié) sont mesurés. Pour des inventaires de zones plus étendues, comme au niveau d’un paysage, d’une province ou d’un pays, un inventaire à cent pour cent risque d’être impraticable et excessivement coûteux. Une stratégie d’échantillonnage s’impose alors : les mesures sont prises dans des unités d’échantillonnage permanentes et/ou temporaires, et ces mesures sont utilisées par la suite pour estimer les valeurs de la forêt tout entière. La superficie échantillonnée est la superficie totale de toutes les unités d’échantillonnage dans lesquelles les mesures sont prises.

La procédure d’échantillonnage peut être aléatoire, mais un échantillonnage systématique est normalement plus efficace car il tend à mieux représenter la répartition des utilisations des terres et des types de forêts. L’échantillonnage peut aussi être pré-stratifié afin d’intensifier l’échantillon dans des strates qui sont plus hétérogènes ou d’une plus haute priorité, augmentant par là même la précision des estimations où elles sont le plus nécessaires. Les unités d’échantillonnage peuvent consister en des peuplements, des parcelles, des bandes ou des points et les placettes peuvent être circulaires, rectangulaires ou carrées (ou d’une autre forme) et de taille fixe ou variable. La taille de la placette se détermine en fonction du nombre escompté de mesures des paramètres d’intérêt. Ainsi, les placettes servant à mesurer de petits arbres peuvent parfois être de taille inférieure à celles servant à mesurer de grands arbres, du fait que les petits arbres sont souvent plus fréquents que les grands (et dès lors un nombre égal de tiges peut être mesuré dans un espace plus limité). Le nombre de placettes dépend du besoin de précision statistique, en particulier pour les paramètres clés, et des contraintes de coût et de temps. Il faut normalement plus de temps et d’efforts pour mesurer une série de placettes largement disséminées que des placettes organisées en grappes (échantillonnage en grappes).       

Une évaluation par télédétection (utilisant des données fournies par des capteurs aériens ou satellitaires) peut servir soit pour couvrir l’ensemble de la superficie, soit pour une approche par échantillonnage. Dans une approche par échantillonnage, les observations se font dans des unités d’échantillonnage (placettes échantillons) alors que dans l’autre cas c’est la zone d’intérêt tout entière (paysage, province ou pays, par exemple) qui est observée. Les observations par télédétection peuvent servir en particulier à déterminer l’étendue des différentes catégories de couvert (ou d’utilisation) des terres. Elles peuvent en cela faciliter grandement l’extrapolation des densités de volume et de biomasse obtenus par des relevés de terrain sur de vastes superficies et au fil du temps lors d’évaluations répétées visant à estimer les changements du total du stock de volume et de biomasse, et pour stratifier l’analyse des données de terrain.

La télédétection radar et par laser, aérienne ou satellitaire, peut être utilisée pour capter des données permettant d’estimer les stocks tant de volume que de biomasse. La précision de ces méthodes dépend largement de la capacité à calibrer et valider les mesures avec des données de terrain, et les technologies, tout en étant encore expérimentales et relativement coûteuses, sont prometteuses, en particulier pour les zones difficilement accessibles sur le terrain.

Les mesures et les observations de terrain sont effectuées sur des arbres individuels (et des arbustes), ainsi sur l’ensemble de l’écosystème forestier.

Les mesures et observations communs sont : le diamètre, la hauteur, la forme de la tige, l’état de santé et les espèces taxonomiques. Une variété d’instruments et d’outils est disponible pour mesurer les paramètres dendrométriques en fonction du budget et des compétences.

Diamètre – Normalement le diamètre de la tige d’ un arbre se mesure sur écorce à une hauteur de 1,3 m au-dessus du sol communément désignée comme hauteur d’homme ou hauteur de poitrine (d’où l’expression diamètre à hauteur de poitrine - dhp). Pour les cas particuliers (arbres de forme irrégulière ou arbres poussant sur une pente, par exemple) consulter le manuel de terrain NFMA Suivi et évaluation des ressources forestières nationales. Équipement : ruban diamétrique, règle graduée de cubage, compas forestier.

Hauteur – La hauteur de l’arbre est la hauteur verticale mesurée du sol à la cime de l’arbre. La hauteur commerciale du fût est la longueur du tronc depuis la souche jusqu’à l’endroit de la première ramification ou du plus petit diamètre commercialisable (c’est-à-dire le diamètre minimal du fût utilisable comme bois d’œuvre). La mesure de la hauteur de l’arbre peut être particulièrement difficile dans les forêts où les cimes sont invisibles à cause de la densité du couvert (dans les forêts tropicales denses, par exemple). Étant donné qu’il est beaucoup plus coûteux de mesurer la hauteur de l’arbre que le diamètre à hauteur de poitrine, la hauteur n’est souvent mesurée que pour un sous-échantillon d’arbres. Sur la base d’un tel sous-échantillon, la relation entre le diamètre à hauteur de poitrine et la hauteur de l’arbre peut être modélisée et appliquée pour prédire la hauteur de tous les arbres de l’échantillon. Toutefois, cette méthode donnera des résultats moins précis que des estimations effectives de la hauteur.

Tant la hauteur totale que la hauteur commerciale du fût peuvent être estimées à l’aide d’une variété d’outils, et les outils de mesure de la hauteur les plus précis (clinomètres) mesurent les angles et permettent à l’utilisateur de déterminer la hauteur d’un arbre sur pied à une distance donnée. Pour plus d’information et des illustrations sur la mesure de la hauteur des arbres consulter le manuel de terrain NFMA Suivi et évaluation des ressources forestières nationales. Équipement : clinomètre, hypsomètre, relascope, télémètre, règle graduée de cubage, perche dendrométrique.

Santé et vitalité des écosystèmes forestiers Ces éléments peuvent être déterminés grâce à des indicateurs écologiques choisis. Ces indicateurs sont essentiellement des observations sur la présence ou l’absence d’agents biotiques ou abiotiques et de problèmes environnementaux (ou leurs symptômes) affectant les forêts, ainsi que l’évaluation générale de l’état de la forêt et des arbres. Ils sont enregistrés dans les placettes soit au niveau de l’arbre (état général de l’arbre et de la cime, agents responsables) soit au niveau du peuplement forestier (problèmes environnementaux observés et niveau de gravité et tendances). Les informations sur la santé et la vitalité de la forêt proviennent des observations faites sur le terrain ainsi que d’entretiens avec la population locale et des informateurs clés.

Diversité biologique Une bonne identification des espèces d’arbres est fondamentale pour tout inventaire forestier. Dans de nombreux cas, il est beaucoup plus grave de se tromper sur l’identification de l’espèce d’un arbre que de se méprendre sur toute autre caractéristique. Dans les forêts tropicales riches en espèces, l’identification est souvent un défi de taille en raison de la limitation de compétences botaniques spécialisées à de rares taxonomistes. Il est recommandé de prendre des échantillons de parties de l’arbre, comprenant de préférence du matériel fertile comme les fleurs, les graines et les fruits à faire identifier par des experts au laboratoire. Des photos détaillées de matériel similaire pourraient atteindre le même objectif. Pour limiter les efforts, certains inventaires se focalisent seulement sur les espèces considérées comme « importantes » soit pour leur valeur commerciale, soit pour leur rôle pour assurer la biodiversité, soit pour d’autres raisons.

Une évaluation détaillée de la diversité biologique comprendrait alors des résultats sur le diamètre à hauteur de poitrine et la hauteur par espèce, la répartition spatiale des espèces, la structure de la forêt et des observations sur les espèces indicatrices (flore et faune).

Services environnementaux et socioéconomiques Ce sont des fonctions essentielles procurées par les forêts et les arbres. Pour les inventaires sur de grandes étendues ces services sont importants à évaluer et suivre afin de donner aux décideurs les informations contribuant à améliorer les moyens d’existence des populations locales et à protéger le sol et l’eau. Les informations sur ces services sont collectées à partir d’observations de terrain et d’entretiens avec la population locale et d’autres informateurs clés.

Les estimations du volume ou de la biomasse pour les arbres individuels dans la superficie échantillonnée sont sommées pour en tirer le volume total inventorié des arbres dans cette superficie. La densité du matériel sur pied (mètres cubes par hectare) et la densité de la biomasse (tonnes par hectare) peuvent être calculées en divisant le volume total inventorié des arbres ou de la biomasse par la superficie échantillonnée. Des équations de volume incluant comme paramètres des mesures au niveau du peuplement (surface terrière, par exemple) donnent directement des estimations de la densité du volume.

L’allométrie est l’utilisation d’équations, de modèles et de fonctions pour décrire la relation quantitative entre divers paramètres dendrométriques. En combinaison avec les données de l’inventaire, les équations allométriques peuvent servir pour estimer le volume et la biomasse des arbres et, enfin, le matériel sur pied et les stocks de biomasse et de carbone des forêts à différentes échelles. Les modèles allométriques peuvent être spécifiques de l’espèce ou d’un groupe d’espèces et peuvent, d’une manière générale, être générés pour différents types de forêts. Une source utile pour l’identification de modèles allométriques adaptés est GlobAllomeTree: une plateforme internationale sur Internet pour les équations allométriques des arbres facilitant l’évaluation des stocks de volume, biomasse et carbone.