Long-Term influence of the spatial structure of an initial state on the dynamics of a forest growth model: a simulation study using the Capsis platform
Influence à long terme de la structure spatiale d'un état initial sur la dynamique d'un modèle de croissance forestière : une étude simulatoire sur la plate-forme CAPSIS
Résumé
Spatially explicit Individual Based Models are more and more often used in forest modelling, especially because they take into account the influence of the spatial structure on the dynamics. However, they are potentially very sensitive to the initial spatial structure used for a simulation, which can be problematic if the initial state is not known, or is simulated in an unrealistic way. The aim of our paper is to study this sensitivity to initial spatial structure in the case of the Mountain model, an individual based model of irregular spruce stands implemented in the Capsis platform. In order to characterise the influence of the initial spatial structure on the dynamics of the model, we simulated different initial spatial structures and compared the results of long term simulations. We showed that the initial spatial structure can highly influence the dynamics of the model, not only during the first cycle of the evolution, but also at very long term in the evolution of the next generations. We also illustrated how some disturbances, such as a periodic gap opening through storms, can modify both the long term dynamics of the stand and the duration of the influence of the initial spatial structure.
Les modèles individus centrés et spatialement explicites sont de plus en plus souvent utilisés en modélisation forestière, en particulier parce qu'ils prennent en compte l'influence de la structure spatiale sur la dynamique. Cependant, ils peuvent être très sensibles à la structure spatiale initiale utilisée dans les simulations, ce qui peut poser problème si on ne connait pas l'état initial, ou si il n'est pas simulé de façon réaliste. L'objectif de cet article est d'étudier cette sensibilité à la structure spatiale initiale dans le cas du modèle "Mountain", un modèle individus centré de pessières irrégulières de montagne implémenté dans la plate-forme CAPSIS. Pour caractériser l'influence de la structure spatiale initiale sur la dynamique du modèle, nous avons simulé des états initiaux de différentes structures spatiales, et comparé les résultats de simulations à long terme. Nous avons montré que la structure spatiale initiale peut influencer fortement la dynamique du modèle, non seulement pendant le premier cycle de l'évolution, mais également à très long terme dans les générations suivantes. Nous avons également montré comment des perturbations, comme l'ouverture de clairières par des tempêtes, peut modifier à la fois la dynamique à long terme du modèle, et la durée de l'influence de la structure spatiale initiale.