Des cartes LiDAR aériennes révèlent 6 millions d'arbres en pleine repousse dans les Cairngorms en Écosse

Une équipe de recherche dirigée par Cambridge a transformé des scans laser collectés depuis un avion léger en cartes tridimensionnelles détaillées du parc national des Cairngorms, en Écosse, et les images obtenues capturent un phénomène rarement documenté à cette échelle : la forêt native qui regagne progressivement du terrain là où les arbres étaient absents depuis des siècles.

L'étude a couvert 569 kilomètres carrés (km²) du parc national et a identifié plus de 6 millions d'arbres individuels, en enregistrant la hauteur exacte de chacun d'eux. Environ 2,65 millions de ces arbres — soit un peu plus de 40 pour cent du total — mesurent moins de 5 mètres (16 pieds) de haut, ce qui les désigne comme de jeunes spécimens en régénération naturelle plutôt que comme des vestiges d'une forêt plus ancienne.

Ces travaux documentent un premier succès pour le partenariat de restauration de la nature Cairngorms Connect, dont l'approche de la gestion des cerfs à l'échelle du paysage s'étend sur 60 000 hectares. Selon l'équipe, des millions de jeunes arbres se sont établis naturellement à la suite de l'intensification de l'abattage des cerfs dans la zone du partenariat.

Comment l'étude des Cairngorms a été réalisée

Les données brutes proviennent du LiDAR, une technologie de balayage laser qui mesure la distance en chronométrant le temps que mettent des impulsions lumineuses à revenir après avoir frappé une surface. L'équipement était monté dans un avion léger qui volait à 600 mètres (environ 2 000 pieds) au-dessus du sol, balayant une vaste portion du parc et accumulant un nuage dense de points de mesure en dessous.

Transformer ce nuage de points en un inventaire arbre par arbre a nécessité une nouvelle approche analytique. L'équipe de Cambridge a développé une méthode assistée par IA pour traiter les scans, ce qui lui a permis de distinguer les arbres individuels de la végétation et du terrain environnants sur toute la zone d'étude — une tâche qui serait impraticable à réaliser manuellement à cette résolution et à cette échelle.

Pour vérifier la fiabilité des résultats automatisés, les chercheurs ont effectué des mesures ponctuelles sur le terrain et les ont comparées à ce que montraient les cartes. Ces contrôles de terrain ont validé l'exactitude des arbres cartographiés, donnant à l'équipe la confiance que l'inventaire numérique reflète bien ce qui pousse réellement dans le parc.

Ce que montrent les cartes

Les images obtenues sont inhabituelles par leur niveau de détail. Plutôt que de représenter la forêt comme une étendue verte généralisée, elles distinguent chaque arbre et sa hauteur, ce qui permet de voir où la régénération est concentrée et où elle ne fait que commencer.

• Plus de 6 millions d'arbres individuels identifiés sur la zone d'étude de 569 km².
• Chaque arbre mesuré en hauteur, et pas simplement compté.
• 2,65 millions d'arbres — un peu plus de 40 pour cent — mesurent moins de 5 mètres de haut, ce qui indique une régénération naturelle récente.
• Des mesures ponctuelles au sol ont servi à valider l'exactitude des résultats cartographiés.

Des foyers de régénération en lisière de forêt — et au-delà

Les petits arbres en régénération se trouvent principalement près des lisières des forêts existantes, là où les graines ont le plus de chances de tomber. Ce schéma correspond à ce que les écologues attendent d'une dispersion naturelle des graines, et il suggère que la nouvelle croissance rayonne vers l'extérieur à partir des boisements établis plutôt que d'apparaître au hasard dans le paysage.

Mais les cartes ont aussi révélé un détail plus surprenant : certains nouveaux arbres se sont établis à plus d'un demi-kilomètre de la lisière forestière la plus proche. Ces cas isolés montrent jusqu'où les graines peuvent voyager et laissent entrevoir le potentiel d'expansion de la forêt vers des terrains ouverts bien au-delà de la limite actuelle des arbres.

Le type d'habitat détermine où les arbres s'installent

Toutes les parcelles de terrain ne se sont pas révélées également réceptives. L'étude a constaté que moins de nouveaux arbres s'étaient établis dans les zones marécageuses que sur les landes sèches, ce qui indique que les conditions locales d'habitat jouent un rôle important dans la réussite de la régénération. Cette distinction compte pour quiconque cherche à prévoir la vitesse de récupération d'un paysage, car elle signifie que les progrès de la restauration ne seront pas uniformes dans un parc de cette taille.

La gestion des cerfs à l'échelle du paysage

La récupération documentée par les cartes ne s'est pas produite toute seule. Elle a suivi une approche coordonnée de la gestion des cerfs sur les 60 000 hectares du partenariat Cairngorms Connect, une zone bien plus vaste qu'un seul domaine ou une seule réserve. L'intensification de l'abattage des cerfs est associée à l'établissement naturel de millions de jeunes arbres désormais visibles dans les données LiDAR.

Ce cadrage à l'échelle du paysage est central dans le résultat. Parce que le partenariat opère sur une étendue contiguë du parc national plutôt que sur des fragments isolés, les semis qui germent dans une zone ont la place de s'étendre vers les terrains voisins. Les cartes offrent une vue arbre par arbre de ce que cette approche a produit jusqu'à présent.

Un nouvel outil pour surveiller la restauration de la nature

Au-delà des résultats spécifiques aux Cairngorms, le projet démontre une méthode de suivi qui pourrait être appliquée à des efforts de restauration ailleurs. Le Dr Aland Chan, de l'University of Cambridge, a qualifié la précision et l'échelle de la cartographie de percée.

« La capacité de cartographier les arbres en régénération avec une telle précision, à une échelle aussi vaste, constitue une percée pour le suivi de la restauration de la nature à l'échelle du paysage », a déclaré Chan. « Cela signifie que nous pouvons cartographier efficacement les jeunes arbres, évaluer si les objectifs de restauration sont atteints et éclairer les futurs travaux de restauration. »

Cette capacité répond à un problème de longue date pour les grands programmes de restauration. Compter les jeunes arbres à la main sur des centaines de kilomètres carrés n'est pas réalisable, et l'imagerie satellitaire peine souvent à distinguer les petits individus sous ou à côté d'une végétation plus haute. Le LiDAR aéroporté combiné à une analyse automatisée offre une voie intermédiaire : une large couverture avec une résolution suffisante pour isoler des jeunes plants individuels et enregistrer leur hauteur de croissance.

Des études répétées pourraient transformer ces instantanés en un film, permettant aux gestionnaires des terres de suivre si la régénération s'accélère, stagne ou se déplace vers de nouveaux types d'habitats au fil du temps. Les données de hauteur sont particulièrement utiles dans ce contexte, puisqu'une cohorte croissante d'arbres se traduirait par une distribution de mesures en hausse d'une étude à l'autre.

Ce que signifie le résultat des Cairngorms

Le chiffre phare — plus de 6 millions d'arbres — est frappant en soi, mais la découverte la plus lourde de conséquences est peut-être le schéma qui le sous-tend. La régénération se produit naturellement, à grande échelle, et surtout là où les conditions sont réunies : près des sources de graines, sur des landes bien drainées, et dans une zone de gestion suffisamment vaste pour laisser de la place à l'expansion des jeunes boisements.

Les cartes des Cairngorms ne représentent pas une forêt achevée. Elles montrent les débuts d'une récupération, concentrée dans de jeunes arbres qui mettront des décennies à devenir une forêt fermée. Elles fournissent cependant quelque chose qui a souvent manqué aux partenariats de restauration : une référence précise et vérifiable montrant qu'une intervention à l'échelle du paysage produit des résultats mesurables sur le terrain.

Cet article est basé sur un reportage de Phys.org. Lire l'article original.