Pan-tropical prediction of forest structure from the largest trees - INRA - Institut national de la recherche agronomique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Global Ecology and Biogeography Année : 2018

Pan-tropical prediction of forest structure from the largest trees

Jean-Francois Bastin (1) , Ervan Rutishauser (2) , James Kellner , Sassan Saatchi (3) , Raphaël Pélissier (4) , Bruno Hérault (5, 6) , Ferry Slik , Jan Bogaert (7) , Charles de Canniere (1) , Andrew M. Marshall (8) , John Poulsen , Patricia Alvarez-Loyayza , Ana Andrade (9) , Albert Angbonga-Basia , Alejandro Araujo-Murakami (10) , Luzmila Arroyo (10) , Narayanan Ayyappan (11) , Celso Paulo de Azevedo , Olaf Banki (12) , Nicolas Barbier (4) , Jorcely Barroso (13) , Hans Beeckman (14) , Robert Bitariho , Pascal Boeckx (15) , Katrin Boehning-Gaese , Hilandia Brandão , Francis Brearley , Mireille Breuer Ndoundou Hockemba , Roel Brienen (16) , José Luís C. Camargo (17) , Ahimsa Campos-Arceiz , Benoit Cassart , Jérôme Chave (18) , Robin Chazdon , Georges Chuyong (19) , David Clark (20) , Connie Clark , Richard Condit , Euridice Honorio Coronado , David Davidar , Thalès de Haulleville , Laurent Descroix (21) , Jean-Louis Doucet (22) , Aurélie K. Dourdain (5, 6) , Vincent Droissart (4) , Thomas Duncan , Javier Silva Espejo , Santiago Espinosa , Nina Farwig (23) , Adeline Fayolle (24) , Ted Feldpausch , António Ferraz (3) , Christine Fletcher (25) , Krisna Gajapersad , Jean-François Gillet (22) , Iêda Leão Do Amaral , Christelle Gonmadje , James Grogan (26) , David Harris (27) , Sebastian Herzog , Jürgen Homeier (28) , Wannes Hubau (29) , Stephen Hubbell , Koen Hufkens , Johanna Hurtado , Narcisse Kamdem , Elizabeth Kearsley , David Kenfack (30) , Michael Kessler (31) , Nicolas Labrière (32) , Yves Laumonier (33) , James Laurance , Simon Lewis , Moses Libalah (34) , Gauthier Ligot , Jon Lloyd (35) , Thomas Lovejoy (36) , Yadvinder Malhi (37) , Beatriz Marimon , Ben Hur Marimon (38) , Emmanuel Martin (39) , Paulus Matius , Victoria Meyer , Casimero Mendoza Bautista , Abel Monteagudo-Mendoza (40) , Arafat Mtui , David Neill (41) , Germaine Alexander Parada Gutierrez , Guido Pardo (42) , Marc Parren , N. Parthasarathy (43) , Oliver Phillips , Nigel Pitman (44) , Pierre Ploton (4) , Quentin Ponette (45) , B.R. Ramesh (11) , Jean-Claude Razafimahaimodison , Maxime Réjou-Méchain (4, 46) , Samir Gonçalves Rolim , Hugo Romero Saltos , Marc Rossi , Robert Spironello , Francesco Rovero (47) , Philippe Saner , Denise Sasaki , Andrew Schulze , Marc Silveira , James Singh , Plinio Sist (48, 6) , Bonaventure Sonké (34) , J. Daniel Soto , Cintia Rodrigues de Souza (49) , Juliana Stropp (50) , Martin Martin , Ben Swanepoel , Hans Steege , James Terborgh , Nicolas Texier (4) , Takeshi Toma (51) , Renato Valencia (52) , Luis Valenzuela , Leandro Valle Ferreira , Fernando Cornejo Valverde (53) , Tinde van Andel , Rodolfo Vasque , Hans Verbeeck (54) , Pandi Vivek , Jason Vleminckx , Vincent Vos , Fabien Wagner (55) , Papi Puspa Warsudi , Verginia Wortel (56) , Roderick Zagt , Donatien Zebaze (57)
1 Research Unit of Landscape Ecology and Plant Production Systems
2 Carbon For Expert
3 CALTECH - California Institute of Technology
4 UMR AMAP - Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations
5 UMR ECOFOG - Ecologie des forêts de Guyane
6 Cirad-ES - Département Environnements et Sociétés
7 Université de Liège
8 University of Mary Washington
9 INPA - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia = National Institute of Amazonian Research
10 UAGRM - Universidad Autonoma Gabriel René Moreno
11 IFP - Institut Français de Pondichéry
12 IBED - Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics
13 UFAC - Universidade Federal do Acre
14 School of Engineering and Science
15 Laboratory of Applied Physical Chemistry
16 School of Geography [Leeds]
17 UNSAAC - Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
18 EDB - Evolution et Diversité Biologique
19 University of Buea
20 Department of Computer Science
21 PALOC - Patrimoines Locaux et Gouvernance
22 Gembloux Agro-Bio Tech [Gembloux]
23 Department of Ecology-Conservation Ecology, Faculty of Biology
24 AgroBioTech
25 FRIM - Forest Research Institute Malaysia
26 Mount Holyoke College
27 Royal Botanic Gardens
28 Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen
29 RMCA - Royal Museum for Central Africa [Tervuren]
30 Smithsonian Conservation Biology Institute, Center for Conservation Education and Sustainability, MRC 705, Box 37012, Washington, DC, VA 20013-7012, USA
31 UZH - Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich
32 AgroParisTech
33 CIFOR - Center for International Forestry Research
34 UY1 - Université de Yaoundé I
35 Imperial College London
36 Environmental Science and Policy Department and the Department of Public and International Affairs
37 Environmental Change Inst., School of Geography and the Environment
38 UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso
39 CMH - Centre Maurice Halbwachs
40 Missouri Botanical Garden
41 Universidad Estatal Amazonica
42 Universidad Autonoma del Beni
43 CABE - Analytical and Biophysical Environmental Chemistry
44 Division of Marine Science and Conservation, Nicholas School of the Environment
45 UCL - Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain
46 Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques
47 MUSE – Science Museum of Trento
48 UPR Forêts et Sociétés - Forêts et Sociétés
49 Amazonia Central
50 IES - JRC Institute for Environment and Sustainability
51 Department of Forest Vegetation
52 Laboratorio de Ecología de Plantas y Herbario QCA, Escuela de Ciencias Biológicas
53 Chercheur indépendant
54 CAVElab - Computational & Applied Vegetation Ecology
55 INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
56 Biodiversity Department
57 Laboratoire de Botanique systématique et d'Ecologie [ENS Yaoudé]
James Kellner
  • Fonction : Auteur
Ferry Slik
Jan Bogaert
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 947290
John Poulsen
Patricia Alvarez-Loyayza
  • Fonction : Auteur
Albert Angbonga-Basia
  • Fonction : Auteur
Celso Paulo de Azevedo
  • Fonction : Auteur
Robert Bitariho
  • Fonction : Auteur
Pascal Boeckx
Katrin Boehning-Gaese
  • Fonction : Auteur
Hilandia Brandão
  • Fonction : Auteur
Francis Brearley
  • Fonction : Auteur
Ahimsa Campos-Arceiz
  • Fonction : Auteur
Benoit Cassart
  • Fonction : Auteur
Jérôme Chave
Robin Chazdon
Connie Clark
  • Fonction : Auteur
Richard Condit
  • Fonction : Auteur
Euridice Honorio Coronado
  • Fonction : Auteur
David Davidar
  • Fonction : Auteur
Thalès de Haulleville
  • Fonction : Auteur
Thomas Duncan
  • Fonction : Auteur
Javier Silva Espejo
  • Fonction : Auteur
Santiago Espinosa
  • Fonction : Auteur
Adeline Fayolle
  • Fonction : Auteur
Ted Feldpausch
Krisna Gajapersad
  • Fonction : Auteur
Iêda Leão Do Amaral
  • Fonction : Auteur
Christelle Gonmadje
  • Fonction : Auteur
Sebastian Herzog
  • Fonction : Auteur
Stephen Hubbell
  • Fonction : Auteur
Koen Hufkens
  • Fonction : Auteur
Johanna Hurtado
  • Fonction : Auteur
Narcisse Kamdem
  • Fonction : Auteur
Elizabeth Kearsley
  • Fonction : Auteur
Nicolas Labrière
James Laurance
  • Fonction : Auteur
Simon Lewis
Gauthier Ligot
Beatriz Marimon
  • Fonction : Auteur
Emmanuel Martin
Paulus Matius
  • Fonction : Auteur
Victoria Meyer
  • Fonction : Auteur
Casimero Mendoza Bautista
  • Fonction : Auteur
Arafat Mtui
  • Fonction : Auteur
Marc Parren
  • Fonction : Auteur
Oliver Phillips
Jean-Claude Razafimahaimodison
  • Fonction : Auteur
Samir Gonçalves Rolim
  • Fonction : Auteur
Hugo Romero Saltos
  • Fonction : Auteur
Marc Rossi
  • Fonction : Auteur
Robert Spironello
  • Fonction : Auteur
Philippe Saner
  • Fonction : Auteur
Denise Sasaki
  • Fonction : Auteur
Andrew Schulze
  • Fonction : Auteur
Marc Silveira
  • Fonction : Auteur
James Singh
  • Fonction : Auteur
Bonaventure Sonké
J. Daniel Soto
  • Fonction : Auteur
Martin Martin
  • Fonction : Auteur
Ben Swanepoel
  • Fonction : Auteur
Hans Steege
  • Fonction : Auteur
James Terborgh
  • Fonction : Auteur
Luis Valenzuela
  • Fonction : Auteur
Leandro Valle Ferreira
  • Fonction : Auteur
Tinde van Andel
Rodolfo Vasque
  • Fonction : Auteur
Pandi Vivek
  • Fonction : Auteur
Jason Vleminckx
  • Fonction : Auteur
Vincent Vos
  • Fonction : Auteur
Papi Puspa Warsudi
  • Fonction : Auteur
Roderick Zagt
  • Fonction : Auteur

Résumé

Aim Large tropical trees form the interface between ground and airborne observations, offering a unique opportunity to capture forest properties remotely and to investigate their variations on broad scales. However, despite rapid development of metrics to characterize the forest canopy from remotely sensed data, a gap remains between aerial and field inventories. To close this gap, we propose a new pan-tropical model to predict plot-level forest structure properties and biomass from only the largest trees. Location Time period Pan-tropical. Early 21st century. Major taxa studied Methods Woody plants. Using a dataset of 867 plots distributed among 118 sites across the tropics, we tested the prediction of the quadratic mean diameter, basal area, Lorey's height, community wood density and aboveground biomass (AGB) from the ith largest trees. Results Main conclusions Measuring the largest trees in tropical forests enables unbiased predictions of plot- and site-level forest structure. The 20 largest trees per hectare predicted quadratic mean diameter, basal area, Lorey's height, community wood density and AGB with 12, 16, 4, 4 and 17.7% of relative error, respectively. Most of the remaining error in biomass prediction is driven by differences in the proportion of total biomass held in medium-sized trees (50-70 cm diameter at breast height), which shows some continental dependency, with American tropical forests presenting the highest proportion of total biomass in these intermediate-diameter classes relative to other continents. Our approach provides new information on tropical forest structure and can be used to generate accurate field estimates of tropical forest carbon stocks to support the calibration and validation of current and forthcoming space missions. It will reduce the cost of field inventories and contribute to scientific understanding of tropical forest ecosystems and response to climate change.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-02102265 , version 1 (27-07-2021)

Identifiants

Citer

Jean-Francois Bastin, Ervan Rutishauser, James Kellner, Sassan Saatchi, Raphaël Pélissier, et al.. Pan-tropical prediction of forest structure from the largest trees. Global Ecology and Biogeography, 2018, 27 (11), pp.1366-1383. ⟨10.1111/geb.12803⟩. ⟨hal-02102265⟩
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