SIMWAL: A structural-functional model simulating single walnut tree growth in response to climate and pruning

Philippe Balandier , André Lacointe , Xavier Le Roux , Hervé Sinoquet , Pierre Cruiziat , Séverine Le Dizès

SIMWAL (SIMulated WALnut) is a structural-functional tree model developed for single young walnut tree (Juglans sp.). It simulates the 3D structure dynamics of the tree, and biomass partitioning among its different organs, for a period ranging from a few months to several years, according to climatic conditions (temperature, radiation and air CO$_2$ concentration) and pruning. The aerial part of the tree is represented by axes split into growth units, inter-nodes, buds and leaves. The root system is described very coarsely by three compartments (taproot, coarse root and fine root). Only carbon-related physiological processes, i.e., radiation interception, photosynthesis, respiration, photosynthate allocation, and reserve storage and mobilisation are taken into account. Water and mineral nutrients are assumed to be optimal. We describe the model, and present preliminary tests of its ability to simulate tree architecture dynamics and carbon balance compared with field observations. Data requirements, and limits and improvements of the model are discussed.

SIMWAL : un modèle d'arbre structure-fonction simulant la croissance d'un noyer en fonction du climat et de la taille. SIMWAL est un modèle d'arbre structure-fonction développé pour le jeune noyer (Juglans sp.). Il simule l'évolution de la structure 3D de l'arbre et la répartition de la biomasse entre ses différents organes, pour des périodes allant de quelques mois à quelques années, en fonction des conditions climatiques (température, radiation, concentration dans l'air du CO$_2$) et des opérations de taille. La partie aérienne de l'arbre est représentée par des axes, eux-mêmes divisés en unités de croissance, entrenœuds, bourgeons et feuilles. Le système racinaire est plus grossièrement décrit en trois compartiments : pivot, racines moyennes et racines fines. Seuls les processus physiologiques relatifs au carbone sont pris en compte : interception lumineuse, photosynthèse, respiration, répartition carbonée, et stockage et mobilisation des réserves. L'eau et les éléments minéraux sont considérés à l'optimum. Nous décrivons en détail le modèle et présentons quelques tests préliminaires visant à vérifier sa capacité à simuler l'évolution de l'architecture d'un arbre et son bilan de carbone en comparaison à des observations de terrain. Le manque de certaines connaissances, les limites et les améliorations possibles du modèle sont discutés.

Mots clés: function; model; pruning<br>---<br>structure; fonction; modèle; Juglans; taille

Domaines: Sylviculture, foresterie

Philippe Balandier, André Lacointe, Xavier Le Roux, Hervé Sinoquet, Pierre Cruiziat, et al.. SIMWAL: A structural-functional model simulating single walnut tree growth in response to climate and pruning. Annals of Forest Science, 2000, 57 (5), pp.571-585. ⟨10.1051/forest:2000143⟩. ⟨hal-00883362⟩