Fotologie - niveluri de energie

Conceptul de niveluri de energie și interesul său pentru silvicultură

de Louis ROUSSEL

(Cifrele dintre paranteze din text se referă la bibliografie.)

I - INFORMAȚII GENERALE PRIVIND ROLUL ENERGIEI NATURALE ÎN PRODUCȚIA LEMNULUI

S-au scris multe în ultimii ani despre „fabrica forestieră” și despre „copacul mașinilor” care, grație dioxidului de carbon din aer, apă și minerale din sol, produc, mai mult sau mai puțin continuu, diverse substanțe lemnoase (vasta majoritatea tipului „poliholozide”), folosind energia naturală furnizată de soare. Cu o producție teoretică de 3000 de tone de substanță uscată pe hectar și pe an (dacă admitem că toate cele 10 13 calorii mici primite, în fiecare an, de un hectar de suprafețe împădurite, în partea de nord-est a țărilor noastre, ar putea fi utilizate pentru producția de lemn), cădem, în practică, la doar 5 sau 6 tone de substanță uscată, extrasă anual, adesea mai puțin, rar mai mult. Randamentul energetic brut al „fabricii forestiere” este, prin urmare, de aproximativ 0,2% (1). În agricultură, același tip de raționament duce la o cifră similară, adică 0,2% (2).

Dar ne putem limita la luarea în considerare a energiei incidente în cea mai activă perioadă de vegetație (aproximativ, din aprilie până în septembrie sau octombrie), sau chiar singura energie cu adevărat absorbită, în această perioadă, de aparatul cu frunze (deducere din ceea ce este returnat la cer, sau albedo, a ceea ce este reținut de ramuri și de trunchiuri și de ceea ce este transmis la sol). În acest din urmă caz și evaluând nu masa lemnoasă extrasă de recoltele anuale, ci totalitatea „biomasei” produse (lemn din trunchi și ramuri, frunziș, rădăcini), A. Galoux obține cifre de randament mult mai mari., și care sunt aproape de 6% (3). În plus, în 1968, acest autor a prezentat date și mai favorabile.,

Cititorul va înțelege cu ușurință că nu există o discrepanță profundă între aceste elemente. Numai modul de prezentare a problemei se schimbă.

În orice caz, există puține îndoieli acum, cu excepția câtorva susținători înapoi ai teoriilor humusului, că acest mod de a considera producția forestieră în aspectul său energetic este complet justificat și că considerațiile teoretice că „nu dă naștere la noi, și cel mai interesant, perspectivele pentru pădurari. Cu toate acestea, problema este una dintre cele mai mari și mai complexe și ne vom limita, în liniile care urmează, să evidențiem doar unele dintre cele mai consacrate idei de bază și, de asemenea, să subliniem lacune sau incertitudini care încă împiedică progresul cercetătorilor.

II - DISTRIBUȚIA VERTICALĂ A RADIAȚIEI NATURALE

Cazul standurilor omogene

În fotometrie, energia sau fluxul de lumină primit la orice nivel (I) dintr-un mediu foarte omogen, este exprimat prin relația clasică:

F (I) = F (o). e -aI

În această formulă, F (I) reprezintă, după cum se spune, fluxul primit la nivelul (I). F (o) este fluxul incident, la intrarea sa în mediul omogen, e este baza logaritmilor naturali și are coeficientul de stingere, inclusiv toți coeficienții de difuzie, reflexie și absorbție. Ch. Perrin de Brichambaut, într-o lucrare recentă și importantă (4), indică modul în care se stabilește această relație. Exponentul aI în special, este legat de densitatea optică d, noțiune clasică de asemenea, prin egalitatea d = 0,444 aI.

Într-o formație de plante foarte omogenă, adoptăm, în general, un tip similar de relație, atât în culturi (5), cât și în păduri (6).

E (f) = E (o). e - Kf

E (f) = energia (sau mai exact „fluxul de energie”) primită pe unitate de suprafață la nivelul (f).

E (o) = energia incidentă (fluxul de energie) primită pe unitate de zonă orizontală, în partea de sus a vegetației (minus albedo, adică proporția de energie returnată la cer, de către vârfuri).

e = baza logaritmilor naturali.
K = coeficientul de stingere a radiațiilor.
f = indicele parțial al suprafeței frunzelor: aria frunzelor între nivelul f și vârful formației plantelor, pe unitate de suprafață a solului.

Se va observa că această ultimă formulă diferă de prima pe anumite puncte (introducerea albedo-ului și a indicelui zonei frunzelor, înlocuind grosimea mediului omogen), dar că, în general, există o mare asemănare între ambele. În plus, este foarte probabil ca, în a doua formulă, coeficientul de extincție K să varieze în funcție de tipul vremii (mai mare pe vreme însorită, mai mic pe vreme înnorată). Figura 1 arată forma curbei teoretice care leagă fluxul de energie de grosimea capacului, așa cum a fost stabilită de J. Grulois într-o lucrare recentă (6).

Experimental, putem vedea că mediul forestier se comportă, sub un anumit tip de vreme, într-un mod care se conformează teoriei. Figurile 2 și 3, prezentate într-un mod ușor diferit de cel adoptat pentru Figura 1, rezultă din măsurători continue de radiații efectuate în ultimii ani, pentru perioade variate, într-o plantație tânără densă de conifere și într-o fermecătoare fermă de stejar-fag, de un tip „pădure de pădure îmbătrânită” și destul de omogen. Nivelul de energie N (o) este fix, pentru a evita orice umbrire laterală a anumitor vârfuri, uneori cu o înălțime neregulată, la câțiva metri deasupra suprafeței standurilor, de această dată fără deducerea albedo-ului. Niveluri N (1), N (2), N (3) reprezintă, respectiv 50%, 25%, 12,5%. a energiei primite la nivelul N (o). Pentru a rezolva ideile, vom indica că la nivelul N (o) și în regiunea de nord-est a Europei de Vest, iradianța este, pentru un an întreg, aproape de: