A new generation of sensors and monitoring tools to support climate-smart forestry practices

Climate-smart forestry (CSF) is an emerging branch of sustainable adaptive forest management aimed at enhancing the potential of forests to adapt to and mitigate climate change. It relies on much higher data requirements than traditional forestry. These data requirements can be met by new devices that support continuous, in situ monitoring of forest conditions in real time. We propose a comprehensive network of sensors, i.e., a wireless sensor network (WSN), that can be part of a worldwide network of interconnected uniquely addressable objects, an Internet of Things (IoT), which can make data available in near real time to multiple stakeholders, including scientists, foresters, and forest managers, and may partially motivate citizens to participate in big data collection. The use of in situ sources of monitoring data as ground-truthed training data for remotely sensed data can boost forest monitoring by increasing the spatial and temporal scales of the monitoring, leading to a better understanding of forest processes and potential threats. Here, some of the key developments and applications of these sensors are outlined, together with guidelines for data management. Examples are given of their deployment to detect early warning signals (EWS) of ecosystem regime shifts in terms of forest productivity, health, and biodiversity. Analysis of the strategic use of these tools highlights the opportunities for engaging citizens and forest managers in this new generation of forest monitoring. Key words: climate change, early warning signals, ecosystem regime shifts, wireless sensor network, Internet of Things, citizen science, green technologies. La foresterie intelligente face au climat est une branche emergente de la gestion forestiere adaptative et durable dont l'objectif est d'accroitre la capacite des forets de s'adapter au changement climatique et d'en attenuer les effets. Cela comporte beaucoup plus d'exigences en termes de donnees que la foresterie traditionnelle. Ces exigences en matiere de donnees peuvent etre satisfaites grace a de nouveaux appareils qui permettent de surveiller la foret in situ en continu et en temps reel. Nous proposons un reseau complet de capteurs, c.-a-d. un reseau de capteurs sans fil, qui peut faire partie d'un reseau mondial d'objets interconnectes individuellement adressables, un Internet des objets (IdO) qui peut rendre les donnees disponibles presque en temps reel a de nombreux interesses, incluant des scientifiques, des forestiers et des gestionnaires forestiers, et qui peut en partie motiver les citoyens a participer a une importante collecte de donnees. L'utilisation de sources in situ de donnees de suivi comme donnees d'entrainement validees sur le terrain pour des donnees de teledetection peut favoriser la surveillance des forets en augmentant les echelles spatiale et temporelle, permettant ainsi une meilleure comprehension des processus forestiers et des menaces potentielles. Certains des developpements et applications cles de ces capteurs sont presentes dans cet article avec des directives pour la gestion des donnees. Des exemples de leur deploiement pour detecter les signaux d'alerte rapide des changements de regime des ecosystemes en ce qui a trait a la productivite, l'etat de sante et la biodiversite de la foret sont presentes. L'analyse de l'utilisation strategique de ces outils met en evidence les occasions d'interesser les citoyens et les gestionnaires forestiers a cette nouvelle generation de suivi des forets. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : changement climatique, signaux d'alerte rapide, changement de regime des ecosystemes, reseau de capteurs sans fil, Internet des objets, science participative, technologies vertes.
1. Introduction Forests have traditionally been managed as large blocks with uniform treatments. This approach simplifies management but may miss shifts in forest dynamics over time; however, new technology permits [...]