Université des Sciences et Techniques de Masuku Faculté des

Université des Sciences et Techniques de Masuku
Faculté des Sciences
Département de Biologie
ESTIMATION DE LA BIOMASSE DU SOUS-BOIS SELON UN
GRADIENT DE DEGRADATION DANS LA FORET DENSE
HUMIDE DU NORD-EST DU GABON
Master 2 de Biologie des populations et des Ecosystèmes
Par
Alain Franck KOSSI DITSOUGA
Soutenu publiquement devant un jury composé de :
Pr. Bertrand M’BATCHI : Président
Dr. Alfred NGOMANDA : Rapporteur
Dr. Judicaël LEBAMBA : Examinateur
Année académique 2011-2012
DECLARATION SUR L’HONNEUR
Par la présente, je soussigné Alain Franck KOSSI DITSOUGA certifie avoir rédigé
mon mémoire de stage intitulé: ESTIMATION DE LA BIOMASSE DU SOUS-BOIS
SELON UN GRADIENT DE DEGRADATION DANS UNE FORET DENSE HUMIDE
DU Nord-Est DU GABON seul et sans aucune aide interdite. Je ne me suis basé sur aucune
autre source que celles mentionnées et citées dans le manuscrit. Ce mémoire n’a ni dans sa
forme actuelle, ni dans une forme proche, été soumis à une autre institution (Université,
MASTER, …).
Libreville 15 Octobre 2012
Signature
Par la présente, je soussigné Dr. Alfred NGOMADA Maître de stage de Alain Franck
KOSSI DITSOUGA, Certifie avoir lu le manuscrit intitulé ESTIMATION DE LA
BIOMASSE DU SOUS-BOIS SELON UN GRADIENT DE DEGRADATION DANS
UNE FORET DENSE HUMIDE DU Nord-Est DU GABON et être en accord avec son
contenu.
Libreville 15 Octobre 2012
Signature
Par la présente, je soussigné Dr. Judicaël LEBAMBA
Responsable pédagogique du stage, Certifie que le contenu du manuscrit sus-intitulé est en
accord avec les objectifs pédagogiques visés par le stage de Master 2 BPE
Libreville, 15 Octobre 2012
Signature
i.
LISTE DES ABREVIATIONS
ACP:
Afrique Caraïbe et Pacifique
ANPN:
Agence Nationale des Parcs Nationaux
CCNUCC:
Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques
CENAREST:
Centre National Recherche Scientifique et Technologique
CFAD:
Concession Forestière sous Aménagement Durable
CIFOR:
Centre de Recherche Forestière Internationale
DBH:
Diameter of tree at Breast Height
FAO:
Organisation des Nations Unies pour l’Agriculture et l’Alimentation
GES:
Gaz à Effet de Serre
GIEC:
Groupe Intergouvernemental d’expert sur l’Evolution du Climat
GPS:
Global Position System
IFN:
Inventaire Forestier National
IRET:
Institut de Recherche en Ecologie Tropicale
MDP :
Mécanismes de Développement Propre
Ppm:
Parties par million
REDD :
Réduction
des Emissions résultant de la Déforestation et de la
Dégradation des forêts
SOPFEU:
Société de Protection des Forêts contre le Feu
UE:
Union Européenne
USTM:
Université des Sciences et Techniques de Masuku
ii.
REMERCIEMENTS
Ce rapport doit assurément son existence malgré les conditions de travail difficiles au
Dr Alfred NGOMANDA Directeur de l’IRET qui a bien vouloir nous accueillir dans son
institut et nous faire confiance en nous proposant ce travail et qui en plus nous a accompagnés
dans l’aboutissement de celui-ci. Je lui exprime également ma profonde gratitude pour son
encadrement et orientations.
Je remercie le Dr Donald MIDOKO IPONGA point focal du projet ACP-FORENET
pour son attention ses encouragements durant notre étude.
Mes remerciements s’adressent également au Pr Nicolas PICARD pour son soutient
et son aide dans le traitement des données et pour nous avoir formé sur l’utilisation du logiciel
« R ».
Je remercie également le Dr Jacques François MAVOUNGOU pour ses précieux
conseils et le Dr Judicaël LEBAMBA mon encadreur pédagogique pour tout le soutien qu’il
m’a apporté dans la rédaction de ce mémoire.
J’exprime ma profonde gratitude au Dr. Nestor Laurier ENGONE OBIANG pour sa
disponibilité tout au long de la rédaction ce mémoire.
Mes remerciements vont également à l’endroit du Dr Joseph OKOUYI, conservateur
du parc national de l’Ivindo pour son appui logistique sur le terrain.
Mes remerciements à Mrs HENGA BOTSIKA BOBE Karl, MIKALA OKOUYI
Clency et ZINGA KOUMBA Roland tous chercheurs à l’IRET pour leur soutien moral et
conseils pendant notre période de terrain et à Guy MOUSSAVOU technicien de l’IRET pour
son aide sur le terrain.
Mes remerciements et ma profonde gratitude au Pr Bertrand M’BATCHI secrétaire
général du CAMES et responsable des formations Masters du département de Biologie de
l’USTM pour sont soutient, ses conseil et ses encouragements pour le gout du travail et de
l’effort.
iii.
Je remercie le Pr Michel MBINA MOUNGUENGUI doyen de la faculté des
Sciences de l’USTM, le Dr Nicaise Alexis LEPENGUE, chef de département de biologie
ainsi qu’à l’ensemble des enseignants chercheurs et tout le personnel dudit département.
Je remercie également mes collègues étudiants stagiaires qui ont passé un séjour de six
(6) mois à la station de recherche d’Ipassa (IRET à Makokou) il s’agit de :
-
Guénolé Sidoine MANKOU et de Grâce Rykielle MPIKOU tous deux
étudiants à l’Université Marien NGOUABI de Brazzaville
-
Cynel Gwenaël MOUNDOUNGA, Ornela Anaïs MBAG NGUEMA,
Quentin MOUNDOUNGA MAVOUROULOU tous étudiants à l’Université
des Sciences et Techniques de Masuku et à l’ensemble des étudiants stagiaires
de ma promotion.
Qu’il me soit permis d’exprimer ma gratitude et toute ma reconnaissance à ma famille
pour soutient qu’elle m’apporte depuis toujours.
Que tous ceux qui de prés ou de loin m’ont encouragé, soutenu et prodigué des
conseils, trouvent ici l’expression de mes sentiments distingués.
En fin, je remercie Dieu tout puissant pour sa protection divine indéfectible contre toutes
attaques malsaines.
iv.
RESUME
Cette étude a pour objectif de mesurer la biomasse de sous-bois dans les différents
stades de la succession forestière des forêts du nord-est du Gabon afin de déterminer la
différence, si elle existe, de stocks de biomasse entre le sous-bois d’une forêt primaire et celui
d’une forêt secondaire et d’estimer l’influence que la végétation aérienne sur exerce sur la
biomasse du sous-bois de chaque type forestier. Cette étude a été réalisée dans les forêts
jouxtant la Station de Recherche d’Ipassa qui constitue la principale station de recherche de
l’Institut de Recherche en Ecologie Tropicale (IRET/CENAREST) à Makokou. La biomasse
de la végétation du sous-bois a été obtenue à partir des lianes, herbes et arbustes de diamètre
inférieur à 5 cm, qui ont été coupé, pesé et séché en deux lots : les arbustes de diamètre
compris entre 1 et 5 cm (pesé et séché individuellement) d’une part, et le vrac constitué par
toutes les herbes, lianes et plantules de diamètre inférieur à 1 cm, d’autre part. Les résultats
obtenus montrent que le sous-bois des forêts secondaires stocke plus de biomasse (valeur
moyenne : 5373-7910 kg/ha) que celui des forêts primaires (valeur moyenne : 1500-3390
kg/ha). Cette biomasse est, dans les forêts secondaires, fortement influencée par la densité et
la surface terrière de la végétation aérienne : plus y a des arbres de gros diamètre moins le
sous-bois stocke de la biomasse (perte de 50.85%). En revanche dans la forêt primaire la
densité des arbres influence positivement la biomasse du sous-bois. Les objectifs de l’étude
ont été atteints en ce sens que nous avons pu montrer les différences de biomasse de sous-bois
entre la forêt secondaire et la forêt primaire d’une part et d’autre part, l’influence que la
végétation arborée exerce sur la végétation du sous-bois dans les deux types forestiers.
Mots clés : Biomasse, carbone, forêt tropicale, dégradation forestière, déforestation,
végétation du sous-bois, REDD+.
v.
ABSTRACT
This study aims to measure the biomass of underwood in the various stages of the
forest succession of the forests of the North-East of Gabon in order to determine the
difference, if it exists, of stocks of biomass between the underwood of a primary forest and
that of a secondary forest and to estimate the influence which the air vegetation on exerts on
the biomass of the underwood of each forest type.This study was carried out in the forests
being next to the Research station of Ipassa which constitutes the principal research station of
the Institute of Research in Tropical Ecology (IRET/CENAREST) with Makokou.The
biomass of the vegetation of the underwood was obtained starting from the lianas, grasses and
shrubs of diameter lower than 5 cm, which were cut, weighed and dried in two batches:shrubs
of diameter ranging between 1 and 5 cm (weighed and dried individually) on the one hand,
and bulk consisted all grasses, lianas and seedlings of diameter lower than 1 cm, on the other
hand.The results obtained show that the underwood of the secondary forests stores more
biomass (average value:5373-7910 kg/ha) that that of the primary forests (average
value:1500-3390 kg/ha).This biomass, in the secondary forests, is strongly influenced by the
density and the surface terrière of the air vegetation:has there trees of large diameter minus
the underwood stores biomass (loss of 50.85%).On the other hand in the primary forest the
density of the trees influences the biomass of the underwood positively.The aims of the study
were achieved in the sense that we could show the differences of biomass of underwood
between the secondary forest and the primary forest on the one hand and on the other hand,
the influence which the raised vegetation exerts on the vegetation of the underwood in the two
forest types.
Key words:Biomass, carbon, tropical forest, forest degradation, deforestation, vegetation of
the underwood, REDD+.
vi.
INTRODUCTION
Les forêts tropicales, qui referment entre 45-50% de stocke de Carbone terrestre
(IPCC, 2007), jouent un rôle important dans le cycle global du carbone. On estime qu’à lui
seul, le massif forestier du bassin du Congo stocke dans sa végétation de surface entre 24 et
39 milliards de tonnes de carbones et séquestre chaque année près de 0.34 milliards de tonnes
de carbone (Lewis et al., 2009). Cependant, à cause des pressions anthropiques de plus en
plus fortes, ces forêts tropicales subissent des modifications importantes de leur structure et
composition floristique, ce qui risque d’augmenter les émissions de gaz carbonique (C02),
principale gaz à effet de serre (GES). Afin de lutter efficacement contre la déforestation des
massifs forestiers tropicaux, et donc de limiter l’augmentation du C02 dans l’atmosphère, les
Mécanismes de Développement Propre (MDP) ont été élaborés, dont certains comme le
mécanisme REDD+ (Réduire les Emissions des gaz à effet de serre résultant de la
Déforestation et la Dégradation) sont spécifiquement destinés aux pays forestiers tropicaux en
voie de développement. Le but de ce MDP (adopté à la conférence de Bali en 2007) est
d’indemnisé les pays en développement pour d’une part, le ralentissement de la déforestation
et donc la réduction des émissions de carbone dans l’atmosphère, et d’autre part les inciter à
réduire la dégradation des forêts ainsi que la promotion de la conservation, la gestion durable
et l’augmentation des stocks de carbone. Avec un couvert de 85% de forêts denses, le Gabon
est un potentiel bénéficiaire de ce mécanisme, même s’il a un taux de déforestation très faible
estimé à 0.02% (Observatoire Mondial des Forêts du Gabon, 2000). Mais, pour postuler à ce
mécanisme il faut connaitre les quantités de carbone stockées dans les différents types de
forêts (primaires, secondaires, marécageuses, etc.) et évaluer les pertes qui sont liées à la
dégradation forestière sur une période donnée.
Si la contribution de la déforestation des forêts africaines dans les émissions de GES
est bien connue 1/3 des émissions globales selon le GIEC ( 2007) la part des émissions de
GES générée par la dégradation forestière, qui est définie comme étant un processus de
détérioration progressif visant à réduire la capacité de la forêt à fournir des biens et des
services (Markku et al., 2009), n’est pas clairement établis, du fait de l’absence de données
sur le taux de dégradation annuelle qui est souvent estimée (extrapolé) à partir du taux de
déforestation (Lambin et al., 2003), , d’une part, mais également sur les stocks de carbone
séquestrés dans les forêts dégradées, d’autre part. Dans les autres bassins tropicaux, des
études ont montré que la dégradation des forêts joue également un rôle important dans les
émissions de GES. Par exemple, dans la forêt amazonienne, on estime que la dégradation est
1
responsable de 20% des émissions totales en Amazonie (Asner et al., 2005). En Indonésie, le
massif forestier diminue de 6% par an et la dégradation en est la cause pour les deux tiers,
alors que la déforestation ne représente qu’un tiers (Marklund et al., 2006).
Au sein des écosystèmes terrestres, le carbone est stocké dans trois compartiments
majeurs : le sol (sol et litière), la biomasse aérienne (végétation de surface et de sous-bois) et
la biomasse souterraine (biomasse racinaire essentiellement). En ce qui concerne la biomasse
forestière aérienne, les estimations des stocks de carbone concernent essentielle la végétation
de surface, c’est-à-dire les arbres dominants de la canopée ou ayant un diamètre supérieur à
10 cm. La biomasse du sous-bois est systématiquement négligée ou extrapolée à partir de la
biomasse de la végétation de surface. Par exemple, dans une étude récente, Lewis et al.
(2009), estimant les stocks de carbone des forêts africaines à partir des données d’inventaires
forestiers issues des parcelles permanentes, assument que la biomasse du sous-bois augmente
proportionnellement à la biomasse des grands arbres. Cette hypothèse intuitive s’explique par
le fait que les plantes du sous-bois des forêts primaires sont essentiellement des espèces qui
peuvent pousser sous un ombrage important (White et al., 1996), contrairement aux espèces
héliophiles (ex. Okoumé, parasolier) qui ont besoin de forts éclairements pour se développer.
C’est dans ce contexte que s’est développée cette étude dont le but est d’estimer la
biomasse de la végétation du sous-bois le long d’un gradient de perturbation dans les forêts de
la région de Makokou, au Nord-Est du Gabon. Les objectifs spécifiques de l’étude sont de :
i.
déterminer la différence, si elle existe, de stocks de biomasse entre le sous-bois
d’une forêt primaire et celui d’une forêt secondaire ;
ii.
estimer l’influence de la végétation aérienne sur la biomasse du sous-bois dans les
deux types forestiers (forêt primaire et forêt secondaire) ;
iii.
tester l’hypothèse d’une corrélation linéaire entre biomasse de sous-bois et
biomasse de la végétation de surface dans une forêt primaire.
2
I.
Matériel et Méthodes
1) Site d’étude
L’étude a été réalisée dans les forêts jouxtant la Station de Recherche d’Ipassa qui
constitue la principale station de recherche de l’Institut de Recherche en Ecologie Tropicale
(IRET/CENAREST). La forêt d’Ipassa qui classée comme Réserve de Biosphère dans le
cadre du Programme MAB (Man and Biosphère) de l’UNESCO, est incluse dans le Parc
National de l’Ivindo et se situe à 15 km au Sud-ouest de la ville de Makokou (Fig1). Le climat
de la région de Makokou est de type équatorial avec alternance de deux saisons humides
(septembre-décembre et mars-juin) qui sont intercalées par deux saisons sèches. La moyenne
annuelle des précipitations et des températures enregistrées dans cette région est
respectivement de 1700 mm et de 24°C (Saint-Vil, 1977). Le relief de la région d’Ipassa
consiste en un plateau entrecoupé de rivières. Ce plateau a un sol constitué à 60% d’argile
ayant une structure très fine assurant une bonne perméabilité ((Beaujour, 1971).
Le massif forestier couvrant la région d’Ipassa est essentiellement une forêt dense
humide à caractère semi-décidue appartenant à la région phytogéographique GuinéoCongolaise (White, 1986), dont les espèces dominantes sont Baphia leptobotrys,
Scorodophloeus zenkeri, Plagiostyles africana, Dichostemma glaucescens, Santiria trimera,
Polyalthia suaveolens et Poncovia pedicellaris (Caballé, 1978 ; Doumenge, 1990). Toutefois
au tour de la Station de Recherche s’est développée une jeune forêt secondaire issue de la
dégradation de la forêt primaire à la suite de multiples interventions humaines (construction
de la Station, des routes et pistes forestière ou expérience d’agroforesterie, plantations, etc.)
ou naturelles. En effet, la forêt d’Ipassa qui se situe sur un plateau subi chaque année de
nombreuses perturbations de sa canopée liées à des évènements orageux lors de la saison
pluvieuse ou par suite de grands vents. Florence (1982) a estimé que la biosphère de la station
d’Ipassa est principalement affectée par les chablis partiel et élémentaires qui constituent 72%
des perturbations enregistrées dans cette région.
3
Fig1: Localisation du site d’études (encart) et les différents par nationaux du Gabon (PNG, 2004)
2) Dispositif d’échantillonnage
Afin de mesurer la biomasse du sous-bois, nous avons développé le protocole suivant
(adapté de Hairiah et al., 2001) : dans la forêt secondaire, une parcelle de 2 ha (200 × 100 m)
subdivisée en quatre quadrats de 50 m x 50 m ont été délimité de part et d’autre de son layon
centrale en suivant un gradient d’ouverture (ou de fermeture) de la forêt. Chaque quadra a
ensuite été subdivisé en sous-parcelles de 25m x 25m (0.06 ha) pour permettre l’inventaire de
la végétation de surface (arbres ayant un diamètre supérieur ou égale à 10 cm). Cette sousparcelle a été elle-même subdivisée en plots de 5m x 5m (0.0025 ha) et affectée des numéros
1 et 2 (carrés sombre sur la figure 2) afin d’inventorier toute la végétation du sous-bois.
4
1
1
C'2
1
C'1
2
1
2
C'4
1
C'3
2
1
D2
1
C3
1
D4
1
B'1
1
A'2
1
B'3
1
A2
A1
2
A4
2
2
1
A3
2
2
25 m
1
B3
2
2
1
2
1
B4
A'3
1
B1
1
1
2
1
2
2
A'4
2
B2
A'1
2
1
2
2
1
2
B'4
D3
2
1
2
2
1
2
B'2
D1
2
1
2
2
1
2
C4
D'3
2
C1
1
200 m
D'4
1
2
2
1
2
C2
D'1
2
1
1
1
D'2
100 m
Fig. 2 : Dispositif d’échantillonnage
(A1, A2….D4 = numéros des sous parcelles de 25 m × 25 m, 1 et 2 figure sombre = numéros des plots
d’échantillonnage).
3) Acquisitions des données
a. Biomasse du sous-bois
Les données de la biomasse de la végétation du sous-bois ont été obtenues à partir des
individus de classe de diamètre compris entre 1 et 5 cm, d’une part, et des individus de
diamètre inférieur à 1 cm qui ont été regroupés en un seul bloc (vrac). Dans chaque plots de
25 m², les individus de diamètre compris entre 1 et 5 cm étaient coupés et pesé
individuellement et ceux ayant un diamètre inférieur à 1 cm y compris les lianes, les
herbacées, les bambous etc. étaient coupés et pesés en « vrac » sans être mélangé aux gros
arbustes. Avant d’être coupés, le diamètre des individus était mesuré à l’aide d’un pied à
coulisse à 30 cm de la distance au sol. Le matérielle végétale ainsi obtenu a été ensuite scindé
en deux compartiments: le compartiment chlorophyllien (les feuilles, figure 3a) et le
compartiment non chlorophyllien (bois et branches, figure 3b).
5
Fig. 3b : compartiment non chlorophyllien
Fig. 3a : compartiment chlorophyllien
Le materiel végétal obtenu était posé sur une bâche plastique pour éviter de le
mélanger à la litiere forestière. Ensuite, le poids frais total de chaque compartiment était
mesuré à l’aide d’une balance électronique (poids maximum : 6kg) et un aliquote de chaque
compartiment a été prelevé et pesé. Pour le « vrac » le poids frais total était mesuré à l’aide
d’une balance électronique de 150 kg au regard des quantités obtenues.
Les aliquotes obtenus sur le terrain étaient amenés au laboratoire pour y être sèchés
dans une étuve à différentes températures (fig.4).
 105°C pour le compartiment non chlorophyllien
 75°C pour le compartiment chlorophyllien
Figure 4: Séchage à l’étuve des échantillons
Après le séchage, les aliquotes sont pesés juste après leur sortie de l’étuve pour éviter
qu’ils ne réabsorbent l’air ambiant. Le séchage était réalisé aussi longtemps que possible
jusqu’à l’obtention d’une masse stable de chaque aliquote. Les données obtenues étaient
6
reportées sur une fiche indiquant les poids frais (obtenus sur le terrain) et les poids sec
obtenus en laboratoire (voir Annexe 1).
b. Données d’inventaire forestier
Dans chaque parcelle de 25m x 25m, nous avons inventoriés et identifiés (au niveau de
l’espèce, genre ou famille) avec l’aide d’un botaniste disposant d’une clé d’identification tous
les arbres ayant un diamètre supérieur ou égal à 10 cm. La mesure du diamètre de chaque
arbre s’est fait à 1.30 m du sol ou au niveau de la poitrine (diamètre à hauteur de poitrine,
dbh) en utilisant un ruban gradué spécifiquement pour la mesure du diamètre. Lorsqu’un arbre
présentait une déformation, des contreforts ou des racines échasses, la mesure de diamètre
était fait 50 cm au moins au-dessus de l’anomalie constatée. Cet inventaire avait pour objectif,
d’une part de ressortir les espèces propres aux formations secondaires (même si certaines
espèces sont présentes dans les deux types forestiers) et d’autre part, d’établir une relation
entre la structure du peuplement au voisinage et le peuplement du sous-bois.
c. Analyse statistique
Les données obtenues ont trois (3) paramètres importants, à savoir le diamètre et la
hauteur qui sont des valeurs mesurées et la biomasse sèche qui est une valeur calculée. Pour
chaque compartiment (bois, feuilles et vrac) la biomasse a été calculée comme suit :
Biomasse sèche (kg) = (poids frais de l’échantillon) × (poids sec de l’aliquote) / (Poids frais
de l’aliquote des feuilles).
Les biomasses obtenues pour chaque individu (sommation de la biomasse du bois et des
feuilles) et pour le vrac dans un même quadra sont ensuite additionnée et ramenée à l’hectare
afin d’obtenir la biomasse de chaque parcelle.
Le traitement statistique des données a été fait à partir du logiciel Statistique R (http :
// cran.r.project.org).
7
II.
Résultats
a. Caractéristique de la végétation du sous-bois dans les forêts dégradées et nondégradées
(b)
(a)
Figure 5 : Répartition du nombre de tiges/ha (a) et de la taille des individus (b) en fonction de la
classe de diamètre et suivant le niveau de dégradation de la forêt (I = forêt pionnière, II à IV = jeune
forêt secondaire d’âge croissant, V = forêt primaire)
136 arbustes de classe de diamètre compris entre 1 et 5 cm ont été inventoriés sur une
superficie totale 0.08 ha (32 plots de 25 m²) en forêt secondaire, et 113 arbustes de même
classe de diamètre en forêt primaire dans les 16 plots de 25 m2 chacun (soit une surface totale
de 0.04 ha). La densité moyenne des arbustes de sous-bois varie de 2850 tiges/ha dans la forêt
dégradée (classe I à IV) à 4380 tiges/ha dans la forêt primaire (classe V). Les individus de 1
cm de diamètre sont les plus abondants dans tous les types forestiers (4450 tiges/ha contre
1650, 400 et 450 tiges/ha pour les classes II à V). Toutefois, quel que soit la classe de
diamètre, la densité des arbustes diminue progressivement au fur et à mesure que la
dégradation de la forêt diminue (fig5a).
La figure 5b montre qu’en forêt primaire comme en forêt secondaire, les individus
ayant un diamètre compris entre 1 cm et 5 cm ont des hauteurs comprises entre 1 et 3 m.
Autrement dit, il est possible de trouver un arbuste de même hauteur et de même diamètre
dans les types forestiers, ce qui suggère que la taille des arbustes n’est pas influencée par le
type forestier.
8
b. Effet de la dégradation forestière sur la biomasse du sous-bois
Figure 6 : Biomasse sèche suivant le gradient d’ouverture de la forêt (I = forêt pionnière, II à
IV = jeunes forêts secondaire d’âge croissant ; V = forêt primaire)
Tableau 1 : Récapitulatif de la biomasse du vrac et des arbustes suivant le gradient
Gradient
Biomasse
d’ouverture
(kg/ha)
vrac Biomasse
(kg/ha)
arbustes Ecart
vrac
(biomasse
-
biomasse
arbustes) kg/ha
I
5519.265
998.092
4521.173
II
4740.984
818.021
3922.965
III
2323.895
2055.598
268.297
IV
2472.536
2363.818
108.718
V
255.187
3041.441
2786.254
9
La biomasse totale du sous-bois diminue au fur et à mesure que la dégradation de la
forêt baisse (fig.6) : elle est deux fois plus élevée dans les jeunes forêts secondaires (classe I à
IV) que dans la forêt primaire (classe V). Cette biomasse est surtout stockée dans les espèces
non ligneuses, c’est-à-dire les herbes et lianes, qui contribuent à hauteur de 69.82% dans la
biomasse totale du sous-bois des forêts secondaires (tableau 1). En revanche, dans la forêt
primaire, c’est la biomasse des plantes ligneuses qui contribue le plus à la biomasse totale à
hauteur de 89.67% (tableau 1). Par ailleurs, l’évolution de la biomasse des arbustes le long du
gradient de dégradation montre une trajectoire inverse par rapport, d’une part à celle de la
biomasse totale, et d’autre part à celle de la biomasse non ligneuse: elle augmente au fur et à
mesure que la dégradation (secondarisation) de la forêt diminue, passant de 998.092 kg/ha
dans les jeunes forêts secondaires à 3041.441 kg/ha dans la forêt primaire (tableau 1).
c. Influence de la végétation de surface sur la biomasse de sous-bois en forêt
secondaire et primaire
Quel que soit le type forestier, la biomasse des arbustes de sous-bois augmente avec
leur diamètre (figure 7). Cette biomasse est plus faible (< 1kg) pour les arbustes dont le
diamètre est inférieur à 3 cm et augmente progressivement pour atteindre entre 3 à 4 kg
pour les arbustes de 5 cm de diamètre. De plus, au-delà de 2 cm de diamètre, les arbustes
de forêts secondaires stockent plus de biomasse que ceux de la forêt primaire. Cette
différence de biomasse entre forêt secondaire et forêt primaire augmente avec le diamètre
des arbustes.
10
Figure 7 : Évolution de la biomasse des arbustes par classe de diamètre en fonction de la dégradation
forestière (I = forêt pionnière, II à IV= jeunes forêts secondaire d’âge croissant ; V = forêt primaire).
(a)
(b)
Figure 8 : Evolution de la biomasse du sous-bois en fonction de la densité et de la surface terrière au
voisinage en forêts secondaire (a) et primaire (b).
La biomasse sèche du sous-bois en forêt secondaire diminue lorsque la densité des
grands arbres au voisinage augmente, passant d’environ 7910 kg/ha à 3391 kg/ha lorsque la
11
densité des arbres passent de 100 à 800 arbres/ha. De même, la biomasse sèche du sous-bois
diminue au fur et à mesure que la surface terrière du voisinage augmente. Ces résultats
montrent qu’en forêt secondaire, la végétation aérienne a un effet négatif sur la biomasse du
sous-bois comme le montre les courbes noires descendantes (fig.8a).
Par contre, en forêt primaire (fig. 8b), la biomasse sèche du sous-bois augmente de
53.86 kg/ha pour atteindre 235.6 kg/ha lorsque la densité du voisinage passe de 0 à 55
arbres/ha. Toutefois, en forêt primaire, on note une faible corrélation linéaire positive entre
biomasse du sous-bois et surface terrière des arbres jouxtant les parcelles des mesures. En
effet, la biomasse du sous-bois passe de 100 à 152.69 kg/ha lorsque la surface terrière du
voisinage passe de 1 à plus de 5 m2/ha. Donc dans les forêts primaires, la biomasse sèche de
la végétation du sous-bois augmente lorsque la végétation aérienne augmente.
12
III.
Discussion
L’étude que nous avons effectuée dans le parc national de l’Ivindo plus précisément
dans la station de recherche d’Ipassa, avait pour but de mesurer la biomasse de sous-bois dans
différentes parcelles en suivant un gradient d’ouverture de la forêt. Ces mesures ont été
réalisées dans une parcelle 2 ha en forêt secondaire et dans une parcelle de 0.6 ha en forêt
primaire (étude menée en 2011).
Les résultats obtenus montrent que la biomasse du sous-bois des forêts secondaires est
beaucoup plus importante que celle de la forêt primaire. Ces différences de stocks de
biomasse entre ces deux types forestiers s’expliquent par la densité des espèces ligneuses et
non ligneuses qui les constituent. Dans les forêts secondaires (forêts dégradées), les espèces
non ligneuses (lianes, herbacées, etc.) sont beaucoup plus abondantes que les arbustes (ce qui
rend ainsi l’accès difficile dans les forêts dégradées), alors que dans les forêts primaires, ce
sont les espèces ligneuses qui sont plus abondantes. Ces différences de peuplement
s’expliquent par le fait que les forêts primaires s’établissent sur les forêts secondaires
autrement dit, les forêts primaires sont des vieilles forêts secondaires qui se développent par
un processus de succession naturelle passant par plusieurs stades de maturité (Muller et al.,
2002). Dans les deux types forestiers, les espèces n’ont pas les mêmes exigences pour la
lumière, élément essentielle pour la photosynthèse et donc la production de la biomasse. Les
forêts secondaires sont peuplées des espèces héliophiles qui ont besoin d’un fort éclairement
pour leur développement, alors que dans les forêts primaires les espèces de sous-bois sont
plutôt sciaphiles, c’est-à-dire qu’elles peuvent pousser sous un ombrage important.
Nos résultats montrent que les arbustes de diamètre inferieur à 3 cm ont une biomasse
faible et qu’au-delà de 3 cm de diamètre, la biomasse augmente avec le diamètre. Toutefois,
pour la même classe de diamètre supérieur à 2 cm, on constate que les arbustes de forêt
secondaire stockent plus de biomasse que ceux de la forêt primaire. Cette différence pourrait
être due à la capacité des arbustes héliophiles caractéristiques des forêts secondaires à pousser
plus vite, et donc à produire plus de matière organique du fait qu’ils reçoivent plus
d’éclairement que les arbustes des forêts primaires.
Dans les forêts secondaires, la végétation aérienne influence négativement la biomasse
de la végétation du sous-bois. Dans ce type forestier, lorsque la densité et la surface terrière
du peuplement au voisinage augmentent, la biomasse du sous-bois diminue contrairement à la
forêt primaire où le phénomène inverse se produit. Ceci est lié au fait que les espèces des
13
forêts secondaires qui ont besoin de lumière pour se développer sont compétitivement
défavorisées lorsque l’ombrage crée par les grands arbres devient abondants. Toutefois dans
la forêt primaire, la surface terrière du peuplement au voisinage influence peu la biomasse du
sous-bois, ce qui peut expliquer par le fait que la compétition entre les arbustes de sous-bois et
la végétation aérienne en forêt primaire est plutôt liée à autre ressource que la lumière. La
biomasse du sous-bois en forêt primaire est corrélée à la biomasse de la végétation aérienne.
Ces résultats confirment la prédiction de Lewis et al., (2009) qui a considéré qu’il est possible
d’extrapoler la biomasse de sous-bois des forêts primaires à partir de la biomasse de la
végétation aérienne.
14
IV.
Conclusion
La forêt secondaire est définit comme étant une revégétalisation ligneuse s’opérant sur
des terrains auparavant dénudés de leur végétation forestière originelle (c’est-à-dire portant
moins de 10% de la végétation forestière originelle). Elle se développe ordinairement de
manière naturelle par succession secondaire sur des terrains abandonnés par l’agriculture
itinérante, l’agriculture sédentaire, le pastoralisme, ou à l’issue d’un échec de la ligniculture
(OIBT, 2000). Notre étude a consisté essentiellement à estimer la biomasse sèche du sousbois des forêts secondaire et primaire avec pour but final l’évaluation et la quantification de la
biomasse sèche de la végétation du sous-bois dans les forêts tropicales, car considéré à tore ou
à raison négligeable d’où le non prise en compte de celle-ci dans l’estimation de la biomasse
sèche totale. La problématique des changements climatiques étant devenue une préoccupation
planétaire, connaitre la quantité de carbone que les écosystèmes forestiers tropicaux peuvent
naturellement stocker est un atout majeur pour la préservation durable des forêts tropicales.
Notre étude cadre parfaitement avec les objectifs et les engagements pris lors du protocole de
Kyoto. Malgré la volonté de développement des pays africains et leur appartenance au groupe
des pays non soumis à la réduction des émissions de GES, il est impératif de parvenir à une
faible concentration de CO2 et ainsi participer pour une grande part à la lutte contre les
changements climatiques dont les effets leurs sont davantage préjudiciable. Les résultats de
cette étude nous a permis montrer qu’il y a une différence entre la biomasse sèche du sousbois de forêts secondaires tropicales et le sous-bois de forêts primaires tropicales d’Afriques
centrale. Cette biomasse est plus élevée dans le sous-bois de forêt secondaire que dans le
sous-bois de forêt primaire. Aussi, la végétation aérienne a une influence négative qui tend à
diminuer la biomasse de la végétation du sous-bois de forêt secondaire et une influence
positive c’est-à-dire une augmentation de la biomasse de la végétation du sous-bois de forêt
primaire. Cette influence positive de la végétation aérienne sur la végétation du sous-bois en
forêt primaire montre qu’il ya une corrélation linéaire entre ces deux strates forestières.
Ces études méritent d’être poursuivies et élargie à l’ensemble des forêts de l’Afrique
centrale pour une meilleure connaissance du stock de carbone que celle-ci peuvent
emmagasiner, de plus, élargir cette étude à la végétation aérienne de forêts secondaires. Pour
mener à bien de telles études, un dispositif expérimental fiable, un matériel de terrain
conséquent et des financements appropriés sont nécessaires.
15
Références bibliographique
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CABALLE G., 1978 - Sur la biologie des laines ligneuses en forêt gabonaise. Th. Dr. Etat,
Univ. Montpellier II, France.
Doumeng, 1990 : Contribution à l’étude des structures des populations d’arbres des forêts
d’Afrique centrale (exenple du Gabon, Cameroun et Congo) PhD tesis-Univ. Montpellier II
Eva Muller et al.,2002 : Réintégrer les forêts secondaires dans le paysage, OIBT 16 p
Florence, 1982: Biosphère de la forêt de la réserve d’Ipassa, Makokou
GIEC, 2007 : Bilan 2007 des changements climatiques. Contribution des Groupes de travail I,
II et III au quatrième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur
l’évolution du climat [Équipe de rédaction principale, Pachauri, R.K. et Reisinger, A. (publié
sous la direction de~)]. GIEC, Genève, Suisse, 03 p
Hairiah K. et al. (2001) Methods for sampling carbon stocks above and below ground. ASB
lecture note n°4B, ICRAF, Bogor, 32 p.
http: // cran.r.project.org
IPPC, 2007 : Bilan 2007 des changements climatiques : Rapport de synthèse
Lewis et al.,2009 : Stockage croissant de carbone dans les forêts intactes d’Afrique
Markku Simula et al., 2009 : Vers une définition de la dégradation des forêts : Analyse
comparative des définitions existantes
Marklund et al., 2006 : Biomass and stem volume equations for tree species in Europe. Silva
Fennica Monographs 4. 63 p.
Observatoire Mondial des Forêts du Gabon, 2000 : Premier regard sur l’exploitation
forestiere au Gabon, pages 15-20
Parc Nationaux du Gabon, 2004 : Présentation des parcs nationaux du Gabon
White et al., 1996 : Guide de la végétation de la réserve de la Lopé, 44 p
16
ANNEXE 1 : Fiche de terrain
Numéro du carré :
Vrac ( < 1 cm)
Compartiment
Poids frais total (kg)
Poids frais échantillon (g)
avec chlorophylle
Poids sec échantillon
(g)
sans chlorophylle
Individus (1 cm ≤  ≤ 5 cm)
Numéro/Diamètre
Compartiment
sans chlorophylle
Poids frais total
(kg)
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
sans chlorophylle
avec chlorophylle
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Poids frais
échantillon (g)
Poids sec
échantillon (g)
ANNEXE 2 : Vue partielle de la Station de Recherche d’Ipassa (Makokou)
ANNEXE 3 : Forêt jouxtant la Station de Recherche d’Ipassa
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ANNEXE 4 : Formation sur les fondamentaux du logiciel « R » par Nicolas PICARD
ANNEXE 5 : formation sur le LAI par Marc A DUBOIS
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