Etude qualitative et quantitative de la végétation

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Géologie et pédologie

L’aire protégée de Zahamena appartient au socle cristallin dominé par des gneiss à pyroxénite, des gneiss à grenat, des quartzites, des amphibolites et des migmatites (ANGAP, 2001). Les sols y sont constitués successivement d’humus, d’argile humifère et d’argile ferralitique. Ils sont parfois argileux ou sableux et reposent sur du granite et du gneiss. Ce type ferralitique est dû à une forte altération de la roche mère, formée de roches métamorphiques (gneiss, micaschistes…) et de roches cristallines (granite, migmatite) (Carte 3). La fertilisation est provoquée par la montée del’alumine et du fer provenant de la décomposition de la roche-mère et du lessivage descouches argilo-humifères.

Hydrographie

Comme tous les Parcs situés sur la façade orientale de l’île, l’aire protégée de Zahamena joue un rôle important dans le cycle hydrographique régional, et fait partie de la réserve en eau de la région Alaotra Mangoro. Le parc fait partie du site Ramsar qui couvre le bassin versant du Lac Alaotra. Les principales rivières de la province de Toamasina prennent leur source dans l’aire protégée, telles que Onibe au Sud, Ihofika et Sahatavy au centre, Sarondroina, Manambato et Antsahabe au Nord.

Milieu biologique

Flore et végétation

La végétation de l’aire protégée de Zahamena est nstituéeco de forêts tropicales denses humides sempervirentes. Les inventaires des plantes ligneuses effectués depuis 1995 par ANGAP (2001) indiquent une moyenne de 1450 arbres par hectare avec une canopée de 20m de hauteur.

La présente étude se situe dans la zone de basse altitude (400 à 800m). Cette zone est surtout dominée par Dichaetanthera cordifolia (MELASTOMATACEAE), Homalium sp. (SALICACEAE), Anthostema madagascariensis (EUPHORBIACEAE) et Weinmannia sp. (CUNONIACEAE). La présence de bois précieux commeDiospyros sp. (EBENACEAE) et Dalbergia sp. (FABACEAE) est notée. De même, on peut rencontrer dans des endroits spécifiques de la forêt dense humide de basse altitude des fougères, des Pandanus, des orchidées et des plantes de formation marécageuse ellest que Cyperus madagascariensis et Ravenala madagascariensis.

La forêt dense humide sempervirente de basse altitude présente une physionomie et une structure de formation forestière dense, avec une canopée continue et plus fermée ; les arbres sont de grande taille, le sous-bois très lâche ; 4 strates sont bien distinctes :

· une strate supérieure haute de 16-20 m de hauteur constituée par des arbres de la canopée de taille moyenne à fûts droits (Canarium sp., Sideroxylon sp., Cryptocaria sp., Diospyros sp.) ;

· une strate supérieure basse de 8-16 m, moins denseavec des arbres sciaphiles de petite taille et des jeunes plants de la strate supérieure(Ocotea sp., Uapaca sp.) ;

· une strate moyenne (4-8 m) moins dense avec des arbustes sciaphiles très divers (Pandanus sp., Polyscias sp., Oncostemon sp., Orchidaceaee, Cyathea sp.) ;

· une strate inférieure (0-4 m) lâche et très humifère dominée par des ACANTHACEAE et les espèces de régénération forestière.

Le taux d’endémicité spécifique dans ce système estde 84%. Les genres et espèces endémiques rencontrés à Zahamena sont Rhodolaena acutifolia (SARCOLAENACEAE),

Diplazium zahamenense (POLYPODIACEAE), Elaphoglossum zahamenense (LOMARIOPSIDACEAE), Athyrium zahamenense (ATHYRIACEAE).

Les familles endémiques de Madagascar rencontrées à Zahamena sont : SPHAEROSEPALAEAE (Rhopalocarpus macrorhamnifolius, Rhopalocarpus louvelii) SARCOLAENACEAE (Rhodolaena acutifolia) et ASTEROPEIACEAE (Asteropeia multiflora)

Les espèces endémiques de Madagascar rencontrés à Zahamena sont Canarium madagascariense (BURSERACEAE), Macphersonia madagascariensis (SAPINDACEAE), Burasaia madagascariensis (MENISPERMACEAE), Phyllarthron madagascariensis (BIGNONIACEAE), Anthostema madagascariensis (EUPHORBIACEAE).

Faune

L’aire protégée de Zahamena fait partie des forêtsles plus riches en termes d’espèces animales (Vertebrés et Invertebrés). On y compte 48espèces de Mammifères dont 13 espèces de Lémuriens parmi lesquelles, il y a 7 espèces diurnes et 6 espèces nocturnes ; 46 espèces de Reptiles, 112 espèces aviaires, 62 espèces d’Amphibiens, 29 espèces de Poissons et 425 espèces d’Insectes. De nombreuses espèces figurent dans la liste rouge de l’IUCN en raison de leur rareté ou de leur vulnérabilité (ANGAP, 2001).

La forêt dense humide de basse altitude abrite des lémuriens comme Eulemur fulvus fulvus, Allocebus trichotis (espèce ménacée),Indri indri (espèce ménacée),Hapalemur griseus griseus, Avahi laniger, Propithecus diadema diadema (espèce menacée),Microcebus rufus, Daubentonia madagascariensis (espèce vulnérable),Varecia variegata variegata (en danger) (Photo 4). Elle abrite également des oiseaux, Newtonia fanovanae (vulnérable), Lophotibis cristata, Accipiter madagascariensis, Eutriorchis astur (espèce gravement menacée) ; des reptiles tels que Paroedura masobe qui est une espèce gravement menacée, Uroplatus fimbriatus (vulnérable) (Photo 5), Furcifer bifidus (vulnérable) et Mantella laevigata (vulnérable) qui est un amphibien.

Milieu humain

Démographie

Cette zone est caractérisée par la prédominance desethnies Betsimisaraka à l’Est et Sihanaka à l’Ouest. Les premières populations qui o ccupent la zone périphérique de l’aire protégée de Zahamena, sont essentiellement composéede migrants venant des Hautes Terres vers l’an 1800. Au moment de la création de la réserve naturelle en 1927, le voisinage immédiat de l’aire protégée était presque inhabitéEn. 1927, une autre vague de population s’est établie dans l’enclave centrale de l’aire protégée et a fondé le village d’Ambodivoahangy. Les parties centrale et orientale du Parc sont dominées par des populations Betsimisaraka qui ont migré de la région côtière, tandis que la partie occidentale est habitée par des populations à très forte proportion de Sihanaka venant de la région d’Alaotra. Le dernier recensement fait dans la zone périphérique en 2008 a donné 47.049 habitants dans la zone périphérique de Zahamena, dont 45% sont analphabètes (MNP, 2011).

Contextes socio-économique et culturel

Economie de la zone

Presque 98% de la population rurale sont des cultivateurs ; l’économie de la zone périphérique de Zahamena est fondamentalement orientée vers une agriculture extensive de subsistance, l’économie de marché est encore loin d’être développée même s’il existe quelques paysans qui font des cultures de rente dans la partie orientale de l’aire protégée. Les sources de revenu des paysans sont principalement basées sur le commerce des produits agricoles. A l’Est, les spéculations, objet de commerce, sont : le café, le girofle et la vanille. Tandis qu’à l’Ouest, les paysans tirent leurs reven us de la vente du riz, de l’arachide, de l’oignon, de toutes variétés de légumes, du tabact edes produits de l’élevage. Entre ces deux régions, il y a régulièrement des échanges de produits agricoles : la région Est fournit des produits de rente en échange des produits vivriers (Haricot, arachide) de l’Ouest (MNP, 2011).

Mode d’appropriation des terres

Les terrains de cultures sont généralement obtenuspar héritage, les parcelles sont très souvent de petite taille suite aux morcellements effectuées de génération en génération. La vente des terrains existe mais très rare.

· Pratiques culturales

L’agriculture est la principale activité des deux ethnies de la zone périphérique du Parc National de Zahamena. Les Betsimisaraka sont généralement des gens de la forêt ; ils pratiquent l’agriculture itinérante sur brûlis (tavy) où le riz pluvial est souvent associé à d’autres cultures vivrières tels que le maïs, le sorgho, les légumineuses comme « le tsiasisa, le voantsiroko, le voanemba» ou le manioc. Leur équipement est très rudimentaire car leur parc d’outillage est limité à quelques haches par famille. L’utilisation de l’engrais est pratiquement inconnue dans la région.Le seul fertilisant du sol est la cendre issue de l’incinération des végétaux.

Les Sihanaka quant à eux, pratiquent la riziculture irriguée dans les étroites vallées des rivières, sur les collines et dans les jardins de case ; ils pratiquent la polyculture de produits vivriers tels que le maïs, le manioc, la canne à su cre. On constate chez les Sihanaka un début d’intensification de la culture car ils utilisent des engrais organiques pour fertiliser le sol. Le travail de la terre est semi mécanisé, car en plusdes outillages manuels comme la bêche, ils emploient également la charrue tirée par des bœufs et les motoculteurs.

Dans les deux cas, les rendements sont assez faibles. Pour les cultures itinérantes sur brûlis, le rendement du riz est d’environ 800 kg/ha tandis que chez les Sihanaka le rendement du riz sur bas-fonds est d’environ 1,5tonne/ ha. En ce qui concerne les cultures sèches, elles sont essentiellement destinées à l’autoconsommation familiale durant la période de soudure (MNP, 2011).

· Perception des occupants de la forêt

Les Sihanaka, avec leur riziculture irriguée, dépendent principalement de la pluie pour survivre. Ils ne pénètrent pas souvent dans la forêt même si leurs villages sont situés plus proches de la limite du Parc et sont étroitement implantés en aval des rizières, sur tanety où les terroirs sont encore non utilisés. En général,es Sihanaka n’ont souvent pas recourus aux zones forestières.

Les Betsimisaraka, par contre, dépendent de la forêt pour survivre. Ils sont constamment à la recherche de nouveaux lopins forestiers pour faire le tavy. Ils considèrent la forêt comme un «cadeau» de Dieu. Pour eux, la protection de la forêt et la conservation des ressources naturelles est un concept étranger.

· Fady

Les «fady» sont encore communément observés dans lazone périphérique tant pour les Sihanaka que pour les Betsimisaraka. Ces fady peuvent concerner la vie sociale de la population et aider à la gestion de ressources natu relles à savoir: il est interdit de tuer ou de manger l’aye aye, d’imiter les cris de l’Indri (Bab akoto) dans la forêt pour éviter la tombée de la pluie, de traverser la rivière Onibe (limite sud de l’AP) et la rivière de Sahatavy en pirogue, de labourer la terre le mardi et le jeudi, d’enterrer les morts le mardi et le jeudi, de manger du porc ou de la viande de zébu sans corne (MNP, 2011).

La méthodologie utilisée lors de cette étude comporte trois stades : les études préliminaires, les collectes des données et les traitements de ces données.

Etudes préliminaires

Pour les études préliminaires, des études bibliographiques et une prospection des sites d’étude ont été effectuées.

Etudes bibliographiques

Pour avoir les informations et les connaissances concernant les sites d’étude, des recherches bibliographiques ont été faites. Pour faciliter les travaux sur le terrain, une documentation a été effectuée avant la descente surle terrain pour mieux connaitre le site d’étude, c’est-à-dire faire une consultation d’ouvr ages (ex : Plan d’aménagement et de gestion du parc national de Zahamena). Les diverses méthodes pour avoir toutes les données écologiques adaptées au thème de recherche ont étéégalement étudiées.

Des sites-web ont été visités dans le but d’avoir esd informations récentes et mieux approfondir les informations recueillies à propos d u site à étudier.

Prospection des sites d’étude

Une prospection préliminaire dans le site d’étude aété effectuée pour confronter les données bibliographiques recueillies au préalable, avec la réalité sur le terrain. Cette prospection a permis de cibler les différentes formations végétales, la physionomie de la végétation et de choisir les lieux de relevés écologiques à effectuer. L’emplacement des relevés a été déterminé en se basant sur les 3 èrescrit suivants pour un site :

· Homogénéité des conditions écologiques apparentes ;

· Homogénéité floristique ;

· Homogénéité physionomique des formations végétales.

Etude qualitative et quantitative de la végétation

A l’intérieur d’une formation végétale jugée homogène, la méthode de relevé de surface (placeau selon la méthode de BRAUN BLANQUET, 1965) a été utilisée. Ce placeau est appelé parcelle pour cette étude. Elle permet d’étudier quantitativement et qualitativement les paramètres écologiques et floristiques de la végétation.
Dans le cadre de cette étude, cette méthode consiste à recenser tous les individus d’arbres à Dhp ≥10cm dans les placeaux ou parcelles d’étude. La surface de parcelles délimitée doit être égale à l’aire minimale (GOUNOT, 1969). Cetteaire est définie comme la plus petite surface dans laquelle la quasi-totalité des espècesest représentée (GOUNOT, 1969). Pour les forêts tropicales, elle est égale à 0,1 ha (GOUNOT,1969). Pour ce travail, chaque placeau est subdivisé en 10 placettes (Pl) de 100m² (Figure 1).
Des échantillons botaniques ont été collectés dansles placettes. Les caractéristiques des individus sont notées dans une fiche de relevé déjàpréparée (Annexe 7) en notant les paramètres structuraux et les paramètres floristiques.
· Paramètres structuraux :
o le diamètre du fût : ramené au diamètre à hauteur de poitrine (DHP), à 130cm du sol pour les individus dont le diamètre est supérieur ou égal à 10cm ;
o la hauteur du fût : hauteur jusqu’à la première ram ification pour les individus dont le diamètre est supérieur ou égal à 10cm ;
o la hauteur maximale : hauteur totale des individus.
· Paramètres floristiques :
o le nom scientifique et /ou le nom vernaculaire : à chaque individu a été attribué un nom pour permettre de les identifier ultérieurement.
o l’état phénologique des individus. La phénologie concerne l’étude de l’influence des phénomènes saisonniers sur la plante. Cette dernière peut être en état végétatif, en fleur, ou en fruit.
o les types biologiques établis par RAUNKIAER (1905) et adaptés aux types tropicaux par LEBRUN (1947) en fonction de la position et du degré de protection des bourgeons pendant la mauvaise saison. Ce sont :
– Phanérophytes : arbres et arbustes dont les bourgeons se situent à plus de 0,5 m de la surface du sol. Trois subdivisions peuvent être distinguées :
· Mésophanerophytes (mP): 8m<h<30m ;
· Microphanérophytes (mp) : 2m<h<8m ;
· Nanophanérophytes (np) : 0,5m<h<2m.
– Chaméphytes (Ch) : herbes et plantes subligneuses dont les bourgeons se situent à moins de 0,5 m du sol.
– Epiphytes (E) : plantes qui vivent fixées au niveau des troncs à différentes hauteurs suivant leurs exigences écologiques.
– Lianes (L) : ligneuses ou herbacées, ce sont des plantes grimpantes qui fleurissent à la même hauteur que les arbres.
D’autres paramètres écologiques ont été collectésendantp l’inventaire permettant de localiser les parcelles :
· paramètres géographiques : les paramètres considérésont la latitude et la longitude. Les coordonnées géographiques ont été obtenues à aidel’ d’un Global Positionning System (GPS).
· paramètres topographiques : les facteurs topographiques relevés sont : altitude, situation topographique, valeur de la pente et l’exposition. Les données topographiques sont mesurées sur le terrain en utilisant le GPS pour l’altitude, un clisimètre pour la mesure de la pente et une boussole pour l’orientation.
Au laboratoire, les spécimens de plantes récoltéesont été séchés et montés en herbier. La détermination de ces herbiers a été effectuée paresdspécialistes.

Etude structurale de la végétation

Pour étudier la structure verticale, le transect de GAUTIER et al. (1994), méthode de relevé linéaire, a été adoptée.
Par définition, la structure verticale est l’agencement des végétaux suivant le plan vertical (GOUNOT, 1969). Elle permet de mettre en évidence la stratification et le recouvrement par rapport à la surface du sol. La strate se définit comme le niveau de concentration de la masse foliaire (GOUNOT, 1969). La stratification traduit l’existence des couches superposées de la végétation.
La structure verticale de la végétation peut êtreonstituéec par quatre strates principales :
– Strate supérieure haute ;
– Strate supérieure basse ;
– Strate moyenne ;
– Strate inférieure.
Le recouvrement est la surface recouverte par les plantes par rapport à la surface du sol (EMBERGER et al., 1983). Le recouvrement exprime en pourcentage la continuité de la couverture végétale (GUINOCHET, 1973).
Le degré de dégradation peut être aussi estimé à rtirpa de la continuité de la voûte forestière. Une voûte discontinue expliquerait une formation dégradée.

Pour la réalisation pratique de cette méthode, un chenilloiré gradué de 7m de long a été déplacé à l’intérieur de chaque parcelle, suivant neu ligne de transect de 50m de long, tout en faisant une lecture tous les 2 mètres (Figure 2). A chaque lecture, les hauteurs des points de contact entre la partie végétative de la plante etl’échenilloir sont notées à travers un point dans une autre fiche préalablement préparée (Figure3). Au-delà de 7 mètres, la hauteur des points de contact est estimée visuellement. Après voira obtenu la structure de la végétation, les recouvrements par strate sont présentés sur undiagramme exprimés en pourcentage (Figure 4). L’échelle de recouvrement, établie parGODRON et al. (1983) a été prise comme référence ; elle correspond à l’ouverture de la strate. Plus le degré de la perturbation est élevé, plus la strate est ouverte et inversement (Tableau II). Pour deux classes de hauteur, la différence du pourcentage du taux de recouvrement supérieure à 10% implique que chaque classe représente une « strate » bien définie.

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Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : MILIEU D’ETUDE
I. Milieu physique
I.1. Localisation géographique
I.2. Relief et topographie
I.3. Géologie et pédologie
I.4. Hydrographie
I.5. Climat
II. Milieu biologique
II.1. Flore et végétation
II.2. Faune
III. Milieu humain
III.1. Démographie
III.2. Contextes socio-économique et culturel
III.2.1. Economie de la zone
III.2.2. Mode d’appropriation des terres
Deuxième partie : METHODES D’ETUDE
I. Etudes préliminaires
I.1. Etudes bibliographiques
I.2. Prospection des sites d’étude
II. Collectes des données
II.1. Etude qualitative et quantitative de la végétation
II.2. Etude structurale de la végétation
III. Traitement des données
III.1. Analyse floristique
III.1.1. Richesse floristique
III.1.2. Caractères biologiques
III.2. Analyse dendrométrique
III.2.1. Surface terrière
III.2.2. Biovolume
III.3. Analyse factorielle des correspondances (AFC)
III.4. Evaluation de la quantité de carbone
III.4.1. Mesure de biomasse aérienne
III.4.2. Estimation de la biomasse souterraine
III.4.3. Calcul du stock de carbone
Troisième partie : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. Caractéristiques floristiques
I.1. Richesse floristique
I.2. Spectre biologique
I.3. Caractères biologiques
II. Identification et caractérisation des groupements végétaux
II.1. Identification des groupements végétaux
II.2. Caractérisation des différents groupements végétaux
II.2.1. Groupement végétal à Croton argyrodaphne et à Erythroxylum platycladum (GV1)
II.2.2. Groupement végétal à Neotina isoneura et à Polyscias schatzii (GV 2)
II.2.3. Groupement végétal à Uapaca thouarsii et à Calophyllum sp. (GV3)
II.3.4. Groupement végétal à Craterispermum laurinum et à Diospyros boivini (GV4)
II.3.5. Groupement végétal à Omphalea biglandulosa et à Cyathea sp. (GV5)
III. Potentialité en stockage de carbone de la forêt de basse altitude de Zahamena Est
III.1. Quantification de biomasse
III.2. Evaluation du stockage de carbone
Quatrième partie : DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
I. Discussion
I.1. Problèmes méthodologiques
I.2. Remarques sur les résultats
I.3. Pressions et menaces anthropiques des forêts
II. Recommandations
II.1. Proposition d’un plan de conservation
II.2. Sensibilisation et éducation
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE