La théorie de la succession forestière via l’Acacia karroo

LES SITES ETUDIES

Cap Vidal, une forêt protégée du Greater Saint Lucia Wetland Park : Situé dans la province du KwaZulu-Natal, sur la cote est de l’Afrique du Sud, le Greater Saint Lucie Wetlands Park s’étend de la frontière du Mozambique au nord jusqu’à 250 km au sud (26º51’26’’S à 28º29’08’’S), formant un frange côtière variant de 1 à 24 km de large (32º06’25’’E à 32º56’46’’E). Ce parc est constitué de diverses entités dont la réserve forestière de Cap Vidal. Cette dernière s’étend sur 11.313 ha. Les dunes côtières de Cap Vidal forment une entité géographique distincte et unique : ces dunes sont parmi les plus hautes de la côte et elles sont entièrement couverte de forêt, ce qui n’est pas le cas sur le reste de la côte. Le système dunaire de la côte du KwaZulu Natal représente l’extrémité sud du complexe de plaine côtière du Mozambique (von Maltitz G.P. et al., 1996). Ces dunes se sont formées il y a 25 000 ans par accumulation de sédiments.

Leur altitude varie de 50 à 170 mètres. Entre les dunes de Cap Vidal se loge le lac Bhangazi, un lac d’eau douce faisant partie d’un système de lacs côtiers d’eau douce composé de 3 lacs (lac Sibayi, lac Mgobezeleni et lac Bhangazi). La forêt de Cap Vidal n’est protégée que depuis 1956, date à laquelle elle est devenue forêt d’état. Des populations autochtones vivaient de l’agriculture et de l’élevage et utilisaient la technique de la culture sur abattis-brûlis jusqu’à la création de la réserve. L’environnement favorable de la forêt de Cap Vidal laisse supposer que des populations se sont établies dès l’âge de fer dans cette région (von Maltitz G.P. et al. 1996). Certains sites étaient plus utilisés pour l’agriculture, d’autres pour l’élevage. Dans ce dernier cas, le brûlis servait donc à nettoyer des pâturages pour le bétail. Il est fort probable que ces pratiques agricoles ont fortement influencé la composition spécifique de la végétation actuelle de Cap Vidal (West A. et al., 1999b). Toutefois, la forêt de Cap Vidal est considérée comme ayant toutes les caractéristiques de la formation initiale de type forêt dunaire.

Richards Bay, un site minier

Richards Bay est une ville côtière de la province du KwaZulu Natal (28º43’S, 32º12’E), Afrique du Sud, 80 km au sud de Cap Vidal. Le site de l’étude se situe au nord de celle-ci, au sein du site minier de la compagnie Richards Bay Minerals. Il s’agit de dunes côtières, du même type que celles du site de Cap Vidal sur une superficie de 1 842,11 hectares. La société minière Richards Bay Minerals a débuté l’exploitation du site de Richards Bay en juillet 1977. Le sol des dunes côtières contient des minéraux lourds : ilménite (transformé pour obtenir du titane), rutile et zircon. Ces minéraux représentent environ 5% du volume de sol traité. Le processus d’extraction détruit la végétation puisqu’il s’agit de construire un barrage et d’extraire les minéraux par gravité. À l’origine, 60% de la surface était occupé par des plantations exotiques, 20% par des prairies et les 20% restant par de la forêt dunaire (« KwaZulu Natal dune forest »). Les sites qui ne sont plus exploités sont plantés en pin australien (Casuarina equisetifolia) ainsi que des espèces de chênes non invasifs pour développer l’industrie locale de charbon.

Toutefois, depuis septembre 1978, la compagnie minière réhabilite un tiers des anciens sites. Sur ces sites, le but est donc de rétablir un écosystème forestier – 3 – similaire à celui des forêts d’origine. Actuellement, la surface réhabilitée couvre 560.7 hectares. La réhabilitation suppose de restaurer la dynamique naturelle des écosystèmes considérés (Mentis M.T. et Ellery W.N., 1994). Cela s’oppose à la re-végétation qui consiste uniquement à établir un couvert végétal. Pour cela, la couche superficielle du sol comprenant l’humus et riche en éléments nutritifs est conservée lors de l’exploitation du site pour être par la suite répartie lorsque le site sera abandonné. Un site est exploité pendant une année, puis réhabilité ou planté en Casuarina equisetifolia. Il existe donc des parcelles réhabilitées pour chaque année depuis 1978. La couche superficielle contient aussi de nombreuses graines. Les dunes sont alors refaites selon leur forme originale, le sol disposé sur une épaisseur de 10 cm et des barrières coupe-vent sont mises en place. Une culture de couverture (Pennisetum americanum, Crotalaria juncea et Sorghum spp.) est mise en place afin de protéger les graines présentes dans le sol du vent et de la chaleur. En plus de ces espèces de graminées exotiques, le mélange contient des graminées indigènes comme Eragrostis curvula et Cymbopogon validus (Lubke R.A. et al., 1997). En 3 à 4 jours, la couverture végétale est en place. Rapidement, les espèces indigènes se développent, d’abord les herbacées, puis les arbres et arbustes. Puis, 3 mois plus tard, les barrières sont enlevées ( Camp P. et Weisser P.J., 1991). Ce processus doit permettre aux anciens sites exploités de Richards Bay de retrouver leur végétation forestière d’origine. Une bande côtière de forêt a été préservée afin de servir de réservoir pour les graines des essences indigènes.

Les formations végétales

Les forêts dunaires et les corridors d’acacia : Les forêts de Cap Vidal et de Richards Bay appartiennent toutes deux au groupe six de la classification du Département de l’Eau et de la Forêt d’Afrique du Sud. Il s’agit du groupe côtier nord (Department of Water Affairs and Forestry, 2003) Au sein de celui-ci, le type de forêt est forêt dunaire. Dans ces forêts, la hauteur de la canopée peut atteindre 50 mètres mais cela varie selon l’emplacement de la forêt, la topographie et les perturbations (vent, sel) auxquelles elles sont soumises. La strate arbustive est peu développée et la strate herbacée est quant à elle souvent dominée par Isoglossa woodii (Weisser P.J., Müller R., 1983, MacDevette D.R., 1992). Cette plante forme souvent des buissons denses pouvant atteindre 3 mètres de haut. Bien qu’aucune espèce endémique d’arbre ne soit répertoriée sur ces sites, de nombreuses essences sont ici à la limite sud de leur distribution. Celtis africana, Diospyros natalensis et Ziziphus mucronata sont quelques arbres caractéristiques des forêts dunaires. Au sein de la forêt de Cap Vidal, la forêt est entrecoupée de formations quasi monospécifiques d’Acacia karroo. Situées entre les dunes, elles forment des corridors de 50 à 150 mètres de large. La canopée est moins continue que dans la forêt dunaire, aussi les corridors sont plus lumineux. Les Acacia karroo sont courants en lisière de forêt ou sur d’anciennes zones perturbées. La canopée varie de 4 à 11 mètres de haut et Acacia karroo la domine largement. Celtis africana, Diospyros inhacaensis, Teclea gerrardii, Sideroxylon inerme et Ziziphus mucronata sont les espèces les plus communes de la strate arbustive ( MacDevette D.R., 1992.)

Caractéristiques des arbres étudiés

L’Acacia karroo (figure 3) est une espèce de la famille des mimosaceae réputée pour envahir les friches agricoles, les prairies et les fourrés arbustifs peu développés (Weisser P.J., Müller R., 1983). Les friches deviennent des surfaces boisées en Acacia karroo en 25 à 60 ans. Le système racinaire des arbres est profond, ce qui leur permet d’utiliser l’eau et les éléments nutritifs du sol. Espèce pionnière, l’Acacia karroo est capable de s’installer dans des habitats ouverts, sans ombre ni protection contre les feux. Les arbres fixent l’azote dans le sol du fait de la présence de nodules bactériens sur les racines et assurent ainsi l’amélioration des conditions du sol pour les autres plantes.

Les acacias fournissent aussi l’ombre nécessaire au développement d’autres essences. Les acacias peuvent atteindre 20 mètres de haut dans les forêts du nord du KwaZulu Natal. La floraison a lieu entre octobre et février et les fruits sont présents de janvier à avril. Ce sont des gousses contenant les graines. À maturité, les gousses s’ouvrent et libèrent les graines sur le sol. L’Acacia karroo produit de nombreuses gousses et de fait, de nombreuses graines ce qui est un atout de plus pour une plante pionnière. Les fleurs sont consommées par les singes et l’arbre attire de nombreux insectes, dont les abeilles, et des oiseaux. Les animaux sauvages consomment les feuilles (Pooley E., 2003). Il existe différentes formes de croissance selon la localisation des arbres dont celle présente sur les forêts dunaires. Dans ce type de forme de croissance, les épines sont persistantes et peuvent atteindre 250 mm de long.

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Table des matières

Introduction
Contexte et problématique
Les sites étudiés
Histoire et géographie
Les sols
Climat
La faune et la flore présentes
Les formations végétales
Des mammifères herbivores nombreux et variés
Problématique
La théorie de la succession forestière via l’Acacia karroo
Données préliminaires
Hypothèses et questions
Méthodologie
Expérience d’exclusion
Estimation de la densité de population d’ongulés herbivores
Relevés de végétation
Méthode cumulative
Méthode de Whittaker modifiée
Méthode de West
Autres expériences
Essai de germination pour déterminer le tapis de graine
Analyse du sol
Influence de l’azote et de l’ensoleillement
Résultats et discussion
Les séries progressives de Richards Bay et Cap Vidal
Résultats de Cap Vidal
Comparaison de Richards Bay et Cap Vidal
Étude de certains facteurs en jeu à Cap Vidal
Importance de l’azote sur la survie des plants
La pression d’herbivorie
Importance du taux d’abroutissement sur la survie des plants
La densité d’herbivores à Cap Vidal
Discussion
Conclusion
Bibliographie
Annexes