LES CARACTERISTIQUES ECOLOGIQUES DES GROUPEMENTS VEGETAUX

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LES PLANTATIONS, CATALYSEURS DE LA REGENERATION FORESTIERE

Depuis les années 1990, le rôle des plantations dans la restauration des écosystèmes dégradés ont fait l’objet de plusieurs études (Lugo, 1992 ; Parrotta, 1992 et 1995). L’utilisation des plantations pour restaurer la biodiversité paraît paradoxale mais les différents résultats obtenus pourraient être utilisés pour la réhabilitation des écosystèmes dégradés (Lugo, 1997).
En 1994, la Banque Mondiale avec l’Institute of Tropical Forestry (USDA Forest Service) avec la collaboration de CIFOR (Center for International Forestry Research) et l’ODA (Overseas Development Authority/UK) a initié des recherches sur le rôle des plantations dans la réhabilitation de la biodiversité et la restauration des écosystèmes dégradés (Parrotta et al., 1997). Des travaux de recherches ont été menés dans plusieurs pays dans le cadre de ce programme, notamment à Porto Rico, au Costa Rica, au Brésil, au Congo, en Afrique du Sud, en Malawi, en Australie et à Hawaï (Parrotta et al., 1997). Depuis une décennie, la régénération des espèces autochtones sous divers types de plantations a été étudiée dans les cinq continents (Michelsen et al., 1993; Powers et al., 1997; Cavelier & Tobler, 1998; Kaewkrom et al., 2005 ; Lee et al., 2005 ; Arrieta & Suarez, 2006). Ces études ont toutes montré que les plantations facilitent la régénération des espèces autochtones.
Les études réalisées dans les plantations ne se sont pas limitées à la régénération des espèces autochtones ou des espèces ligneuses, elles concernent différents domaines relatifs à l’écologie dans son ensemble tels que la microbiologie du sol, rôle des plantations dans la dispersion des graines… En ce qui concerne les végétaux inférieurs, Humphrey et al, (2000) ont étudié la diversité des champignons dans des plantations de conifères en Grande Bretagne et ont montré que ces milieux recèlent autant d’espèces que les forêts naturelles. Certaines études concernent l’avifaune dans les plantations exotiques de Pinus en Argentine (Zurita et al., 2006). Une communauté de fourmis a été étudiée dans des plantation d’Eucalyptus en Australie (Schnell et al., 2003). Ces études ont montré que les plantations forestières sont comparables aux écosystèmes naturels en terme de niveau de biodiversité, de fonctionnement.
Les plantations facilitent la régénération des espèces autochtones grâce entre autre à :
− la création d’un nouveau microclimat après la fermeture de la canopée de par le changement de luminosité et de température mais aussi l’augmentation de la fertilité du sol par la chute des feuilles, fruits… qui contribuent à enrichir la litière (Parrotta et al., 1997 ; Wunderle, 1997 ; Loumeto & Huttel, 1997 ; Carnevale & Montagnini, 2002 ; Halley & Gara, 2003). Ce phénomène a également été observé dans les formations primaires (savanes) où les meilleures caractéristiques édaphiques se trouvent sous les arbres isolés augmentant ainsi la diversité de la végétation herbacée (Akpo, 1998).
− l’attraction des animaux disperseurs de graines sur ces arbres qui jouent un rôle de perchoirs (Parrotta, 1995 ; Senbeta et al., 2002 ; Chapman et al., 2002) ou qui sont sources de nourritures (Durán & Kattan, 2005).
Dans cette optique d’utilisation des plantations forestières pour améliorer la régénération des espèces autochtones, Parrotta et al., (1997) notent l’importance de la gestion et la maîtrise des travaux sylvicoles.
De nombreux résultats ont montré le rôle important que jouent les animaux disperseurs de graines dans le processus de régénération forestière sous plantations (oiseaux et chauves-souris) (Wunderle Jr., 1997 ; Powers et al., 1997 ; Carnevale & Montagnini, 2002). Une proportion très élevée (97 %) d’espèces zoochores recensées sous plantations a été observée par Parrotta (1995). En Australie 80 à 90 % des espèces végétales observées sous plantations sont dispersées par des oiseaux (Keenan et al., 1997).
Tous les travaux réalisés jusqu’ici ont essayé de comprendre le processus de régénération et d’identifier les facteurs déterminants. Les résultats sont différents selon les régions et les types de plantations.

Effet de l’essence plantée sur la régénération des espèces autochtones

Carnevale & Montagnini (2002) et Kaewkrom et al. (2005) ont montré que les plantations mixtes (composées d’au moins deux espèces) abritent plus d’espèces végétales que celles qui sont monospécifiques. Les conditions écologiques y sont plus variées : diversité d’ombrage et de types de perchoirs, ainsi que divers modes d’accumulation de litière, de par les différents modèles architecturaux des arbres et des variations dans la composition chimique des feuilles.
A Porto Rico, Parrotta (1995) a observé que le nombre d’espèces végétales est plus élevé sous les plantations monospécifiques de Leucaena et de Casuarina que celui des plantations mixtes (Eucalyptus et Casuarina). Ceci est attribué à la forme de la canopée moins dense permettant à la lumière d’arriver au sous-bois et à la décomposition assez rapide de la litière qui tend à augmenter la fertilité du sol. Ces facteurs facilitent ainsi la régénération des espèces autochtones.
L’influence du type d’essences plantées sur la régénération des espèces autochtones est donc variable suivant les conditions.

Différences entre la régénération dans les plantations et dans d’autres formations (herbeuses ou forestières)

Généralement, le nombre d’espèces autochtones inventoriées dans les plantations est inférieur à celui de la forêt naturelle. Cavelier & Tobler (1998) ont inventorié 56 espèces dans une forêt naturelle contre 26 et 18 espèces dans des plantations de Pinus spp. et des plantations de Cupressus lusitanica.
Pourtant, Senbeta et al. (2002) ont trouvé que les plantations de Cupressus lusitanica recélaient beaucoup plus d’espèces (30) qu’une forêt naturelle qui en compte 27 en Ethiopie.
Plusieurs auteurs, Powers et al. (1997), Otsamo (2000) et Cusack & Montagnini (2004) ont comparé la régénération des espèces autochtones sous plantations et celle des formations ouvertes. Les résultats convergent vers l’importance de la richesse et de la diversité floristique dans les reboisements par rapport aux formations herbacées.
Les espèces ligneuses ont des difficultés à se développer sur des terrains dépourvus d’arbres (anciens lieux de pâturages). Cela est dû à la dominance des espèces herbacées et des fougères, à la compaction du sol, à la diminution de la fertilité et à l’épuisement des reserves des graines du sol (Powers et al, 1997; Carnevale & Montagnini, 2002).

Effet de la distance par rapport à la source principale de graines (forêt)

La plupart des plantations ayant fait l’objet d’étude sur la régénération des espèces autochtones sont localisées à proximité de forêts naturelles. La distance des plantations aux principales sources de graines (par exemple la forêt) est un facteur qui peut influencer l’installation des espèces autochtones. Plus la source de graines est proche plus la régénération est bonne et la diversité élevée (Geldenhuys, 1997 ; Keenan et al., 1997).

Influence de l’âge de la plantation sur la végétation

L’âge de la plantation pourrait influencer la régénération des espèces autochtones (Marcano-Vega et al., 2002). De même, l’âge de l’abandon de la plantation est un facteur déterminant dans la régénération de la végétation autochtone. Le dépérissement des espèces plantées permet aux espèces autochtones de se développer grâce aux nouvelles conditions du milieu (lumière, ressources).
La fermeture progressive de la canopée d’une plantation de Pinus patula diminue le nombre d’espèces autochtones à cause de la diminution du rayonnement lumineux dans le sous-bois (van Wesenbeek, 2003).

LES PERTURBATIONS, MOTEURS DE LA REGENERATION DES ESPECES AUTOCHTONES

La littérature montre que l’ouverture de la canopée faisant suite aux diverses perturbations naturelles ou liées à l’activité humaine influence la régénération des espèces dans les reboisements.
Auberhauser (1997) et Jonasova et al. (2006) soulignent que la régénération des espèces autochtones est liée aux changements des conditions du milieu après par exemple la création d’une ouverture causée par des perturbations. Pour Kotanen (2004), les perturbations sont nécessaires pour que les espèces autochtones puissent se régénérer.
Les perturbations fréquentes (traitements sylvicoles par éclaircies) permettent vraisemblablement de maintenir une diversité assez élevée dans la plantation de Picea mariana par rapport aux plantations intactes au Québec (Jobidon et al., 2004).
Selon Jonasova et al. (2006), les ouvertures au sein des plantations peuvent faciliter la régénération des espèces autochtones et augmenter la biodiversité.
Kasenene (2007) compare l’effet de l’exploitation forestière des plantations à l’impact des coupes sélectives dans les forêts tropicales qui réactive la régénération naturelle des espèces.
En conclusion, tous les auteurs sont unanimes sur l’importance de la régénération des espèces autochtones dans la restauration des écosystèmes dégradés. L’avantage de cette démarche réside en son moindre coût par rapport à l’ancienne méthode (reboisement, enrichissement en espèces autochtones) car les espèces se régénèrent naturellement.
Compte tenu de la diversité des plantations forestières (implication dans le domaine socio-économique, nature des plantations et de leur intégration dans l’espace rural) de nouvelles approches (critères et indicateurs pour l’évaluation des impacts sur l’environnement) s’avèrent nécessaires pour assurer leur durabilité (Locatelli et al., 2003).

Les caractéristiques climatiques

Deux sources de données ont été utilisées pour caractériser notre zone d’étude : une série de données sur 10 ans (1990 à 2004) recueillies dans la station météorologique de Beravina (Fianarantsoa) à 30 km au Sud et des données enregistrées en 2004 et 2005 à Sahambavy dans la station climatique du CNRE-IRD-FOFIFA située à 15 km au Sud.
Bien que la station de Beravina soit éloignée de la zone d’étude, l’existence de données sur de longue période permet de mieux décrire le climat. De 1994 à 2004, les précipitations moyennes annuelles sont de 1296 mm, la température moyenne annuelle est de 19°C. La période pluvieuse où la courbe des pluies passe au-dessus de celle des températures s’étale de novembre à avril (environ 6 mois), et la période sèche se situe entre le mois de mai et septembre (Figure 3).
Il convient de noter que l’humidité relative de l’air reste toujours élevée (81%) pendant toute l’année.
Les données de la station climatique de Sahambavy (à 15 km) reflètent mieux le climat de la zone d’étude bien qu’elles ne couvrent que deux années (2004-2005). Elles ont été enregistrées dans une station équipée d’un système d’enregistrement automatique et continu à l’aide d’une centrale de type Campbell. Les paramètres mesurés sont la température de l’air, les températures du sol à 10 et 50 cm de profondeur, l’humidité relative de l’air, le rayonnement global, la vitesse du vent, les précipitations, la direction de vent dominant (Serpantié & Rakotondramanana, 2006).
Ces paramètres sont nécessaires pour établir un bilan climatique qui tient compte de l’Evapotranspiration Potentielle (ETP) et les précipitations (Figure 4). Cette représentation permet de mieux voir la variation de la température. Le calcul de l’ETP a été effectué à l’aide d’un programme développé par Serpantié et al. (2007).

L’agriculture

La riziculture irriguée des bas-fonds et les cultures en terrasse (rizières) sont pratiquées depuis longtemps en pays betsileo ; la technique de culture reste encore traditionnelle.
Depuis quelques années l’Ecoregional Initiative (ERI), un projet financé par l’USAID a lancé l’intensification agricole pour tenter de réduire la pression sur la forêt du couloir (Blanc- Pamard et al., 2005). Ainsi, le Système Rizicole Irrigué (SRI) et le Système Rizicole Amélioré (SRA) sont pratiqués par quelques paysans en lisière de la forêt. Les flancs des collines sont utilisés pour les cultures vivrières (manioc, patate douce, pomme de terre, taro, maïs…). C’est la culture de manioc qui domine le paysage. Les produits sont principalement destinés à l’autoconsommation.

L’élevage

L’élevage bovin et l’élevage de volaille sont importants dans la région. Les zébus sont utilisés à deux titres : (i) pour la production de fumier, (ii) pour les travaux dans les rizières tels que le piétinement et la culture attelée (Blanc-Pamard et al., 2005 ; Ranaivoson, 2006). Les zébus jouent également un rôle important dans les cérémonies familiales (circoncision, rituels) (Blanc-Pamard et al., 2005).
L’élevage de volaille est une activité de femmes (Blanc-Pamard & Ralaivita, 2004).
La rizi-pisciculture est une nouvelle technique introduite par les Organisations Non Gouvernementales (ONG) et associations oeuvrant dans le développement rural. Depuis quelques années, elle est pratiquée par quelques paysans ayant suivi une formation.

L’exploitation forestière

C’est la population en bordure de forêt naturelle qui pratique cette activité. C’est le cas du village d’Ambendrana où les gens fabriquent des manches d’outils, de pilons et de pelles en bois. Cependant cette pratique est interdite depuis la mise en place de la Communauté de Base (COBA) en janvier 2003. Blanc-Pamard & Ralaivita (2004) notent que cet artisanat était très rémunérateur et jouait un rôle très important dans l’économie des ménages.
D’autres types de métiers liés à l’artisanat comme la vannerie (fabrication de nattes, paniers…) se pratiquent dans la zone ; les espèces végétales utilisées sont Pandanus spp. (Pandanaceae), Cyperus spp. (Cyperaceae).
La forêt naturelle est également source de poissons (écrevisses, anguilles) et de produits forestiers de cueillette (miel). Ce sont les gens de la forêt qui pratiquent ces activités.

Les autres activités

La production de toaka gasy ou galeoka, un rhum local fabriqué à partir de la fermentation de la canne à sucre est une source de revenu non négligeable même si cette activité est prohibée par la loi.

CARACTERISTIQUES DES FORMATIONS VEGETALES

L’historique des formations étudiées a été établie à partir de recherches bibliographiques menées dans différents centres de documentation à Antananarivo (Fond Grandidier Tsimbazaza, Service des Eaux et Forêts, Archives nationales, IRD, Bibliothèque de l’ESSA, Bibliothèque nationale) et à Fianarantsoa (Service provincial des Eaux et Forêts, LDI, ANGAP, SAGE) et de recherches sur internet. Des enquêtes ont également été effectuées auprès de la population locale et des responsables concernés (personnel du service des Eaux et Forêts,…).

Les plantations du chantier forestier d’Androy

Les périmètres de reboisements sont inclus dans le chantier forestier d’Androy qui est délimité par la RN 45 (vers Mananjary) au Nord, la RN 7 à l’Ouest, la commune de Fianarantsoa II au Nord-Est, la ligne de chemin de fer (Fianarantsoa-Manakara) au Sud et la forêt naturelle d’Ambohipanja à l’Est (Figure 1).

Table des matières

CHAPITRE I : GENERALITES
I.1. LES PLANTATIONS FORESTIERES DANS LE MONDE
I.2. LES PLANTATIONS DE LA REGION DE FIANARANTSOA
I.3. LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DES PLANTATIONS
I.3.1. Les effets négatifs
I.3.2. Les effets positifs
I.4. LES PLANTATIONS, CATALYSEURS DE LA REGENERATION FORESTIERE
I.4.1. Effet de l’essence plantée sur la régénération des espèces autochtones
I.4.2. Différences entre la régénération dans les plantations et dans d’autres formations (herbeuses ou forestières)
I.4.3. Effet de la distance par rapport à la source principale de graines (forêt)
I.4.4. Influence de l’âge de la plantation sur la végétation
I.5. LES PERTURBATIONS, MOTEURS DE LA REGENERATION DES ESPECES AUTOCHTONES
I.6. QUELQUES NOTIONS DE BASE
I.6.1. Notion de succession
I.6.2. Perturbation
I.6.3. Indicateurs
CHAPITRE II : LA ZONE D’ETUDE
II.1. LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
II.2. MILIEU ABIOTIQUE
II.2.1. Les caractéristiques climatiques
II.2.2. Géologie et géomorphologie
II.2.3. Les sols
II.3. MILIEU BIOTIQUE
II.3.1. Situation phytogéographique
II.3.2. Flore et végétation
II.3.3. La faune
II.3.4. Le peuplement humain
II.4. LES SYSTÈMES DE PRODUCTION
II.4.1. L’agriculture
II.4.2. L’élevage
II.4.3. L’exploitation forestière
II.4.4. Les autres activités
II.5. CARACTÉRISTIQUES DES FORMATIONS VÉGÉTALES
II.5.1. Les plantations du chantier forestier d’Androy
II.5.2. Les jachères forestières
II.5.3. La forêt naturelle
II.6. GESTION DE L’ESPACE
PLANCHE PHOTOGRAPHIQUE N°1 (zone d’étude)
PLANCHE PHOTOGRAPHIQUE N°2 (zone d’étude)
CHAPITRE III : METHODES D’ETUDES
III.1. MÉTHODES D’ÉTUDE DE LA VÉGÉTATION
III.1.1. Niveaux d’étude
III.1.2. Méthodes de relevé
III.2. MESURE DE PHYTOMASSES
III.2.1 Phytomasses épigées
III.2.2. Phytomasse hypogée
III.3. TRAITEMENT DES DONNÉES
III.3.1. Analyses multivariées
III.3.2. Analyse des variances (ANOVA)
CHAPITRE IV : RESULTATS
IV.1. COURBES AIRE-ESPECES
IV.2. CARACTERISTIQUES FLORISTIQUES DES DIFFERENTES FORMATIONS VEGETALES
IV.2.1. Richesse et composition floristique
IV.2.2. Formes biologiques
IV.2.3. Dispersion des espèces
IV.2.4. Affinités floristiques.
IV.3. RESULTATS DE L’AFC
IV.3.1. Plantation de Pinus
IV.3.2. Plantation d’Acacia
IV.3.3. Jachères forestières
IV.4. DETERMINISME ECOLOGIQUE
IV.4.1. Plantation de Pinus
IV.4.2. Plantation d’Acacia
IV.4.3. Jachères forestières
IV.5. STRUCTURE DES FORMATIONS VEGETALES
IV.5.1. Plantation de Pinus
IV.5.2. Plantation d’Acacia
IV.5.3. Jachères forestières
IV.5.4. Forêt naturelle
IV.6. DYNAMIQUE DE LA VEGETATION DANS LA ZONE D’ETUDE
IV.6.1. Dynamique végétale dans la plantation de Pinus
IV.6.2. Dynamique végétale dans la plantation d’Acacia
IV.6.3. Dynamique végétale dans les jachères forestières
IV.6.4. Synthese écologique sur les successions observees
IV.7. LES CARACTERISTIQUES ECOLOGIQUES DES GROUPEMENTS VEGETAUX
IV.7.1. Diversités floristiques dans la plantation de Pinus
IV.7.2. Diversité floristique dans la plantation d’Acacia
IV.7.3. Diversité floristique dans les jachères forestières et la forêt naturelle.
IV.7.4. Phytomasses
IV.8. SYNTHESE DES RESULTATS FLORISTIQUES
CHAPITRE V. DISCUSSION ET INTERPRETATIONS
V.1. RICHESSE ET COMPOSITION FLORISTIQUES
V.1.1. Richesse floristique
V.1.2. Compositions floristiques
V.2. LES FORMES BIOLOGIQUES
V.3. LE MODE DE DISPERSION DES GRAINES
V.4. LES GRANDS TRAITS DE RECONSTITUTION DE LA VEGETATION
V.5. DETERMINISME ECOLOGIQUE
V.6. PARAMETRES FLORISTIQUES
V.6.1. Richesse spécifique
V.6.2. Indice de Shannon
V.6.3. Indice de régularité
V.6.4. Densité des ligneux
V.6.5. Surface terrière
V.7. PRODUCTIONS VEGETALES
V.7.1. Phytomasse hypogée
V.7.2. Phytomasse herbacée
V.7.3. Phytomasse ligneuse
V.7.4. Phytomasse totale
V.8. QUALITE DES INDICATEURS
V.9. REMARQUES SUR LES ESPECES AUTOCHTONES
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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