Soutenance mémoire
Mangrove et stockage de carbone dans le sol
Les mangroves jouent également un rôle important dans la réduction de l’effet de serre. En effet, cet écosystème permet de retirer le dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère grâce au processus de photosynthèse. Elles ont la capacité de fixer de plus grandes quantités de CO2 par unité de surface que le phytoplancton des océans tropicaux (Kathiresan et Bingham, 2001 in Francoeur, 2009). Cette fixation est estimée à 18,4 Tg C/an, ou à un taux de 1,39 TC/ha/an (IUCN, 2009; UNEP, 2009 in Poirier 2013). Le carbone stocké dans la biomasse sur pied est estimé à 7 990 gC/m² et le stock de carbone global des mangroves est estimé à 1,2 Pg C (IUCN, 2009). Elles emmagasinent et accumulent également une quantité élevée de carbone dans les sédiments (Poirier, 2013, Fujimoto, 2000; Jennerjahn et Ittekkot, 2002) par leurs racines (Francoeur, 2009).
Les systèmes racinaires des palétuviers ont diverses fonctions, depuis des fonctions d’ancrage jusqu’à celles de respiration et parfois de filtration. Les racines échasses des Rhizophoracées sont des racines adventives qui peuvent être produites par le tronc mais aussi par des branches et se développent à l’air libre avant de pénétrer dans le sol. Elles assurent à l’arbre une meilleure assise et sont couvertes de cellules spéciales, les lenticelles, dédiées à la respiration. Ces cellules, connectées à des tissus spongieux, aspirent l’air. Lors des phases de submersion, l’oxygène présent dans ces tissus est pompé par la plante créant une dépression qui sera à l’origine d’une nouvelle aspiration lors de la re-exposition à l’air. Des lenticelles existent sur les racines échasses de Rhizophoracées mais aussi et surtout sur les pneumatophores des Avicenniaceae. Le système racinaire de ces derniers se développe de façon radiale et dans la partie superficielle du sédiment. Associé à de fines racines qui s’enfoncent verticalement dans le substrat, il leur assure une certaine stabilité. Les pneumatophores sont des ramifications de l’appareil racinaire à géotropisme négatif qui s’élèvent du système radial et se développent à l’air libre . Pourvus de lenticelles par lesquelles ont lieu les échanges gazeux, ils ont un rôle fondamental sur un substrat asphyxiant (De Granville, 1974, Hovenden et Allaway, 1994 in Marchand 2004). Ces organes sont très sensibles à la dynamique sédimentaire, ainsi un taux d’accrétion supérieur au taux de croissance des pneumatophores peut être à l’origine du dépérissement des Avicennia (Marchand, 2004).
Leur système racinaire permet de réduire la vélocité des courants et d’augmenter la rétention des sédiments. De plus, en augmentant la rétention de sédiments et en accumulant la matière organique, les systèmes racinaires des mangroves stabilisent les sols et réduisent les risques d’érosion (Bandaranayake, 1998; NOAA, 2002; Sathirathay et Barbier, 2001 in Francoeur, 2009). Les processus de filtration permettent également d’améliorer la qualité de l’eau et de retirer du milieu ambiant, les composantes agrochimiques provenant des terres agricoles ainsi que les métaux lourds, puisque ces derniers adhèrent aux sédiments et sont accumulés dans les sols mangroviens (NOAA, 2002 in Francoeur , 2009).
Ces racines généralement, ne pénètrent pas profondément au sein du substrat anoxique. A la place, elles produisent de nombreuses racines latérales (Kathiresan et Bingham, 2001 in Francoeur, 2009). Le genre Rhizophora est un modèle quant aux adaptations morphologiques liées à l’instabilité du substrat. Ces arbres possèdent, d’une part, de nombreuses racines radiales, et d’autre part, des racines d’ancrage adventives supplémentaires, qui leur confèrent une stabilité accrue sur un substrat meuble. Ces arbres sont connus comme étant les palétuviers à racines échasses. Les genres Xylocarpus et Heritiera développent, quant à eux, des racines contrefort étayant le tronc, tandis que Ceriops et Bruguiera possèdent des racines genoux (en référence à la forme du genou humain) et les racines des Avicennia, Sonneratia et Lumnitzera présentent de plus ou moins longues ramifications droites (Leopold, 2012).
Séquence des sols de mangroves
Cette séquence est caractérisée par la formation des deux espèces dominantes.
❖ Les formations à Rhizophora sont marquées par un enracinement profond et particulièrement dense. Il est même considéré comme du sol fibreux tant les radicelles sont nombreuses et finement divisées et entrelacées, au moins dans les horizons supérieurs. Les racines profondes se conservent bien dans le milieu anaérobie et subsistent longtemps après la chute des arbres, que la surface soit alors couverte par Avicennia ou par un tanne.
❖ L’enracinement des Avicennia est nettement plus superficiel, et leur installation après Rhizophora provoque la disparition de l’horizon fibreux, mais les racines d’Avicennia, de même que leurs pneumatophores qui ne sont que des diverticules à géotropisme négatif, disparaissent dans la tanne.
Si dans les deux principaux types de mangrove, la couleur des horizons reste uniforme, dans ses taches comme dans sa matrice, une importante modification se produit dans les tannes, en particulier dans l’horizon de 20 à 50 cm, où apparaissent des teintes plus claires et plus vives, en marbrures plus prononcées et dont les limites tranchées sont souvent le lieu de ségrégation et de précipitations spécifiques, en particulier de sels et d’oxydes de fer. Les battements de la nappe en sont la cause (Vieilfon, 1967).
Géologie et géomorphologie des mangroves
Les mangroves ont colonisé les alluvions fluviatiles qui se déposent aux embouchures des nombreuses rivières qui se jettent dans le canal du Mozambique. Les courants côtiers ont charrié les sédiments tout le long de la côte et dans beaucoup d’endroits, les mangroves sont presque continues, mais elles sont parfois interrompues par les bancs de sable qui entourent les lagons à mangroves comme à Belo-sur-Mer.
La sédimentation estuarienne est un phénomène classique dans les régions tropicales. Mais la deforestation des hautes terres accroît l’érosion de façon dramatique et cela a des conséquences importantes pour les mangroves. L’érosion enrichit la composante sableuse des sédiments estuariens et diminue en même temps la fraction colloïdale. Cette modification de la composition granulaire détériore localement la structure du sol des mangroves en le rendant beaucoup plus susceptible de s’éroder et en empêchant les arbres d’étaler leurs racines. La diminution de la fraction argileuse modifie aussi la capacité d’échange du sol et cela a des effets nuisibles sur la croissance des arbres des mangroves (CE, 1992).
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Table des matières
I. Introduction
II. Méthodologies de travail
2.1. Synthèse bibliographique
2.1.1. Espèces de mangroves à Madagascar
2.1.2. Groupement des mangroves
2.1.3. Condition d’installation des mangroves
2.1.4. Mangrove et stockage de carbone dans le sol
2.2. Problématique et hypothèses
2.2.1. Problématique
2.2.2. Hypothèses
2.3. Zone d’étude
2.3.1. Situation géographique
2.3.2. Milieu physique
2.3.3. Milieu biologique
2.4. Approche méthodologiques
2.4.1. Collecte des données sur terrain
2.4.2. Travaux de laboratoire et calcul du stock de carbone organique
2.4.3. Matériels d’analyse au laboratoire sol
2.4.4. Analyse et traitements statistiques
2.5. Cadre opératoire
2.6. Résumé méthodologique
2.7. Difficultés et limites méthodologiques
III. Résultats
3.1. Densité apparente
3.1.1. Densité apparente et profondeur
3.1.2. Densité apparente et couverture
3.1.3. Densité apparente et dominance des espèces
3.1.4. Relation entre Da et % CO LOI
3.2. Teneur en carbone organique du sol
3.2.1. Précision du LOI
3.2.2. Teneur en carbone des deux méthodes
3.2.3. Teneur en carbone et couverture
3.2.4. Teneur en carbone et profondeur
3.2.5. Facteurs de variations
3.3. Stock de carbone organique du sol
3.3.1. Précision du LOI
3.3.2. Stock de carbone selon la méthode
3.3.3. Stock de carbone organique du sol et profondeur
3.3.4. Stock de carbone organique et dominance des espèces
3.3.5. Stock de carbone organique et géomorphologie
3.3.6. Stock de carbone organique et couverture
3.3.7. Facteurs de variations du stock de carbone organique
IV. Discussions et recommandations
4.1 Discussions
4.1.1 Discussions au niveau de l’approche méthodologique
4.1.1.1 Sur les méthodes
4.1.1.2 Atouts et limites de la méthode
4.2. Discussion sur les résultats
4.2.1. Sur la densité apparente
4.2.2. Sur la teneur en carbone organique (CO%)
4.2.3. Sur le stock de carbone organique
4.3. Vérification des hypothèses
4.3.1. Hypothèse 1 : La méthode de Walkley-Black et du LOI ne diverge point
4.3.2. Hypothèse 2 : La composition floristique influe sur le stockage de carbone sous mangrove
4.3.3. Hypothèse 3 : La géomorphologie est le facteur le plus déterminant du stock de carbone
4.4. Recommandations
Conclusion
Références Bibliographiques
Références bibliographiques
Sources webiographiques
Annexes
