Université des Sciences et Techniques de Masuku

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1 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

2 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.

3 LISTE DES ABREVIATIONS ACP: ANPN: CCNUCC: CENAREST: CFAD: CIFOR: DBH: FAO: GES: GIEC: GPS: IFN: IRET: MDP : Ppm: Afrique Caraïbe et Pacifique Agence Nationale des Parcs Nationaux Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques Centre National Recherche Scientifique et Technologique Concession Forestière sous Aménagement Durable Centre de Recherche Forestière Internationale Diameter of tree at Breast Height Organisation des Nations Unies pour l Agriculture et l Alimentation Gaz à Effet de Serre Groupe Intergouvernemental d expert sur l Evolution du Climat Global Position System Inventaire Forestier National Institut de Recherche en Ecologie Tropicale Mécanismes de Développement Propre Parties par million REDD : Réduction des Emissions résultant de la Déforestation et de la Dégradation des forêts SOPFEU: UE: USTM: Société de Protection des Forêts contre le Feu Union Européenne Université des Sciences et Techniques de Masuku ii.

4 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.

5 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.

6 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 : kg/ha) que celui des forêts primaires (valeur moyenne : 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.

7 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: kg/ha) that that of the primary forests (average value: 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.

8 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 (C0 2 ), 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 C0 2 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

9 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. iii. estimer l influence de la végétation aérienne sur la biomasse du sous-bois dans les deux types forestiers (forêt primaire et forêt secondaire) ; tester l hypothèse d une corrélation linéaire entre biomasse de sous-bois et biomasse de la végétation de surface dans une forêt primaire. 2

10 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 Guinéo- Congolaise (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

11 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 ( 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 ( ha) et affectée des numéros 1 et 2 (carrés sombre sur la figure 2) afin d inventorier toute la végétation du sous-bois. 4

12 200 m C'2 C'1 D'2 D' C'4 C'3 D'4 D' C2 C1 D2 D C4 C3 D4 D B'2 B'1 A'2 A' B'4 B'3 A'4 A' B2 B1 A2 A B4 B3 A4 A m 100 m Fig. 2 : Dispositif d échantillonnage (A 1, A 2.D 4 = 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

13 Fig. 3a : compartiment chlorophyllien Fig. 3b : compartiment non 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

14 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

15 II. Résultats a. Caractéristique de la végétation du sous-bois dans les forêts dégradées et nondégradées (a) (b) 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 m 2 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

16 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 vrac Biomasse arbustes Ecart (biomasse d ouverture (kg/ha) (kg/ha) vrac - biomasse arbustes) kg/ha I II III IV V

17 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 kg/ha dans les jeunes forêts secondaires à 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

18 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

19 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 kg/ha pour atteindre 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 kg/ha lorsque la surface terrière du voisinage passe de 1 à plus de 5 m 2 /ha. Donc dans les forêts primaires, la biomasse sèche de la végétation du sous-bois augmente lorsque la végétation aérienne augmente. 12

20 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

21 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

22 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 CO 2 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

23 Références bibliographique Brunig, 1973 : Foresty on tropical podzols and related soil trop. Ecol.,vol 10, n p CABALLE G., 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 p. Observatoire Mondial des Forêts du Gabon, 2000 : Premier regard sur l exploitation forestiere au Gabon, pages 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

24 ANNEXE 1 : Fiche de terrain Numéro du carré : Vrac ( < 1 cm) Compartiment Poids frais total (kg) Poids frais échantillon (g) Poids sec échantillon (g) avec chlorophylle sans chlorophylle Individus (1 cm 5 cm) Numéro/Diamètre Compartiment Poids frais total (kg) 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 sans chlorophylle avec chlorophylle Poids frais échantillon (g) Poids sec échantillon (g) 17

25 ANNEXE 2 : Vue partielle de la Station de Recherche d Ipassa (Makokou) ANNEXE 3 : Forêt jouxtant la Station de Recherche d Ipassa 18

26 ANNEXE 4 : Formation sur les fondamentaux du logiciel «R» par Nicolas PICARD ANNEXE 5 : formation sur le LAI par Marc A DUBOIS 19