Paramètres physico-chimiques du sol et stock de COS


Chap. IV. Discussion des résultats

IV.1 Variation des stocks de carbone du sol

Les résultats obtenus révèlent bien une variation de stock de carbone de sol par rapport aux types d’utilisation des terres. Les sols des forêts en transition secondaires- primaire, des forêts secondaires et des jachères sont ceux qui stockent plus de carbones que ceux d’autres types d’utilisation.

Les quantités obtenues en forêts (Annexe 2) sont proches des résultats de Ferry et al. (2014) qui estiment que les forêts tropicales humides stockent 27,9KgC/m2 dans les 100cm avec près de la moitié dans les 40 premiers cm soit, 13,9KgC/m2. Comme l’affirme Razafimahatratra et al. (2008), ces résultats montrent que la présence des forêts originelles ne se témoigne pas toujours d’un stock de carbone exceptionnellement élevé dans leurs sols.

En effet, sans tenir compte du CO stocké dans la litière, les sols des forêts naturelles ont des stocks de COS similaires voir légèrement inférieur aux jachères de longue durée (plus de 12 ans). Les faibles stocks de C dans les plantations et dans les champs cultivés s’expliquent par le fait que dans le premier cas la conversion d’une forêt naturelle en une plantation s’accompagne de l’exportation d’une grande partie de la matière organique contenue dans la végétation forestière originelle et s’accompagne d’une phase de préparation du terrain pendant laquelle le labour favorise des pertes de C (Marco et al., 2010) par l’augmentation de la minéralisation de la MO (Saber & Mrabet, 2002) et dans le second cas, les pratiques agricoles comme le déboisement, les retournements et le travail du sol fréquent, etc. provoquent une diminution du stock de carbone dans les sols (Swiderski et al., 2012).

Cependant, ces résultats différent de ceux trouvés par Razakamanarivo et al.,(2010) au Madagascar qui montrent que les stocks de carbones sont supérieurs dans les plantations d’Eucalyptus que dans les champs cultivés. Ceci pourrait être dus aux pratiques culturales utilisées par les paysans, mais aussi, les plantations d’Eucalyptus considérer pour cette étude étaient encore relativement jeunes or, les racines de l’arbre des jeunes Eucalyptus spp. sont trop exigeantes en éléments minéraux et en contenu de l’eau du sol par rapport aux vieux (Sun et al., 2017).

Comparativement à d’autres recherches, les pertes de carbones par la mise en culture d’un sol forestiers sont de 37.6 tC/ha dans les 25 premiers cm du sol 10 ans après défrichement (Mulindabigui, 2005). Une recherche faite au Mozambique montre que sur les 58tC/ha contenu dans les sols forestiers, environs 13tC/ha sont perdus lorsque les formations boisées sont converties en terres agricoles, soit plus de 20% du stock initial (Munishi, 2014).

Les résultats obtenus par cette recherche se rapprochent de ces derniers. Ils montrent qu’il y a une perte d’environ 25,4tC/ha, soit 24,9% de la moyenne en forêt (102 tC/ha) dans les 30 premiers centimètres du sol après près de 10 ans de mise en culture (Annexe 2).

Globalement, les résultats de ce travail montrent des valeurs supérieures à la moyenne des stocks de carbone des zones tropicales seches et humides (5,2 à 5,4 kg/m2 dans les 30 premiers centimètres) (Robert, 2002).

IV.2 Variation des paramètres physico-chimiques du sol et stock de COS

Les paramètres physico-chimiques des sols varient globalement en fonction des types d’utilisation des terres. Ces différences sont d’autant plus marquées que les milieux sont plus anthropisés.

On remarque en effet que les forêts naturelles (plus particulièrement les forêts en transition secondaire-primaire) sont toujours proches des jachères et différent de ceux des autres types, tant pour le COS que pour les autres paramètres.

Les sols argileux ont un stock de carbone plus ou moins élevée par rapport aux autres. Ce qui est normale étant donné que l’une des caractéristiques principales qui influencent le contenu en matière organique et par conséquent le CO du sol est sa texture (Alex & Rollin, 2017).

En effet, les sols argileux stockent plus de carbone que les sols sableux (Blanchart & Bernoux, 2005) avec une quantité moyenne dans les sols limoneux (Wopereis, 2008). Ceci est lié au fait que le carbone stable (acides humiques) caractérisé par un temps de résidence très long (quelques siècles à des milliers d’années) dans le sol est souvent lié aux particules d’argile (Chabbi & Lemaire, 2007).

Les sols des forêts en transition ont une faible activité biologique (C/N supérieur à 12) et par conséquent une vitesse lente de décomposition de la MO tandis que pour les champs, cette vitesse est plus élevée avec des valeurs normales dans les autres types d’utilisation des terres (C/N entre 8 et 12).

En plus du travail de sol et des autres activités culturales, plusieurs autres facteurs expliqueraient ces variations des rapports C/N tels que la taille des particules et le pH. Ce rapport est d’autant plus élevé que la texture est fine et que le sol est acide (Nacro, 1997 ; Pallo et al., 2009 et Decoopman et al., 2013).

L’humidité du sol est plus ou moins élevée en forêt naturelle et dans les jachères. Ceci serait influencé par le couvert végétal ; les plantations et les champs cultivés étant beaucoup plus exposés au rayonnement solaire. La texture de ces sols influencerait aussi son humidité. En effet, un sol sableux laisse passer l’eau facilement tandis qu’un sol argileux retient l’eau (Coudurier & Bourgogne, 2012)

Quant au pH, il est plus acide dans les sols forestiers. La croissance des arbres implique en effet les prélèvements des ions dans les sols en libérant d’autres avec des charges électriques identiques de façon à conserver leur équilibré électrique. Etant donné qu’ils ont besoin de beaucoup de cation que d’anion, leurs croissances en libèrent donc beaucoup dans le sol (souvent les H+), ce qui le rend plus acide (Ranger, 2018).

La texture de ces sols forestiers justifiera aussi leurs pH. En effet, les sols argileux ont un pH plus acide que les sols sableux (Carrier, 2003). Cependant, les sols des forêts secondaires sont légèrement acides voir proches de la neutralité (Annexe 2). Cela pourrait être dû fait qu’ils sont issus des cendrées volcaniques du Mont KAHUZI. Dans les jachères, les sols présentent des pH similaires à ceux des forêts en transition.

Ceci confirment les résultats de Patry (2008) qui démontrent que les sols des jachères ont un pH identique à celui des forêts primaires amazoniennes et varie entre 4,4 et 5,1. Les pratiques culturales associées à la carbonisation des bois qui était faite sur les terrains abritant les champs cultivés avant leurs mises en culture seraient à la base de l’amélioration de leurs pH. En effet, le défrichement par brulis apporte des grandes quantités de cendre au sol qui peuvent augmenter le pH initial de deux unités (4,5 à 6,5) (Dabin, 1985).

Conclusion et recommandations

Ce travail à porter sur l’étude de la variation du stock de carbone dans le sol forestier suivant le type d’utilisation des terres en haute altitude du PNKB au Sud-Kivu, en République Démocratique du Congo.

Les objectifs étaient de mesurer la variation des stocks de carbone ainsi que certains paramètres physico chimiques des sols sous différents types d’utilisation de terre et d’identifier la relation qui existerait entre ces paramètres physico-chimiques et le COS pour les différents types d’utilisation des terres à Tshivanga.

Pour y arriver, les analyses de laboratoire de quelques paramètres physico-chimiques ont étaient faites sur les échantillons de sols qui ont étaient prélevés dans 15 parcelles temporaires de 0,5ha chacune, reparties dans quatre types d’utilisations des terres identifiées dans le secteur de Tshivanga.

Les conclusions les plus importantes de cette recherche sont les suivantes :

* A ce moment, l’utilisation des terres n’affecte pas grandement le COS malgré les valeurs plus élevés enregistrées dans les milieux naturels (forêts en transition secondaire-primaire et forêts secondaires et jachères) que dans les milieux anthropisés (plantations forestières et champs cultivés). Cependant l’évolution des stocks de COS est plus ou moins décroissante au fur et à mesure de l’utilisation des terres.

* Les paramètres physico-chimiques des sols mesurés varient significativement suivant les types d’utilisation des terres à l’exception du taux de minéralisation de la MO.

* De tous les paramètres physico-chimiques de sol mesurés, seuls la teneur en humidité et le taux de minéralisation de la matière organique présentent une corrélation linéaire forte et positive avec le stock de carbone du sol.

En vertu de ce qui précède nous recommandons :

* Aux chercheurs d’approfondir cette rechercher en étudiant la dynamique du stock de carbone de sol dans le temps suivant ces types d’utilisation des terres ;

* Aux gestionnaires du PNKB de renforcer la rigueur dans la sécurisation des limites du parc étant donné la vulnérabilité du COS liée à la perturbation des écosystèmes et de mettre en valeur cette potentialité dont dispose le parc en plus de la valeur de conservation qu’est le Gorille de plaine de l’Est ;

* Aux agriculteurs et paysans riverain du PNKB de recourir aux techniques d’amélioration et de conservation des sols plutôt qu’au défrichement pour accroitre et/ou sécuriser la fertilité de leurs champs et par conséquent leurs productions agricoles.

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ANNEXES DU TRAVAIL

ANNEXE I. CARACTERISATION PHYSIQUE DU MILIEU D’ETUDE

Type

d’utilisation

Numéro

Parcelle

Localisation Coordonnées géographique Pente

(°)

Pénetration du sous-bois Ouverture de

la canopée

Epaisseur de

la litière

Latitude Longitude Altitude
Forêt en transition primaire secondaire 1 colline

Mwandagalo

02°19’50,2″ 028°44’54,4″ 2123m 37 Difficile 30% 10cm
2 Colline

Chamukenge

02°19’54,6″ 028°44’47,3″ 2140m 35 Difficile 40% 15cm
3 colline

Mwandagalo

02°19’49,5″ 028°44’47,5″ 2173m 35 Difficile à certains endroit 40% 12cm
Forêt secondaire 1 Coline Mbuli 02°18’59,9″ 028°45’20,6″ 2151m 3 Facile 50% 10cm
2 Coline Mbuli 02°19’06,0″ 028°45’20,8″ 2113m 7 Difficile à certains endroit 60% 12cm
3 Coline Mbuli 02°19’10,2″ 028°45’20,3″ 2117m 3 Difficile à certains endroit 50% 8cm
Jachères 1 Nyakaziba 02°19’46,8″ 028°45’20,1″ 2041m 35 Très difficile 30cm
2 Nyakaziba 02°19’47,9″ 028°45’24,1″ 2034m 35 Très difficile 30cm
3 Kamanu 2 02°19’39,7″ 028°45’17,8″ 2077m 10 Très difficile 20cm
Plantation forestières 1 Plantation

Mbayu

02°18’37,1″ 028°45’47,1″ 2052m 25 Facile 50% ±5cm
2 Plantation

Mbayu

02°18’33,1″ 028°45’52,1″ 2035m 28 Facile 60% ±5cm
3 Plantation

Mbayu

02°18’46,9″ 028°45’46,3″ 2018m 30 Facile 70% ±5cm
Champs cultivés 1 Kamanu 1 02°19’28,7″ 028°45’18,3″ 2108 17 0cm
2 Kamanu1 02°19’20,8″ 028°45’20,0″ 2082 5 0cm
3 Kamanu 1 02°19’27,1″ 028°45’16,1″ 2090 7 0cm

ANNEXE 2. VALEURS DES DIFFERENTS PARAMETRES

Types

d’utilisation

Parcelle Eléments grossiers

(%)

Densité apparente moyenne

(g/cm3)

Humidité pH Azote total du

sol

C/N Carbone organique

(g/kg)

SCOS

(kgC/m2)

SCOS

(tC/ha)

Forêt en transition primaire secondaire 1 13,49 0,730 60,11 4,68 3,456 16,72 57,816 10,965 109,65
2 1,94 0,802 56,23 4,77 4,217 10,32 43,560 10,281 102,81
3 0,98 0,628 60,47 3,93 3,891 10,93 42,977 8,628 86,28
Moyenne 5,47 0,738 58,94 4,46 3,8 12,6 47,977 9,958 99,58
Forêt secondaire 1 4,23 0,721 63,96 6,11 5,389 11,24 60,61 12,559 125,59
2 1,15 0,732 60,08 6,37 6,411 7,53 48,285 10,486 104,86
3 1,94 0,727 59,34 5,3 6,73 6,00 40,763 8,642 86,42
Moyenne 2,44 0,727 61,12 5,97 6,1 8,3 49,763 10,563 105,63
Jachères 1 1,37 0,711 59,04 4,45 4,969 10,03 49,871 10,499 104,99
2 1,05 0,777 56,57 4,3 4,571 9,52 43,560 10,052 100,52
3 2,71 0,637 63,47 4,56 3,961 13,99 55,440 10,308 103,08
Moyenne 1,71 0,708 59,69 4,43 4,5 11,2 49,624 10,286 102,86
Plantation forestières 1 7,07 0,854 55,32 5,69 3,478 6,64 23,107 5,486 54,86
2 0,93 0,711 59,06 4,77 4,477 8,74 39,129 8,271 82,71
3 1,42 0,945 53,46 5,3 2,95 10,47 30,888 8,634 86,34
Moyenne 3,14 0,836 55,95 5,28 3,6 8,6 31,042 7,463 74,63
Champs cultivés 1 2,55 0,944 52,65 6,31 3,14 9,90 31,099 8,587 85,87
2 11,21 0,907 53,63 6,37 4,622 5,65 26,136 6,315 63,15
3 3,93 0,950 53,67 6,77 4,911 6,12 30,096 8,242 82,42
Moyenne 5,90 0,934 53,32 6,43 4,2 7,2 42,155 7,715 77,15

ANNEXE 3. Tableaux ANOVA 1

ANNEXE 3.1. ANOVA 1 pour les stocks de carbone du sol

Source de variation dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 2646.5 661.6 3.373 0.0541 (LNS)
Erreur résiduelle 10 1962 196.2
TOT 14

LNS : Différence légèrement non significative ANNEXE 3.2. ANOVA 1 pour l’humidité des sols

Source de variation dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 108,31 29.578 4.57 0.0234 * (S)
Erreur résiduelle 10 64.72 6.472
TOT 14

S : Différence significative

ANNEXE 3.3. ANOVA 1 pour les pH des sols

Source de

variation

dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 9.736 2.4340 14.9 0.000324 ***(THS)
Erreur résiduelle 10 1.634 0.1634
TOT 14

HS : Différence très hautement significative ANNEXE 3.4. ANOVA 1 pour les teneurs en argile

Source de variation dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 2822.5 705.6 2.893 0.0788 (LNS)
Erreur résiduelle 10 2439 243.9
TOT 14

LNS : Différence légèrement non significative ANNEXE 3.5. ANOVA 1 pour les teneurs en limon

Source de variation dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 1959.9 490.0 1.583 0.253 (NS)
Erreur résiduelle 10 3096 309.6
TOT 14

NS : Différence non significative

ANNEXE 3.6. ANOVA 1 pour les teneurs en sable

Source de

variation

dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 564.4 141.09 4.448 0.0253 *(S)
Erreur résiduelle 10 317.2 31.72
TOT 14

S : Différence significative

ANNEXE 3.7. ANOVA 1 pour les teneurs en azote total des sols

Source de

variation

dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’ut 4 12.149 3.0371 6.332 0.00833 ** (HS)
Erreur résiduelle 10 4.797 0.4797
TOT 14

HS : Différence hautement significative ANNEXE 3.8. ANOVA 1 pour les rapports C/N

Source de

variation

dl SCE CM F Pr(>F) Signification
Type d’utilisation 4 60.89 15.222 2.185 0.144 (NS)
Erreur résiduelle 10 69.67 6.967
TOT 14

NS : Différence non significative Légende générale :

dl : dégré de liberté ; SCE : somme des carrés des écarts ; CM : carrés moyens, F : valeur du test ; Pr(>F) : probabilité globale associée au test d’anova

ANNEXE 4. CORRELATIONS ENTRE STOCKS DE CARBONE ET LES AUTRES PARAMETRES

ANNEXE 4.1. Corrélation entre stocks de carbone et pH

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 104.000 30.413 3.420
Pente (x) -2.346 5.775 -0.406 0.69116 (NS)
Corrélation (r) -0.111966
Coefficient de détermination (Cd) 0.01254

(NS) : Corrélation non significative

ANNEXE 4.2. Corrélation entre stocks de carbone et Humidité

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) -89.865 57.292 -1.569
Pente (x) 3.161 0.995 3.177 0.00728 ** (HS)
Corrélation (r) 0.6611383
Coefficient de détermination (Cd) 0.4371

(HS) : Corrélation hautement significative

ANNEXE 4.3. Corrélation entre stocks de carbone et teneur en argile

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 85.9033 10.8527 7.915
Pente (x) 0.1549 0.2561 0.605 0.556 (NS)
Corrélation (r) 0.1654765
Coefficient de détermination (Cd) 0.02738

(NS) : Corrélation non significative

ANNEXE 4.4. Corrélation entre stocks de carbone et teneur en limon

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 99.7814 11.2186 8.894
Pente (x) -0.2016 0.2569 -0.785 0.447 (NS)
Corrélation (r) -0.2126168
Coefficient de détermination (Cd) 0.04521

(NS) : Corrélation non significative

ANNEXE 4.5. Corrélation entre stocks de carbone et teneur en sable

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 86.3237 12.8657 6.710
Pente (x) 0.2934 0.6395 0.459 0.654 (NS)
Corrélation (r) 0.1262265
Coefficient de détermination (Cd) 0.01593

(NS) : Corrélation non significative

ANNEXE 4.6. Corrélation entre stocks de carbone et teneur en azote total

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 81.714 18.874 4.329
Pente (x) 2.328 4.213 0.552 0.590022 (NS)
Corrélation (r) 0.151451
Coefficient de détermination (Cd) 0.02294

(NS) : Corrélation non significative

ANNEXE 4.7. Corrélation entre stocks de carbone et le rapport C/N

Estimate

Std

Error t value Pr(>|t|) Signification
Ordonnée à l’origine (y0) 58.409 11.891 4.912 0.000284
Pente (x) 3.552 1.201 2.958 0.011095 *(S)
Corrélation (r) 0.6342944
Coefficient de détermination (Cd) 0.4023

(S) : Corrélation significative

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