Découvrez les méthodes d’inventaire floristique et d’évaluation des stocks de carbone dans les manguiers et savanes, incluant les techniques d’échantillonnage et d’analyse des données.
CHAPITRE II. MATERIELS ET METHODE
Présentation de la zone d’étude
Localisation géographique et administrative
Méthodes
Les inventaires concernent la flore et la biomasse dans les manguiers de 0-10 ans, 10-20 ans et de plus de 20 ans. Un inventaire a été réalisé dans une parcelle témoin (savane) pour comparer les résultats obtenus dans les parcelles d’âges différents.
Inventaire floristique
Dispositif d’échantillonnage
Des transects de 100 m de longueur sur 20 m de largeur ont été installés dans chaque site et chaque transect est espacé l’un de l’autre d’une distance de 10 m. Au total, 5 transects ont été installés, soit une superficie d’échantillonnage totale de 1 ha par site. Les bandes d’échantillonnage ont été établies à l’aide de la boussole, du décamètre, du GPS et des ficelles. Aux extrémités de chaque bande, les jalons ont été plantés à équidistance de 20 m (Fig. 4). Le long du transect, tous les ligneux ont été inventoriés (Fig. 5).
Légende :
les jalons; = sens d’échantillonnage dans les bandes de 20×20 m²
Figure 4: Plan du dispositif illustrant une unité d’échantillonnage.
Dénombrement
Tous les ligneux ont été systématiquement dénombrés et mesurés. Les données dendrométriques ont porté sur la seule mesure du DBH (Diameter of Breast Hearth). Ainsi, les circonférences des ligneux ont été mesurées à l’aide d’un mètre ruban à 1,30 m du sol (Fig. 5). Les valeurs des circonférences ont été ensuite converties en diamètre (DBH) selon la formule: C = πD, avec C = circonférence, D = diamètre, et π = 3,14.
Figure 5 : Collectes de données; A: mesure du dbh d’un arbre; B: relevées des données.
Evaluation des stocks de carbone
Les données issues de l’inventaire floristique ont été utilisées pour évaluer les stocks de carbone. Ainsi, il existe 2 sortes d’estimation de biomasse ou de quantité de carbone:
- la première utilise des estimations dérivées d’échantillonnages destructifs;
- la deuxième est fondée sur les bases de données concernant les volumes des bois (Brown et al., 1997 ; Chambres et al., 2001 ; Chave et al., 2005) ; ces modèles ont été déjà utilisés au Cameroun avec succès (Zapfack et al., 2013 ; Noiha et al., 2015 ; Noiha et al., 2017).
Dans cette étude, la seconde méthode a été choisie, car moins lourde à mettre en œuvre et moins coûteuse. En outre c’est elle qui a été recommandée par (Rongead, 2006 in Thiombiano, 2010). Cette dernière méthode utilise la statistique qui prend en compte les diamètres à hauteur de poitrine (DBH).
Carbone épigé
Compte tenu du DBH important, l’équation allométrique développée par (Chambres et al., 2001) pour les climats tropicaux humide a été utilisée pour calculer la biomasse de chaque individu et déduire le carbone des ligneux du système étudié.
AGB = e (-0,37+0,33*ln(DBH) + 0,933*ln(DBH) ²- 0,122*ln(DBH) ³)
AGB: biomasse épigée en kilogramme (kg), DBH: diamètres à hauteur de poitrine en centimètre (cm).
Carbone hypogé
Le carbone de la biomasse aérienne des ligneux ainsi calculé sert à déduire le carbone hypogé selon l’équation allométrique développée par Cains et al. (1997) cité par Noiha et al. (2017).
BGB = e (-1,0587+0, 8836*ln (AGB))
Carbone totale des ligneux sur pied
La biomasse totale (kg) des ligneux sur pied est estimée de la manière suivante: TB = AGB + BGB; puis convertir en t C/ha (FAO, 1997)
Estimation du service écologique
Le service écologique est estimé par le ratio 44/12 correspondant au rapport CO2/C représentant le poids moléculaire qui a été utilisé pour convertir les stocks de carbone en quantité de CO2 séquestrée par la forêt. Puis cette quantité de CO2 est par la suite évaluée en valeur monétaire utilisant la valeur du service écologique estimée à 10 USD/t CO2 (Ecosystems Marketplace, 2016). Néanmoins, une enquête sur le marché volontaire menée récemment par Ecosystems Marketplace fait ressortir que, par tonne de CO2 le prix de transaction est le suivant: Plantation de Boisement et Reboisement (B/R): 10 dollars USA la tonne. 1dollars USA= 600,70 FCFA (CoinMill.Com-le convertisseur de devise; valeur du 04/05/2017).
Analyses des données
Composition floristique
Richesse spécifique et abondance
La richesse spécifique (S), représente le nombre total des espèces de la communauté étudiée.
L’abondance absolue représente le nombre total d’individus d’une espèce; tandis que l’abondance relative est le rapport entre l’abondance absolue et le nombre total d’individus dans l’ensemble.
Diversité floristique
La diversité indique la façon dont les individus sont répartis entre les différentes espèces représentées à l’intérieur d’une communauté. Elle est un paramètre de dispersion dont les mesures s’obtiennent entre autre par l’indice de Shannon, l’indice de diversité de Simpson, l’indice de similitude de Sorensen et l’Equitabilité de Piélou.
L’indice de diversité de Shannon (ISH) (Frontier et Pichod-viale, 1992 cité par Noiha et al., 2017): ISH= -∑ (ni/N) Log2 (ni/N), avec ni= effectif de l’espèce i, N= effectif de toutes les espèces; ISH s’exprime en bit. Indépendant de la taille de la population étudiée, l’indice de Shannon (ISH) est le plus utilisé dans les études comparatives des peuplements. Cet indice accorde une grande importance aux espèces rares.
L’Equitabilité de Piélou (EQ) (1966) cité par Noiha et al., 2017. EQ = ISH/Log2N. Elle correspond au rapport entre la diversité observée et la diversité maximale possible du nombre d’espèces (N). L’Equitabilité de Piélou varie de 0 à 1. Elle tend vers 0 quand la quasi-totalité des effectifs est concentrée sur une seule espèce. Elle est de 1 lorsque toutes les espèces ont la même abondance. Une Equitabilité faible représente une grande importance de quelques espèces dominantes (Dajoz, 1982 cité par Noiha et al., 2017).
Coefficient de similitude de Sorensen (1948) cité par Noiha et al., 2017
Le coefficient de similitude de Sorensen est: K= (2c/a+b) x 100, avec a = nombre d’espèces du relevé 1, b = nombre d’espèces du relevé 2, c = nombre d’espèces communes aux deux relevés. Cet indice permet d’évaluer l’affinité floristique entre 2 relevés. Si K > 50 %, alors les deux relevés appartiennent à la même communauté végétale.
Indice de Valeur d’Importance (IVI).
L’analyse des données structurales combinées aux données floristiques permet de calculer l’indice de valeur d’importance (IVI). L’IVI caractérise la place qu’occupe chaque espèce par rapport à l’ensemble des espèces dans les écosystèmes forestiers. Cet indice est utilisé pour évaluer la prépondérance spécifique en forêts tropicales selon la formule de Curtis et Macintosh (1950): IVI =Dominance relative + Densité relative + Fréquence relative Où:
- la dominance relative d’une espèce est le quotient de son aire basale avec l’aire basale totale de toutes les espèces;
- la densité relative d’une espèce est le rapport de sa densité absolue (c’est-à-dire le nombre d’individus par unité de surface) au total des densités absolues de toutes les espèces;
- la fréquence relative d’une espèce est le rapport de sa fréquence spécifique par le total des fréquences spécifiques de toutes les espèces multiplié par cent.
Densité et surface terrière
La densité d’une espèce est obtenue en divisant le nombre total des individus appartenant à cette espèce par la surface de la zone échantillonnée. Il s’agit du nombre d’individus à l’hectare. Nous avons appliqué les formules ci-dessous : D= n/S
D: densité (en arbres/ha), n: nombre d’arbres présents sur la surface considérée et S: surface considérée (ha)
La surface terrière est la surface de la section transversale d’un tronc d’arbre. Elle est utilisée pour déterminer l’importance relative d’une espèce et s’exprime par la formule: S = π (Di²/4). Elle permet de mieux visualiser un écosystème forestier puisqu’elle met en évidence les espèces et familles qui occupent le plus de place.
La surface terrière du peuplement est: 𝑛
d2 𝜋 = 1
𝑛 C2
𝑖=1 i 4
∑
4𝜋 𝑖=1
Avec S: surface terrière (m²/ha), d: diamètre (m), C: circonférence (m).
Distribution des espèces par classes de diamètre
Les circonférences des arbres étant mesurées, les DBH obtenus sont répartis en classe de diamètre. Ces classes de diamètres permettent d’apprécier le comportement de la végétation en général, et des différentes espèces dominantes. Cette partie concerne tous les ligneux d’une circonférence ≥1,5 cm (DBH ≥ 0,5 cm). Les classes aident à évaluer la dynamique des formations étudiées. Une distribution selon une exponentielle décroissance sera un signe de vigueur écologique.
Analyse de variance
Un test ANOVA one-way est fait via les logiciels XLSTAT (2017) et STATGRAPHICS plus 5.0 (2017) pour comparer les données quantitatives obtenues dans les différentes parcelles étudiées.