structure spatiale et dispersion des communautés d`arbres en forêt

STRUCTURE SPATIALE ET DISPERSION DES
COMMUNAUTÉS D’ARBRES EN FORÊT TROPICALE
HUMIDE DU GABON : RÔLE DES FACTEURS
ÉDAPHIQUES ET DU GRADIENT DE CHABLIS
Thèse
Jean-Paul OBAME ENGONE
Doctorat en sciences forestières
Philosophiae doctor (Ph.D.)
Québec, Canada
© Jean-Paul OBAME ENGONE, 2015

iii
Résumé
La découverte des facteurs qui contrôlent la structure spatiale des communautés d’arbres peut
permettre d’expliquer la coexistence de nombreuses espèces en forêt tropicale. Notre thèse vise à
déterminer la structure spatiale des arbres et à identifier certains facteurs à l’origine de ces structures
en forêt tropicale d’Ipassa au Gabon. Nous avons étudié dans des dispositifs différents, la structure
spatiale des communautés d’arbres et leur dispersion, l’influence des phases de développement de
la forêt, des facteurs édaphiques et topographiques sur la répartition spatiale des arbres. L’effet des
chablis sur la régénération a aussi été évalué. Dans le chapitre 1, l’étude de la structure spatiale et
de la dispersion des espèces a été réalisée dans 3 parcelles d’un hectare choisies au hasard. Le test
de Freeman-Tuckey démontre une différence significative dans la répartition des phases de
développement. Les calculs de l’indice INDVAL ont identifié 30 espèces indicatrices de ces phases
de développement. L’analyse de la structure spatiale au moyen du corrélogramme de Mantel révèle
l’existence de corrélations spatiales significatives dans les données. Les calculs de l’indice de
Morisita montrent que 88 espèces (48%) présentent une hyperdispersion alors que 75 espèces
(41%) ont une structure spatiale agrégée. La répartition spatiale des arbres ne relève pas du hasard
dans cette forêt. Dans le chapitre 2, l’analyse des correspondances multiples démontre que 30
espèces sont associées aux facteurs édaphiques et topographiques le long d’un transect de 5 km.
L’étude du régime de perturbations sur 38 ha, au chapitre 3, établit que la forêt d’Ipassa est affectée
par un gradient de chablis partiels, de chablis élémentaires, de chablis multiples et complexes. Le
taux de renouvellement de la forêt avoisine 73 ans. L’analyse des correspondances multiples montre
qu’environ 35 espèces d’arbres sciaphiles se régénèrent dans les chablis partiels et chablis
élémentaires, 12 espèces héliophiles colonisent les chablis multiples. Plusieurs espèces ne semblent
cependant pas associées aux variables d’habitat. Ainsi, les facteurs étudiés agiraient de manière
contextuelle. Par l’hypothèse contextuelle, nous admettons que plusieurs facteurs déterminent la
structure spatiale des arbres en forêt tropicale, l’effet ou l’absence d’effet de chaque facteur dépend
du contexte écologique local. Ce faisant, les théories écologiques en forêt tropicale sur la structure
spatiale des arbres et les facteurs qui les génèrent devraient intégrer le fait que le contexte
écologique de chaque localité joue un rôle déterminant.

v
Table des matières
Résumé...........................................................................................................................iii
Table des matières............................................................................................................v
Liste des tableaux............................................................................................................ix
Liste des figures...............................................................................................................xi
Liste des abréviations.....................................................................................................xiii
Dédicaces.......................................................................................................................xv
Remerciements.............................................................................................................xvii
Avant propos.................................................................................................................xix
Introduction générale.........................................................................................................1
Mécanismes expliquant le maintien de la biodiversité.......................................................2
La théorie du «dispersal assembly».................................................................................3
Théorie de la niche écologique........................................................................................4
Perturbations naturelles par chablis................................................................................7
Le projet de thèse..........................................................................................................9
Structures spatiales des arbres et facteurs déterminants en forêt tropicale d’Ipassa........9
Objectifs et hypothèses de l’étude......................................................................................11
Chapitre 1: Structure spatiale des arbres en forêt tropicale humide de la Réserve de Biosphère
d’Ipassa..........................................................................................................................13
1.1. Résumé.................................................................................................................13
1.2. Introduction...........................................................................................................14
1.3. Matériel et méthodes..............................................................................................16
1.3.1. Le territoire d’étude..................................................................................................16
1.3.1.1. Le climat..........................................................................................................18
1.3.1.2. La géologie.......................................................................................................18
1.3.1.3. La géomorphologie...........................................................................................18
1.3.1.4. Les sols............................................................................................................19
1.3.1.5. Caractères floristiques.......................................................................................19
1.3.2. Échantillonnage.......................................................................................................19
1.3.2.1. Caractérisation des phases de la mosaïque forestière..........................................20
1.3.3. Analyses statistiques...............................................................................................22
1.3.3.1. Analyse des communautés d’arbres...................................................................22
1.3.3.2. Comparaison phases de développement des trois parcelles.................................23
1.3.3.3. Identification des espèces indicatrices................................................................23
1.3.3.4. Analyses de la structure spatiale des arbres........................................................24