Description

Analyse des interactions spatiales entre espèces de la strate arbustive et de la strate arborescente dans la forêt dense semi-décidue de la Lama (BENIN) : implications pour les enrichissements

Par HINSON Abel Dieudonné
Mémoire de Master

Résumé

La structure spatiale et les interactions entre les plantes jouent un rôle très important dans les processus écologiques. La présente étude a porté sur l’analyse des interactions spatiales entre les espèces de la strate arbustive et les espèces de la strate arborescente dans la forêt dense semi-décidue de la forêt classée de la Lama (FCL) au Bénin. Il s’est agi d’évaluer : (i) la structure spatiale des arbres des espèces de la strate arbustive, (ii) la structure spatiale des arbres des espèces de la strate arborescente et (iii) les interactions spatiales entre espèces de la strate arbustive et celles de la strate arborescente. A cet effet, trois placeaux de 200 m x 200 m ont été installés dans la forêt dense naturelle non dégradée de la FCL. Les données collectées ont concerné le diamètre à hauteur de poitrine, la distance, l’azimut et la pente des plus proches voisins pour 2 espèces de la strate arbustive (Celtis brownii et Drypetes floribunda) et quatre espèces de la strate arborescente (Dialium guineense, Diospyros mespiliformis, Afzelia africana et Mimusops andongensis). Tous les individus de dbh ≥ 2 cm ont été mesurés, cartographiés et classés en 6 classes suivant leur dbh : les très petits arbres, les petits arbres, les jeunes arbres, les arbres moyens, les grands arbres et les très grands arbres. La fonction de corrélation par paire a été utilisée pour les analyses spatiales univariées et bivariées. La distance au plus proche voisin a été calculée et comparée entre stades, espèces et strates. Au total 5940 individus de dbh ≥ 10 cm et 11248 individus de 2 cm ≤ dbh ≤ 10 cm ont été mesurés. Au niveau de la strate arborescente, les densités les plus élevées ont été enregistrées pour de D. guineense (N = 204,75) et D. mespiliformis (N = 141,58) tandis qu’au niveau de la strate arbustive, la plus forte densité a été enregistrée pour D. floribunda (N = 313,25). La structure spatiale a varié selon les espèces, les stades de développement et les strates. Elle est agrégative aux jeunes stades et régresse vers une structure aléatoire au fur et à mesure qu’on évolue vers les stades adultes. Des interactions positives ont été observées surtout entre les stades juvéniles de D. floribunda, D. guineense, D. mespiliformis et A. africana. Des interactions positives ont été aussi observées entre les espèces de la strate arbustive et celles de la strate arborescente favorisant la survie et la croissance des juvéniles en présence des adultes. Pour ce qui est des distances au plus proche voisin les résultats ont montré que quelques soient l’espèce et la strate à laquelle l’espèce appartient, la distance au plus proche voisin augmente entre individus avec le stade de développement. Toutefois les distances varient entre espèces. De même, quelque le soit stade de vie pris comme référence, la distance au plus proche voisin augmente avec les autres stades de vie. De plus pour des paires d’espèces appartenant à la même strate, les distances au plus proche voisin ne sont pas symétriques. Les mêmes tendances ont été observées entre espèces de différentes strates avec la particularité que la distance au plus proche voisin des individus de la strate arbustive par rapport aux individus des espèces de la strate arborescente augmente plus vite que la distance au plus proche voisin des individus de la strate arborescente par rapport aux individus de la strate arbustive. Un enrichissement réussi avec D. mespiliformis ou M. andongensis dans la FCL, pourrait considérer minimum 5 m d’espacement des individus de D. floribunda et de C. brownii. Par contre, pour enrichir la FCL en A. africana il faut planter ses individus à environ 35 m de D. floribunda et de C. brownii.

Mots clés :

Structure spatiale, interaction spatiale, strate, enrichissement, Lama

Abstract: Spatial interaction analysis between understorey and overstorey species in Lama forest reserve: enrichment issues

Understanding spatial patterns between tree species is crucial to guide proper forest management actions. This study was carried out to assess: (i) spatial patterns of understorey shrub species, (ii) spatial patterns of overstorey tree species and (iii) spatial interactions between understorey shrub species and overstorey tree species. The study was conducted in the non-degraded semi-deciduous dense forest of the Lama Forest reserve. Three plots of 200m x 200m were established. Data collected were dbh, distance, azimuth, and slope for six species of which two understorey shrub species (Celtis brownii and Drypetes floribunda) and four overstorey tree species (Dialium guineense, Diospyros mespiliformis, Afzelia africana, and Mimusops andongensis). All individual of dbh≥ 2cm were measured, mapped and classified in six main life-history stages based on dbh as follow: small saplings, saplings, small trees, medium size trees, large trees, and very large trees. The pair correlation function was used for both univariate and bivariate spatial pattern analyses. Distances to the first nearest neighbors were computed and compared between stages, species, and stratum. Overall 5940 trees of dbh ≥ 10 cm and 11248 trees of 2 cm ≤ dbh ≤ 10 cm were measured. In the overstorey, highest densities were recorded for D. guineense (N = 204.75) and D. mespiliformis (N = 141.58) while in the understorey, the highest density was recorded for D. floribunda (N = 313.25). Spatial patterns varied with species, size class, and vegetation stratum. Irrespective of the vegetation stratum and species, significant aggregation patterns were found at earlier stages, and the degree of aggregation decreased with the scales and life-history stages. Positive spatial associations were recorded among life-history stages for D. floribunda, D. guineense, D. mespiliformis and A. Africana. A positive spatial association was also found between understorey species and overstorey species allowing understorey species to survive and persist in the community.

In regard to distance to the nearest neighbors, findings showed that irrespective of the species and vegetation stratum, the distance to the nearest neighbors increased with life stage. However, the distances varied amongst species. Also, regardless of the life stage chosen as a focal point, the distance to the nearest neighbor increased with the other life stage. Also, for a couple of species of the same stratum, the distances to the nearest neighbor were not symmetric. The same trends were observed amongst species belonging to different strata with the particularity that the distance of understorey species to their nearest neighbor tree of overstorey stratum increased rapidly compared to the reverse. The implications of the study for enrichment of natural forest were discussed in regard spacing to be used.

Keywords:

plant-plant interactions, overstorey, understorey, enrichment, Lama forest reserve