FA 3.5 - Impact de l’aménagement forestier sur les populations animales des écosystèmes forestiers en Afrique Centrale

Justificatif /Enjeux:

La forêt est considérée comme le point focal de la diversité biologique continentale, pourtant il reste impossible de dresser un bilan exact de la diversité des taxons forestiers sauf en ce qui concerne les grands mammifères, les oiseaux et les arbres. En dehors de ces groupes fortement mobilisateurs et charismatiques, la connaissance exacte de la part des éléments forestiers dans la diversité globale est très difficile à établir. Ceci est particulièrement sensible pour les invertébrés qui restent très largement inconnus car vivants dans la canopée à  plusieurs dizaines de mètres au-dessus de l’observateur ou au contraire enfouis dans les sols et les végétaux en décomposition. Il en est de même pour les petits mammifères pour lesquels le peu d’études disponibles montrent une très forte diversité cryptique.

Les écosystèmes forestiers se caractérisent, entre autres, par la quantité importante de bois qu’ils renferment. Cette ressource est importante aux plans économique, environnemental (stockage du carbone) et écologique (ressource alimentaire à la base de guildes très importantes en particulier d’insectes). Les insectes sapro-xylophages jouent un rôle essentiel dans la vie des arbres et dans leur recyclage. Les chauve-souris frugivores et certains rongeurs par leur consommation de graines et leur comportement de cache sont des acteurs de régénération de la forêt. Pourtant, si leur systématique est de mieux en mieux connue (https://www.orleans.ird.fr/titan/), leur écologie et leur rôle dans les écosystèmes sont encore quasi inconnus pour le continent africain et la forêt d’Afrique centrale en particulier.

Etat de l'art

Les forêts tropicales renferment une part importante de la diversité de la planète. De nombreuses publications ont été consacrées à l’évaluation de celle-ci, notamment au niveau des arthropodes, qui dominent les autres groupes d’animaux (Erwin, 1982 ; Stork, 1997 : Basset et al., 2003a). Dans ces forêts, la canopée héberge une extraordinaire biodiversité encore sous-étudiée sur le continent africain (Basset, 2001). Les nombreuses études réalisées sur les arthropodes des forêts tropicales l’ont été en ayant recours au piégeage, aux traitements insecticides par thermonébulisation (Basset et al., 2001 ; 2003b ; 2004 ) ou à une approche plus synthétique grâce à l’usage du radeau des Cimes (Basset et al., 1999). Ces procédures présentent toutefois le grave défaut d’être très sélectives ou de ne pas être applicables dans les systèmes forestiers denses et à canopée élevée.

Toutefois la biogéographie et l’histoire du peuplement animal de la forêt du bassin congolais sont encore très mal comprises (Le Gall et al., 2010). La modification des habitats et de l’environnement est un problème global dont les conséquences sont nombreuses et peuvent aboutir à l’introduction de nouvelles espèces (Brown, 1997) ou à la disparition des espèces indigènes (Groombridge, 1992). La majorité de ces  modifications se passe dans les forêts tropicales (Wilson, 1988), où le taux de destruction des forêts s’élève à plus de 0.2% par décennie, suite à l’exploitation abusive du couvert forestier pour l’agriculture et le bois (WRI, 1994). L’exploitation commerciale du bois contribue énormément à la perte de la biomasse, augmente les ouvertures forestières et entraîne de nouvelles formes de compétition, de prédation et d’adaptation due à l’introduction de nouvelles espèces. Les études précédentes démontrent que les invertébrés sont les plus sensibles aux activités de coupe et que leurs populations peuvent facilement changer suite à minimum de modification de leur habitat (Hill et al. 1995; Dangerfield et al, 2005). La voie la plus efficace pour comprendre l’effet direct de l’exploitation forestière sur la biodiversité consiste donc à analyser les effets des modifications d’habitat sur la composition des peuplements en invertébrés qui sont très diversifiés, abondants et relativement peut mobiles. L’impact de la transformation et du morcellement des massifs forestiers via les activités humaines sur leurs populations animales reste sou-étudié. Après les travaux pionniers sur la forêt de Taï en Côte d’Ivoire (Couturier & Guillaumet, 1985), on attend ces dernières années pour voir de nouveau des approches comparatives des écosystèmes perturbés avec les écosystèmes plus ou moins bien conservés (Bobo et al., 2006, Basset et al., 2008 ; Kra et al., 2010, Nicolas et al. 2010).

Les Lépidoptères Noctuidae commencent à être bien connus pour l’Afrique de l’Est (Le Ru et al., 2006) et le Cameroun (projet IFORA). Ils sont particulièrement représentatifs des taxons pionniers dont l’importance croît avec le développement des interfaces forêts-milieux ouverts et qui présentent un risque potentiel important pour les productions céréalières (maïs principalement) de plus en plus importantes dans la vie quotidienne des africains.

Les insectes xylophages forment un ensemble très important en nombre d’espèces. Les Coléoptères constituent une très grande partie de ces insectes en compagnie des termites. Seul un petit nombre d’espèces (comparativement à l’ensemble) est responsable des attaques primaires aboutissant au dépérissement et à la mort de l’arbre. Dans ce cas, la dégradation de l’état physiologique de l’arbre est généralement responsable de l’attraction primaire des insectes xylophages, comme une sécheresse prolongée (Hanks, 1993). Durant la phase de dépérissement, d'autres consommateurs profitent de la situation pour se développer (Mateu, 1969). Le bois et ses galeries ainsi formées constituent un microhabitat dans lequel ces espèces xylophages se partagent les ressources et l'espace (Dajoz, 1966 et 1998). L’assise sous-corticale, plus riche en nutriments que l’écorce, le xylène ou le bois, héberge la plupart des espèces (Hanks, 1999). Il en résulte une forte compétition intra- et interspécifique (Hanks et al., 1993). Enfin une succession de cortèges se succèdent suivant l’état de décomposition du bois (Speight, 1989 ; Brustel & Dodelin, 2005).

Les petits mammifères ont fait l’objet d’un regain d’activité taxonomique à cause de leur intérêt évolutif pour la connaissance de l’histoire des milieux fermés et grâce aux techniques moléculaires et morphométriques (Nicolas et al. 2008, Missoup et al. 2009). Il reste cependant encore beaucoup de zones de forêts d’Afrique centrale à explorer. De plus, chez les petits mammifères, les populations des espèces commensales invasives se multiplient entraînant l’émergence de maladies nouvelles au contact de l’homme (ex : Mastomys et la fièvre de Lassa, Ebola et les chauve souris frugivores, Rattus et la peste ……) ou l’augmentation de dégâts aux cultures par pullulations (Mastomys, Gerbilles….).

Des outils nouveaux entrent en jeu dans la description de la biodiversité. Parmi ceux-ci, la taxonomie et l’écologie moléculaires permettent une meilleure appréhension de la diversité des êtres vivants, par exemple à travers des projets comme le « Barcode of Life » (Hebert et al., 2003).

Objectifs:

Les objectifs principaux de cette étude sont dans un premier temps de décrire l’état « initial » des peuplements animaux des écosystèmes forestiers en étudiant plus particulièrement les insectes saproxylophages, la faune de la canopée et les petits mammifères. Puis d’observer les modifications des peuplements dans des sites soumis à des perturbations plus ou moins importantes et d’analyser les transferts d’espèces le

 long des voies de communication.

Démarches/méthodes/sites/instruments:

L’échantillonnage sera stratifié en deux niveaux, un échantillonnage extensif couvrant les divers écosystèmes de la région et un échantillonnage intensif dans 4 types d’Assiettes Annuelles de Coupe (AAC) : une AAC non exploitée (parcelle témoin), et des AAC exploitées à l’année n, n-1 n-5. Les taxons cibles seront collectés suivant les méthodes qui leur sont spécifiques : récolte à vue, piégeages (Allemand & Aberlenc, 1991; DeVries et al., 1997). La méthode d’échantillonnage directe suivra la méthode de transect linéaire décrite par Pollard (1997).

La faune de la canopée sera collectée par une équipe technique intégrée à un chantier de coupe forestière.Après l’abattage des arbres, puis l’extraction du fût par les forestiers, cette équipe prospectera les canopées abattues pendant deux à quatre jours afin de collecter les échantillons d’épiphytes et d’invertébrés. L’essence explorée sera notée, les échantillons conservés par les méthodes ad hoc (à sec ou en alcool suivant les besoins).

L’étude de l’impact de l’ouverture du massif forestier suite à son aménagement ou à des modifications climatiques se scinde en deux parties distinctes se référant à A) la situation actuelle avec l’ouverture des routes au sein de la région forestière ; B) les marqueurs d’une situation possible dans le passé avec l’étude des faunes des savanes incluses.

  1. l’ouverture actuelle du massif forestier

Les taxons cibles seront échantillonnés le long des différents types de voies de communication installées au coeur du massif forestier. Le système routier sera hiérarchisé en tenant compte de la nature des routes et de leur date de mise en circulation (données disponibles auprès des concessionnaires forestiers).

  1. la faune des savanes incluses

Les savanes incluses sont largement présentes au Nord Congo (région d’Odzala) et au Gabon (parc national de la Lopé). Les récoltes seront réalisées au moins une fois au début de la saison pluvieuse et une fois en fin de saison pluvieuse/début de saison sèche. L’étude des savanes incluses sera complétée par l’analyse des peuplements des régions de transition au sud du massif forestier (Gabon et République du Congo). Des missions d’inventaires extensifs des taxons cibles seront menées dans ces régions pour permettre l’analyse comparée des populations d’insectes existant au nord de l’équateur géographique (données disponibles au Cameroun) et au sud (données à acquérir). Dans les deux cas, les peuplements de graminées seront décrits (détermination des espèces, répartition, densités). Un herbier de référence sera constitué avec la collaboration de l’Herbier national du Cameroun. Les Lépidoptères foreurs des graminées seront récoltés par dissection des plantes présentant des symptômes d’attaque. La fréquence des insectes sera enregistrée dans les divers sites d’étude. Les chenilles collectées seront mises en élevage à Nkolbisson afin d’obtenir les imagos nécessaires à la détermination spécifique et à l’analyse moléculaire. Les Rongeurs et Insectes cibles seront collectés à l’aide des systèmes de piégeages adéquats.

Deux approches taxonomiques seront engagées. Concernant les taxons pour lesquels un projet de « Barcodage » est disponible, on procédera à l’échantillonnage de tissus des différentes morphospecies et à l’envoi, suivant les groupes taxonomiques concernés, au :

  • projet « Bibliothèque Du Vivant » encore apelé « A Speed ID », cofinancé par l'INRA, le CNRS et le MNHN et portant sur le séquençage de gènes, ou partie de gènes, d’espèces appartenant à différents groupes taxonomiques afin de les caractériser et d’en inférer les relations de parenté ;
  • CCDB (Canadian Centre for DNA Barcoding, Université de Guelph, Canada Canada: www.ccdb.ca) de ces tissus (protocole d’accord acquis (projet iBOL : www.ibol.org), Lépidoptères, ou en cours de discussions).

L’ensemble des taxons collectés sera étudié par les spécialistes au Cameroun, dans les musées européens ou à travers des associations spécialisées (Société Entomologique de France, ACOREP) qui sont associées à ce projet. Les informations recueillies seront intégrées à la Base de Données centralisée du projet. Les collections de référence seront incluses dans les collections nationales du Cameroun (IRAD), au MNHN et des spécimens pourront être déposés dans d’autres institutions importantes comme le MRAC et l’IRSBN en Belgique.

Références:

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