Comprendre la croissance des arbres et l’allocation du carbone

Au-delà des objectifs de la composante GeoTrees de l’Initiative OFV — améliorer l’estimation des stocks de carbone grâce au LiDAR — l’un des objectifs originaux de cette mission était de mieux comprendre les mécanismes de croissance des arbres tropicaux et leur rôle dans le cycle du carbone.

Dans ce cadre, l’équipe a re-scanné au LiDAR terrestre une centaine d’arbres équipés de dendromètres (un appareil fixé à l'arbre qui mesure les mouvements fins au niveau de l'écorce (accroissement journalier, mais aussi gonflements/contraction liés à l'hydratation), déjà mesurés lors d’une campagne précédente. Cette approche permet de comparer des modèles 3D précis de la structure des arbres à différentes dates afin de quantifier :

• la croissance secondaire (épaississement du tronc et des branches)
• la croissance primaire (allongement des axes)
• la distribution spatiale de la biomasse et son évolution dans le temps
   

Ces mesures ont été réalisées par une équipe comprenant notamment Olivier Martin (CIRAD), Mathilde Millan (post-doctorante OFVI CNRS) et Danièle Bikie Mindang, colonelle des Eaux et Forêts et enseignante en géomatique à l’École Nationale des Eaux et Forêts de Mbalmayo.

Un observatoire multi-échelles du fonctionnement des forêts

Le site de Mbalmayo est également intégré au réseau canobs.net qui combine observations par drones RGB et LiDAR afin de suivre la dynamique de la canopée et les variations saisonnières de la végétation. Sous la supervision de Pierre Ploton et Nicolas Barbier (IRD-AMAP), les agents de l’ENEF et de l’Institut Cartographique National (Imma Tcheferi) effectuent depuis plusieurs années des vols bi-hebdomadaires du site, accumulant ainsi un jeu de données uniques pour suivre arbre par arbre les changements saisonniers sur des centaines d’hectares. En parallèle des mesures structurelles, plusieurs travaux complémentaires ont été menés :

1. Mesures écophysiologiques des feuilles dans le cadre du projet Coforfunc. La post-doctorante australienne Kali Middelby a notamment étudié l’effet du vieillissement des feuilles sur leurs propriétés physiologiques et leur réponse à la température.
2. Mesures de traits fonctionnels et de propriétés liées au stress hydrique sur de nombreuses espèces.
3. Analyses détaillées des sols, conduites par Gilles Dauby et David Bauman (AMAP), afin de comprendre les variations spatiales des propriétés édaphiques et leur influence sur la dynamique des peuplements (croissance et survie des arbres).
4. Dynamique de ces peuplements (suivi de la mortalité et la croissance de plus 9500 arbres distribués dans des types de forêts contrastées allant des forêts périodiquement inondées jusqu’à des hauteurs d’inondation de 2.5 m aux fameuses forêts dominée par les Limbali (Gilbertiodendron dewevrei) dont le fonctionnement et la dynamique restent encore mystérieux.
5. Dynamique des arbres dans le sous-bois, avec la mise en place de suivis permanents dans des quadrats de 20 m sur 20 des arbres dont les diamètres à hauteur de poitrine sont compris entre 2 et 10 cm, permettant ainsi de documenter ces strates forestières souvent négligées ou l’on retrouve à la fois des espèces de canopée en devenir (régénération) et des espèces de sous-bois rarement ou même jamais retrouvé dans des parcelles classiques.

Ces mesures de traits biologiques et d’inventaires forestiers viendront alimenter la base de données Cafriplot.net, qui vise à améliorer les gestion et la cohérence des données botaniques en Afrique Centrale, sur la base d’outils que l’ensemble des partenaires peuvent s’approprier.

Ces mesures écologiques fines sont rendues possibles grâce au travail d’une équipe de grimpeurs expérimentés formée depuis de nombreuses années par IRD-AMAP, composée d’écogardes de l’ENEF et de membres de communautés locales, dont l’exceptionnel ‘Tonton Alex’ de Kompia.

Un site de recherche et de formation en partenariat

La mission a également mobilisé plusieurs étudiants camerounais de l’Université de Yaoundé I et de l’ENS dans le laboratoire LaboSystE du professeur Bonaventure Sonké. Parmi eux figuraient notamment Aicha Mfout Vessah — déjà connue de la communauté OFVI suite à son interview l’an dernier — et Fabrice Nzoyeuem Djonko, doctorant bénéficiant d’une bourse ARTS de l’IRD et étudiant l’effet des gradients d’inondation et de topographie sur la composition des communautés végétales. Grâce aux mesures de l’observatoire de Mbalmayo, Ninon Besson (doctorante OFVI) peut également mener ces recherches sur l’architecture et le fonctionnement des arbres, ou que la Colonelle Danièle Bikie Mindang s’apprête à défendre son master en biologie végétale.

Ces recherches bénéficient du soutien de nombreux partenaires camerounais, notamment l’ENEF de Mbalmayo et son directeur Germain Mbock, ainsi que du ministère des Forêts et de la Faune (MINFOF) et du Ministère de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur (MINRESI).

Un laboratoire naturel face aux pressions environnementales

Le site de Mbalmayo constitue également un terrain d’étude privilégié pour analyser les pressions exercées sur les forêts tropicales proches des centres urbains : expansion agricole, extraction de sable dans le lit du fleuve, exploitation illégale du bois ou culture sur brûlis.

La présence d’un sociologue des sciences de l’University of Dschang, Georges Eyenga, lors de la mission a également permis d’explorer les dimensions sociales et institutionnelles de la recherche menée en partenariat.

Prochaines étapes

Les données collectées lors de cette mission vont maintenant être analysées afin de quantifier plus précisément les variations de croissance des arbres et d’améliorer les modèles reliant structure des arbres, biodiversité et dynamique du carbone dans les forêts tropicales.

Ces travaux contribuent à l’ambition d’OFVI : mieux comprendre et surveiller le fonctionnement des forêts tropicales afin d’éclairer les politiques de conservation et de lutte contre le changement climatique.

Ils permettront également de calibrer des approches satellitaires et des modèles climat-végétation, afin d’extrapoler ces observations à plus grande échelle et de mieux anticiper les effets du changement climatique.

Enfin, ce type d’observatoire favorise les interactions avec d’autres disciplines, notamment les sciences de la Terre et de l’eau, pour établir des bilans hydriques et biogéochimiques à l’échelle des bassins versants, ou encore les sciences sociales, pour mieux comprendre l’impact des modes de gestion et d’utilisation des ressources forestières.