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Science et changements planétaires / Sécheresse

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Croissance et écologie du pin d’Alep ( Pinus halepensis Mill.) dans le massif des Beni-Imloul (Aurès, Algérie) Volume 22, numéro 1, Janvier-Mars 2011

sec.2011.0294

Auteur(s) : Dalila Kherchouche1 d.kherchouche@yahoo.fr, Abdallah Bentouati1 bentouatirachid@yahoo.fr, Mohammed Kaabeche2 mohammedkaabeche@yahoo.fr

1 Université Hadj-Lakhdar Batna Département des sciences agronomiques Institut des sciences vétérinaires et des sciences agronomiques Avenue Chahid Boukhlouf 05000 Batna Algérie

2 Université Ferhat-Abbas Sétif Faculté des sciences Département de biologie Cité Maâbouda 19000 Sétif Algérie

Tirés à part : D. Kherchouche

Le massif des Beni-Imloul, avec ses 80 000 hectares couvre plus de 60 % de la réserve forestière des Aurès. Le pin d’Alep en est l’espèce dominante. Les peuplements qui composent ce massif forestier sont souvent constitués de futaies adultes et vieilles dépassant parfois largement l’âge d’exploitabilité. Toutefois, ils possèdent des capacités de production importantes et un potentiel de bois sur pied appréciable qui ne peut être négligé.

À ce jour, les travaux de recherche sur la productivité et la croissance du pin d’Alep dans le massif sont rares. Les seules études effectuées ont été réalisées dans le cadre des aménagements forestiers et de l’élaboration des tables de production anciennes (Franz et Forster, 1979).

L’objectif de ce travail vise, d’une part à mieux comprendre la dynamique de la croissance en hauteur à partir de l’analyse de tiges, et, d’autre part, à définir les facteurs stationnels ayant un lien avec la croissance en hauteur des peuplements de pin d’Alep.

Situation géographique

Le massif des Beni-Imloul fait partie intégrante de l’ensemble des Aurès. Il se situe entre 6̊ 18′ et 6̊ 53′ de longitude Est et entre 35̊ 2′ et 35̊ 20′ de latitude Nord avec une amplitude des altitudes allant de 1 000 à 1 700 m.

La totalité du massif repose sur le Crétacé supérieur. Les substrats rencontrés sont principalement constitués de marnes et de calcaires. Les sols les plus répandus sont les rendzines et les sols bruns calcaires. Le climat varie du semi-aride froid au subhumide froid. La pluviométrie annuelle est en moyenne de 300 mm sur les piedmonts et de 700 mm sur les sommets. Les versants nord sont nettement mieux arrosés que ceux situés sur l’exposition sud. Le mois de janvier est le mois le plus froid, avec une température minimale moyenne de 3 ̊C alors que la température du mois le plus chaud (aoÛt) avoisine les 33 ̊C.

Matériel et méthode

La méthodologie d’approche pour cette étude repose sur un matériel de base issu essentiellement des placettes temporaires de milieux écologiques variés. Elle a consisté, dans chaque placette, en une analyse de tiges, une description écologique et un relevé de végétation. Cette approche utilisée dans de nombreux travaux a permis de définir et de caractériser la typologie de différentes stations (Becker, 1982 ; Garbaye et al., 1970 ; Le Goff, 1982 ; Abbas et al., 1985a ; Abbas et al., 1985b ; Couhert et Duplat, 1993 ; Boisseau, 1996).

Les placettes choisies se caractérisent par une densité normale, sans trouées et elles sont relativement équiennes. Elles sont choisies de manière à couvrir l’éventail des fertilités ainsi que toute la gamme de variabilité des milieux écologiques rencontrés et des peuplements sur le plan de l’âge et de la structure.

Les données récoltées sont de deux types.

L’indice de fertilité qui est représenté par la hauteur dominante à un âge de référence est obtenu par l’analyse de tiges des trois arbres dominants (le premier, le troisième et le cinquième) de la placette selon la méthode décrite par Duplat (1989). Ces mesures permettent de reconstituer l’évolution de la croissance en hauteur dans le temps des peuplements étudiés et ainsi d’établir des courbes de croissance moyennant un modèle mathématique.

Les arbres choisis ont fait l’objet de mesures de la hauteur totale et du diamètre à 1,30 mètre. Ils sont ensuite abattus à la hauteur de souche de 0,30 mètre puis débités en 2 billes de 2,5 mètres dans la partie inférieure puis en 2 billons de 2 mètres entre 5,30 m et 9,30 m, et enfin en billons de 1 mètre au-delà. Des rondelles sont ensuite prélevées au fin bout de chaque découpe et le nombre de cernes compté. Pour obtenir l’âge actuel de l’arbre, il est nécessaire d’ajouter un nombre d’années égal à 5 ans au nombre de cernes trouvé à 0,30 mètre. Ce chiffre correspond en moyenne au nombre d’années nécessaires à l’arbre pour atteindre une hauteur de 0,30 mètre. L’âge à un niveau donné est obtenu par la différence entre l’âge actuel de l’arbre et le nombre de cernes de la découpe (Le Goff, 1982 ; Duplat, 1986).

Quelques caractéristiques stationnelles sont aussi mesurées : (altitude, pente, exposition, substrat) ainsi qu’un relevé floristique complet selon la méthode de Braun-Blanquet (Guinochet, 1973). Ces données sont nécessaires pour définir la relation entre l’indice de fertilité et les descripteurs du milieu.

Résultats et discussions

Modélisation et établissement des courbes de croissance

La modélisation de la hauteur H est réalisée sur la base des mesures expérimentales de 51 analyses de tiges. Le modèle ajusté est celui de Duplat (1989) sous la forme :

Avec :

  • – a = 0,055676 ;
  • – c = 39,020093 ;
  • – d = 1,520897 ;
  • – A = âge du peuplement (ans) ;
  • – b est un paramètre libre qui fixe le niveau propre à chaque courbe, il est déterminé à partir de la relation :


Avec :

  • – Hr = hauteur à l’âge de référence ;
  • – Ar = âge de référence.


La qualité de l’ajustement du modèle par rapport au faisceau expérimental est fournie par le coefficient de détermination (R2 = 0,99) et par le coefficient de variation résiduel (CVR% = 5,34 %). Pour la placette, l’indice de fertilité est calculé à partir de la moyenne des hauteurs des trois arbres dominants.

L’ajustement donne un faisceau de courbes de croissances correspondant à différents niveaux de fertilité à partir de la hauteur dominante et de l’âge de référence choisi de 80 ans. La limite entre les différentes classes est fixée avec une amplitude de 3 mètres. Le site index qui représente la hauteur dominante à l’âge de référence varie de 8,03 à 16,44 mètres. L’intervalle de variation est divisé en quatre classes de croissance distinctes qui diffèrent les unes des autres par le niveau de croissance auquel elles appartiennent. La figure 1 montre des peuplements de pin d’Alep relevant des différentes classes de croissance. Les valeurs de la production totale à l’hectare estimée selon la loi d’Eichhorn (Rondeux, 1999) ainsi que celles de l’accroissement annuel moyen sont représentées dans le tableau 1. D’ailleurs, des valeurs très semblables sont obtenues par la méthode rapide de Nanson (2004).

Tableau 1 Caractéristiques des différentes classes de croissance.

Classes de croissance
Variables Classe I Classe II Classe III Classe IV
SI80 moyen (m)(Hdom à 80 ans) 16,5 13,5 10,5 7,5
Production à l’hectare(m3/ha) 189,9246,5* 142,4161,3* 94,994,1* 47,344,9*
Accroissement annuel moyen(m3/ha/an) 2,43,1* 1,82,0* 1,21,2* 0,60,6*
Altitude (m) 1 250-1 400 1 000-1 450 1 100-1 500 1 000-1 270
Pente (%) 5-10 5-12 15-25 30-40
Exposition Nord-Ouest Nord et Ouest Nord-Est et Sud-Est Est et Sud-Est
Substrat Calcaire Calcaire Variable Marne
Fertilité Fertile Moyenne Modérée Pauvre

SI = site index, Hdom à 80 ans = hauteur dominante du peuplement à l’âge de 80 ans.

* = valeurs obtenues par la méthode rapide de Nanson.

Caractéristiques écologiques des classes de croissance

Les descripteurs écologiques pris en compte montrent que dans un climat relativement homogène, les facteurs stationnels tels que le substrat, l’exposition et la pente jouent un rôle déterminant dans la caractérisation de la fertilité des stations.

Tout d’abord, on distingue que la fertilité du pin d’Alep est liée à la nature du substrat.

Les calcaires fissurés constituent une réserve d’eau disponible pour les arbres et la fertilité y est meilleure que dans les marnes. Ces dernières paraissent défavorables à la croissance des arbres et correspondent aux mauvaises classes de fertilités.

Les expositions nord plus fraîches et moins chaudes correspondent à des peuplements bien venants et de bonne fertilité (Yessâad, 1988 ; Brochiero et al., 1999).

La pente montre qu’une meilleure croissance du pin d’Alep se situe à des valeurs inférieures à 15 %. Cela est probablement dÛ à la présence d’un sol profond et à une réserve en eau suffisante. En revanche, les fortes pentes allant jusqu’à 40 % accentuent l’érosion et génèrent un sol superficiel. Ces critères simples permettent de distinguer assez bien les quatre niveaux de fertilité (tableau 1).

Typologie phytosociologique

L’apport de la végétation dans la typologie des stations est appréciable Elle est considérée comme un bio-indicateur dans la caractérisation des stations (Becker, 1970)]. Deux aspects sont étudiés.

Aspect synécologique

La synécologie permet de distinguer les différents groupements végétaux. L’analyse par l’AFC (analyse factorielle des correspondances) des 17 relevés et des 67 espèces rencontrées montre que le pourcentage de variance expliquée par les deux premiers axes est faible (27 %). Les résultats de cette analyse ne mettent donc pas en évidence les caractéristiques propres des groupements végétaux, ce qui nous a amenés à faire appel à la classification hiérarchique ascendante. Cette méthode permet de grouper les relevés en classes selon leur affinité. Ainsi pour un indice de similitude égal à 50 % (Kaâbeche, 1995), on obtient six groupes (figure 2).

Toutefois, les groupes de relevés prédéfinis de l’arbre hiérarchique, qui peuvent être assimilés à des unités phytosociologiques, ne correspondent pas parfaitement aux classes de croissance différentes :

  • – les relevés R6 et R8, qui floristiquement appartiennent au même groupe, se retrouvent dans deux classes de croissance extrêmes (R8 de fertilité médiocre et R6 de bonne fertilité). De même, pour les relevés R13, R14 et R1, R2 ;
  • – le deuxième groupe phytosociologique (R3, R5, R10, R17, R9, R12, R11, R6, R8) réunit des peuplements relevant des quatre classes de croissance.


Cependant une concordance entre les classements a été signalée pour les relevés R1, R4 ; relevés extrêmes du point de vue floristique et productivité. Cette concordance a été observée aussi pour les relevés R3, R5 et R17 qui appartiennent à la même classe de croissance et au même groupe phytosociologique. Il est à noter que les groupes phytosociologiques semblent être liés beaucoup plus à l’altitude.

Aspect autoécologique

L’approche consiste à rechercher les groupes d’espèces indicatrices des classes de croissance. Nous avons fait appel encore à l’AFC où la classe de croissance est introduite comme une variable écologique (Yi, 1976) et la fréquence relative de l’espèce notée.

L’examen des valeurs propres montre que les trois premiers axes expliquent 100 % de la variation totale. La projection des classes de croissance et des espèces végétales dans le plan I, II (figure 3A) montre que l’axe I met en opposition la première classe et la quatrième classe. Tandis que l’axe III met en opposition la deuxième et la troisième classe (figure 3B). Sur ces plans apparaissent les espèces indicatrices des classes de croissance. La liste des espèces indicatrices des différentes classes de croissance est donnée par le tableau 2.

Tableau 2 Groupes d’espèces indicatrices des différentes classes de croissance.

Groupe d’espèces caractéristiquesde la classede croissance I Groupe d’espèces caractéristiquesde la classede croissance II Groupe d’espèces caractéristiquesde la classede croissance III Groupe d’espèces caractéristiquesde la classede croissance IV
- (02) Alyssum alpestre ssp.- (10) Astragalus caprinus ssp. lanigerus- (22) Coronilla minima- (43) Linum suffruticosum ssp. eu-suffruticosum- (45) Medicago sativa- (55) Polycarpon tetraphyllum- (61) Telephium imperati - (01) Allium roseum ssp.- (04) Ampelodesma mauritanicum- (16) Carthamus lanatus- (30) Galium verum- (46) Microlonchus salmanticus- (47) Micropus bombycinus- (49) Osyris alba - (03) Alyssum montanum ssp.- (09) Astragalus boeticus- (17) Centaurea melitensis- (21) Convolvulus arvensis- (23) Cyperus sp.- (50) Paronychia arabica ssp. aurassiaca- (63) Teucriem pollium ssp. aurassianum - (11) Astragalus incanus ssp.- (19) Cistus libanotis- (25) Elichrysum stoechas- (27) Euphorbia sp.- (40) Juniperus phoenicea- (44) Lonicera etrusca- (54) Pistacia lentiscus- (59) Stachys sp.- (62) Teucrium chamaedrys- (64) Teucrium pseudochamaepitys ssp.
Groupe d’espèces intermédiairesentre les classes de croissance II et III
- (05) Arenaria serpylifolia- (29) Galium parisiense- (36) Helianthémum virgatum- (38) Inula montana- (42) Linaria simplex- (58) Silène italica ssp. fontasiana- (67) Tunica illyrica ssp.

La relation croissance-végétation montre que le pin d’Alep, en termes de croissance, n’a pas les mêmes exigences que les espèces végétales. Cela s’explique par le fait que ces milieux subissent constamment des perturbations d’origine anthropique et que la végétation actuelle ne reflète que partiellement les véritables potentialités des stations. La notion de croissance des peuplements n’est pas uniquement le résultat des facteurs écologiques de la station, mais elle intègre aussi d’autres facteurs tels que la variabilité génétique, les aptitudes physiologiques, l’action de l’homme (traitements sylvicoles, incendies, dégradation) et les dégâts des insectes qui devront être pris en compte.

Conclusion

Au terme de cette étude sur les relations de fertilité avec les descripteurs du milieu du pin d’Alep dans le massif des Beni-Imloul, deux principaux aspects ont été traités.

Tout d’abord, le régime de la croissance en hauteur étudié à partir des analyses de tiges, puis ajusté par le modèle de Duplat, a montré de bonnes performances et une précision satisfaisante. La modélisation de la croissance en hauteur a abouti à l’étagement de la pinède en quatre classes de productivité à l’âge de référence de 80 ans. L’indice de fertilité est mieux expliqué par le substrat, la pente et l’exposition. Il semble bien que le pin d’Alep préfère les substrats calcaires et marno-calcaires, les pentes faibles, et l’exposition nord. Ces facteurs stationnels, sont tous favorables à un bilan hydrique élevé qui reflète une bonne fertilité (Toth et Turrel, 1981 ; d’Epenoux, 1994 ; Brochiero et al., 1999 ; Aussenac, 1973).

La relation croissance-végétation montre que les espèces végétales prises dans un sens synécologique (groupements) ne caractérisent pas bien l’indice de croissance et semblent être liées beaucoup plus à l’altitude. Toutefois dans un sens autoécologique, des groupes d’espèces peuvent être définis pour chaque classe de croissance. Ces espèces sont considérées comme d’assez bons bio-indicateurs des différentes classes.