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Inventaire 2004 des placettes permanentes Evolution des unités écologiques

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Département Gestion des Territoires Division Agriculture et Forêt Méditerranéennes RESERVE NATURELLE DE LA CARAVELLE Inventaire 2004 des placettes permanentes Evolution des unités écologiques Michel VENNETIER
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Département Gestion des Territoires Division Agriculture et Forêt Méditerranéennes RESERVE NATURELLE DE LA CARAVELLE Inventaire 2004 des placettes permanentes Evolution des unités écologiques Michel VENNETIER Avril 2004 Etude financée par le Ministère de l Ecologie et du Développement Durable Cemagref Groupement d'aix en Provence Le Tholonet - BP Aix-en-Provence Cedex 01 Tél.: Fax : REMERCIEMENTS Ce travail a été réalisé pour le Parc Naturel Régional de la Martinique (PNRM), grâce à un financement du Ministère de l Ecologie et du Développement Durable. Je remercie tout particulièrement : MM le président et le Directeur du PNRM pour leur confiance renouvelée sans cesse depuis 1991 dans l'étude de la Réserve Naturelle de la Caravelle, La direction scientifique du PNRM et notamment Mlle Nadine Venumière pour leur appui et la parfaite organisation de cette mission, Raymond Rovela, garde-moniteur de la Réserve de la Caravelle qui m'a accompagné dans toutes les missions sur cette réserve depuis plus de 10 ans, dont j'ai apprécié une fois de plus la compétence et la parfaite connaissance du terrain, Mr Harmenil Guy-Albert qui a participé efficacement au travail d inventaire en PLAN DU RAPPORT Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril RESUME Ce rapport présente : les résultats de l'inventaire 2004 du réseau de placettes permanentes destinées à suivre l'évolution de la végétation dans la Réserve Naturelle de la Caravelle en Martinique (France). une synthèse de l'évolution de la végétation depuis 400 ans en détaillant la période contemporaine depuis les déterminants et mécanismes biologiques de cette évolution. Ce réseau de placettes permanentes a été installé dans les principaux types de végétation qui avaient été décelés lors d'un inventaire statistique complet en L'inventaire de ces placettes a été répété en 1994, 1997, 2000 et On dispose ainsi de 14 années de recul. Une étude détaillée des conditions stationnelles a aussi été réalisée en En couplant ces observations avec les études de la végétation datant des années 70, la carte des sols, l'analyse des photos aériennes depuis 1952 et des documents historiques remontant jusqu'au XVème siècle, on peut reconstituer en détail l'histoire de la végétation qui, autant que les contraintes du milieu naturel, explique ses caractéristiques actuelles. Le territoire de la Réserve fut presque totalement défriché au XVII ème siècle pour la culture de la canne à sucre, puis transformé en pâturages qui furent exploités de plus en plus extensivement jusque dans les années Le déclin progressif de l'élevage au XX ème siècle a permis la reconquête naturelle des savanes par la forêt. En 1952, les savanes plus ou moins arborées occupaient encore près de 30% de la surface. En 1988, elles n'en représentaient plus que 15% et en 2004 moins de 8%. Le suivi des placettes permanentes a permis d'étudier et de quantifier en détail la dynamique de végétation entre la savane purement herbacée et la forêt dense âgée, sur le plan des succession végétales et des transformations structurelles, en tenant compte de la fertilité des sites. Les sites en bord de mer soumis à de très fortes contraintes physiques et chimiques à cause du vent et des embruns ont fait l'objet d'une attention particulière. On a mis en évidence le rôle primordial joué par les accidents climatiques et notamment le vent dans cette dynamique, mais aussi des blocages dus à des lianes parasites envahissantes. Les forêts de cette réserve restent très fragiles : les espèces structurantes climaciques, sciaphiles et à bois durs, résistantes aux cyclones, en sont en effet absentes ou rarissimes et n'ont aucune chance à court terme de reprendre naturellement leur place. Seule une politique volontariste de réintroduction massive de ces espèces pourrait à terme remédier à leur éradication par les activités humaines passées et provoquer la maturation écologique de la végétation. Parallèlement, la fermeture généralisée des espaces ouverts menace des espèces héliophiles rares et les animaux qui leurs sont liés, notamment les papillons et certains oiseaux. Le l'entretien artificiel de savanes et éventuellement le rajeunissement de fourrés en cours de fermeture permettrait de maintenir dans la réserve une mosaïque de structures végétales variées, propice à la conservation d'un maximum de biodiversité. En annexe figurent les fiches d'inventaire et le plan des placettes. Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril RESERVE NATURELLE DE LA CARAVELLE Inventaire des placettes permanentes Evolution des unités écologiques Introduction Ce travail constitue la suite d une série d études scientifiques commencées en 1990 sur la Réserve Naturelle de la Caravelle en Martinique, à la demande du Parc Naturel Régional (PNRM) qui en est gestionnaire. Le plan de gestion de la Réserve Naturelle de la Caravelle prévoit la mise en place et le suivi d un réseau de placettes permanentes d'étude de la végétation. Ces placettes doivent permettre de comprendre l évolution des unités écologiques et la dynamique des principales espèces, pour en déduire des règles de gestion et de protection. Le réseau permanent de suivi comprend 23 placettes (voir plan en annexe), dont 18 placettes installées en 1994 (12 placettes circulaires ou rectangulaires en zone forestière, et 6 transects linéaires en zones rocheuses ou côtières). Le plan de gestion prévoit l'inventaire détaillé des placettes tous les trois ans, ce qui a été fait en 1994, 1997, 2000 et 2004 sur les 18 placettes de Le réseau de 1994 a été complété par 5 transects permanents en zone côtière installés en janvier 2002, destinés surtout à évaluer la dynamique de colonisation des savanes résiduelles de bord de mer par les ligneux. Des placettes temporaires ont été installées en 2001 par l'ird dans les zones érodées situées à proximité du château Dubuc afin de tester des méthodes de lutte contre l'érosion et d'y suivre l'évolution de la végétation. Nous en avons fait l'inventaire floristique très détaillé en 2002, identifiant et repérant sur plan une par une toute les plantes présentes. Ce rapport fait le bilan de l'inventaire de janvier 2004 qui concerne toutes les placettes permanentes et temporaires. Après dix ans de suivi des placettes permanentes et 14 ans après l'inventaire détaillé de la végétation, il fait aussi une synthèse de l'ensemble des observations. Présentation du rapport Le rapport se présente en trois parties. 1. Le lecteur qui a besoin de connaître la synthèse générale et l'essentiel des conclusions lira le premier chapitre. 2. Celui qui souhaite plus de détails trouvera les analyses placette par placette au deuxième chapitre. 3. Le scientifique ou le gestionnaire désireux d'approfondir ou de poursuivre les travaux trouvera au troisième chapitre l'intégralité des fiches de relevés avec le plan détaillé par placette. Conditions de réalisation de l'étude L'inventaire des placettes permanentes de la réserve de la Caravelle a été réalisé du 26 au 30 janvier 2004 sous la responsabilité de Michel VENNETIER, pour le CEMAGREF, accompagné de Raymond Rovela, garde moniteur de la Réserve Naturelle de la Caravelle, Guy-Albert Harmenil, et avec l'aide ponctuelle de Nadine Venumière, chargée de mission au PNRM. Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril RESERVE NATURELLE DE LA CARAVELLE Inventaire des placettes permanentes 2004 Première partie Historique de la végétation de la Réserve et Evolution des unités écologiques Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril Protocole de mesures Rappel des principales dispositions et définitions du protocole Les espèces présentes sur les placettes forestières sont classées dans 5 catégories suivant la taille : plantules, pour les spécimens ne dépassant pas 50 cm de haut, semis, pour les spécimens supérieurs à 50 cm de haut, mais inférieurs à 1 cm de diamètre à mi-hauteur et 1 m de haut, gaulette, pour ceux d'au moins 1 m de haut et 1 cm de diamètre, mais de diamètre inférieur à 7,5 cm à 1,30m du sol, baliveau pour les spécimens de 7,5 à 12,4 cm de diamètre à 1.30m du sol, arbre, pour les spécimens de 12,5 cm et plus de diamètre à 1.30m du sol. Dans cette hiérarchie, la classe des gaulettes a une ampleur importante, allant de 1 à 7,5 cm de diamètre. On rassemble des choses aussi différentes qu'un brin fin de myrtacée issu d'une cépée et faisant 2 cm de diamètre et 2 m de haut, et un pied d'espèce arbustive ayant atteint un grand développement et un port de petit arbre. Outre le fait qu'une classe supplémentaire compliquerait considérablement les mesures, en obligeant à prendre la circonférence de très nombreux brins (3 à 4 fois plus qu'avec le protocole actuel), il est difficile de donner une limite intermédiaire de circonférence qui soit pertinente dans cette classe. En effet : la circonférence de la majorité des espèces d'arbres dans cette classe dépend surtout de la concurrence qu'ils subissent, et moins du stade d'évolution ou de l'âge, un grand nombre de petites espèces arborescentes ne dépassent pas cette classe, et leur taille adulte oscille entre 3 et 7 cm de diamètre. La limite qui serait intéressante pour distinguer les jeunes spécimens des plus âgés est différente d'une espèce à l'autre dans cette catégorie, les myrtacées occupent de très loin en général la première place en nombre dans cette classe. Lorsque le diamètre des plus gros brins dans les cépées dépassent 3 ou 4 cm de diamètre, on se trouve le plus souvent dans des situations de vieux fourrés ou de forêts. Elles jouent le même rôle fonctionnellement dans l'écosystème à tous les stades ultérieur de développement. Il n'est donc pas intéressant de scinder en deux la classe des gaulettes pour ces myrtacées au dessus de 3 cm, et il est irréaliste de la scinder à cette limite ou en dessous à cause du trop grand nombre de tiges qui serait à mesurer (des milliers). De plus, le diamètre des brins au sein d'une même touffe de myrtacée est très variable à un âge et à un stade de développement donné. Depuis 1997, l'inventaire prend en compte les plantules et très jeunes semis, pour rendre compte de la présence potentielle du maximum d'espèces, et pour permettre une évaluation de la dynamique et de la stratégie de régénération des espèces. Cette catégorie n'avait pas été notée en La circonférence de tous les baliveaux et arbres est mesurée à 1,30m du sol depuis 1997, alors que seules les circonférences des arbres avaient été mesurées en Tous les baliveaux et arbres sont marqués par un trait à la peinture au niveau de la mesure (qui peut être décalé vers le haut ou le bas par rapport à 1,3 m en cas de blessure, fourche ou autre problème). Cette marque permet de refaire la mesure systématiquement au même endroit et donc une bonne évaluation de la croissance des peuplements. En cas d'accident entre 2 inventaires, la mesure est prise deux fois : une fois sur l'ancienne marque, une fois sur un nouveau repère qui sera suivi ultérieurement. En 2000, un plan détaillé a été dessiné pour la plupart des placettes, repérant chaque arbre et baliveau par sa distance au centre de la placette et un azimut pris à la boussole. Nous avons en effet remarqué que la liste des arbres et baliveaux ne permettait pas toujours de mesurer la croissance individuelle d'un inventaire à l'autre, en raison des disparitions accidentelles, de l'apparition de nouveau individus dans les classes mesurées, et de la forte variabilité des croissances au sein d'une même espèce et d'une placette donnée. Ces plans ont été complétés en janvier 2002, et toutes les placettes sont maintenant cartographiées. Un plan encore plus précis a été réalisé pour les transects 13 à 23, repérant chaque plante et donnant lorsque c'est utile d'autres détails : envergure des houppiers, repères naturels, rochers, talus, Les plans des nouveaux transects installés en 2002 comprennent systématiquement l'identification botanique et la cartographie du recouvrement au sol de chaque individu, afin de suivre très finement l'évolution du couvert et la succession des espèces. Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril Historique de la végétation de la réserve La végétation de la réserve ne peut être comprise actuellement qu'en tenant compte de son histoire depuis l'origine. Défrichements et agriculture Cette presqu'île dépourvue de ressource permanente en eau douce avait été sans doute peu perturbée par les amérindiens avant l'arrivée des Européens. Une carte des terres de la Martinique, élaborée par Terrier en 1671, montre que la presqu'île de la Caravelle était découpée en concessions suivant des bandes de terre N-S. Elle s'est donc peuplée dès l'occupation de l'est de l'île par les Français vers L'activité sucrière y fut florissante. Dès 1720, on comptait 4 sucreries dans la région de Trinité - Tartane, mais en ce début du XVIII ème siècle, la presqu'île conservait des forêts (Labat R.P. 1742) riches en bois d'inde (Pimenta racemosa). Propriété de la famille Dubuc, l'habitation Caravelle couvrant le territoire de la réserve fut presque entièrement défrichée à cette époque, mais n'a pratiquement plus fonctionné comme exploitation sucrière dès 1770 (Petitjean-Roget J. 1990). En 1853, la culture de la canne avait disparu sur le territoire de la Réserve mais une pression humaine forte s'y maintenait du fait du pâturage, des coupes de bois et de la chasse. Durant toute cette période de défrichement intensif, le relief abrupt et la nature rocheuse de certains sols de la réserve, ainsi que la contrainte du vent et des embruns sur les versants exposés à l'est, avaient permis le maintien de rares îlots forestiers. Bien qu'exploitées, ces reliques du manteau forestier originel ont assuré la survie d'un bon nombre d'espèces végétales et animales, dont certaines devenues très rares. Les espèces héliophiles ont été favorisées par ce traitement. Par contre, les espèces dont on considère qu'elle formaient le fond dominant des forêts originelles (Duss 1897 ; Fiard 1992) ont pratiquement toutes disparu par surexploitation, à cause de la qualité de leurs bois, durs ou souples, leur permettant de résister aux cyclones. Le bois d'inde, actuellement absent de la Caravelle, en fait partie. Ces espèces sont pour la plupart tolérantes à l'ombre et à croissance lente, capables de se développer sous un peuplement constitué, rejettent vigoureusement de souche ou de racines après accident, et atteignent pour certaines des dimensions en hauteur et diamètre très supérieures aux espèces héliophiles actuellement dominantes : le courbaril (Hymenaea courbaril), l'acomat (Sideroxylon foetidissimum) ou l'olivier grand bois (Buchenavia capitata) en sont des bons exemples. Dans la première moitié du XX ème siècle, la pression humaine a diminué dans la réserve du fait de la faible activité agricole locale, du dépeuplement et de la mauvaise desserte routière de la Presqu'île. Il ne subsistait des cultures que dans les fonds de vallons les plus fertiles, ces cultures étant pour partie temporaires et itinérantes, et du pâturage extensif d'ovins et bovins dans les savanes de versants. L'entretien des savanes, au départ régulier, a été progressivement abandonné, car une végétation arbustive ou arborée a progressivement gagné une partie importante des versants puis des fonds de valons. Abandon de l'agriculture En 1952, la situation était contrastée et permettait de distinguer 3 zones principales (Vennetier et Sastre 1991) : Le quart Ouest et l'extrémité Sud-Est, occupés surtout par des «savanes» en cours d'envahissement par des végétaux ligneux, avec quelques zones de fourrés plus denses. S y ajoutent des falaises dénudées en bord de mer, et quelques peuplements forestiers sur les meilleurs sols de versant ou en galerie dans les thalwegs Le versant Nord-Est, exposé aux vents dominants, domaine des bois couchés plus ou moins denses parsemés d'ouvertures linéaires, avec une grande pente dénudée sous la pointe du diable. Aucun peuplement de gros arbres ne s'y remarque à cette époque La partie centrale, occupée majoritairement par des peuplements forestiers de densité et hauteur variables, mais présentant le plus souvent des houppiers dispersés de grandes dimensions émergeant du couvert, témoins d'arbres âgés de gros diamètre. Une carte de 1960 qui recense les exploitations et industries agricoles de la Martinique indique, au sud de la Réserve, les habitations Balata et Ferret où moins de 50 hectares sont cultivés et où subsiste un élevage ovin. La création de la réserve Naturelle dans les années 70 a accentué le déclin puis provoqué l'abandon progressif des pratiques agricoles et des coupes de bois, mais parallèlement accentué la fréquentation touristique qui est devenue intense dès les années 80. Cette fréquentation a été canalisée et réglementée progressivement dans les années 90. Evolution globale de la végétation depuis 1952 Placettes permanentes - R.N. de la Caravelle. M.V.. Cemagref avril Depuis 1952, date des premières photos aériennes disponibles, la tendance à la fermeture des milieux ouverts de la Réserve Naturelle de la Caravelle par la végétation ligneuse ne s'est jamais démentie. La comparaison des photos aériennes successives montre une diminution sensible et systématique des savanes, même si des cyclones comme David en 1979 ont pu faire provisoirement reculer la domination des arbres. L'inventaire statistique détaillé de la végétation de la réserve en , et le suivi des placettes permanentes entre 1994 et 2004, confirment la tendance à la fois par l'analyse de la structure et de la composition de la végétation, de laquelle ressort très clairement : la diminution sensible et continue des espèces héliophiles pionnière et des herbacées au profit d'espèces plus tolérantes à l'ombre, caractéristiques de milieux forestiers. la densification et l'élévation des strates arbustives dans les fourrés et de la strate arborée dans les fourrés et forêts. Cette densification a été confirmée par l'analyse d'images satellitales (Berthol D. 1997), qui montrent entre 1988 et 1995 un accroissement moyen important des indices de végétation, notamment dans les classes représentant les forêts denses, et la perte de surfaces des savanes. Cette tendance générale peut être affinée grâce à l'analyse détaillée des photos aériennes, des travaux et inventaires de divers scientifiques (dont Portecop et Fiard) entre 1970 et 1990, de l'inventaire statistique de , et grâce au suivi exhaustif tous les trois ans des placettes permanentes (flore, taille des arbres, structure de la végétation), et à l'étude des zones d'érosion (cf. rapports de 1994, 1997, 2000 et 2002). Analyse détaillée de l'évolution récente de la végétation Période post-culturale ancienne Dans les années 50, les peuplements forestiers de la réserve étaient dominés par trois espèces principales : le poirier (Tabebuia heterophylla), le campêche (Haematoxylon campechianum), et le gommier rouge (Bursera simaruba), toutes trois espèces pionnières très héliophiles (Portecop, 1974). Leur dominance passée presque exclusive dans la strate des grands arbres ne peut s'expliquer que par une phase pionnière de conquête de savanes et cultures, alors que la concurrence d autres espèces était faible. Cette absence de concurrence provient : de la destruction massive de la végétation qui avait été opérée pour les plantations de canne à sucre, le pâturage et l'exploitation du bois, ne laissant que très peu de semenciers de la plupart des espèces survivantes, de la pression du pâturage opérant un tri sélectif parmi les espèces, et favorisant celles qui ont la croissance la plus rapide en milieu ouvert, d'un entretien résiduel de certaines savanes, éliminant la strate arbustive pour maintenir les herbacées tout en laissant des arbres se développer comme abri pour le bétail. de la capacité du poirier, du campêche et du gommier rouge à vivre dans les falaises rocheuses, sur les plus mauvais sols, dans les z
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