Academic literature on the topic 'Sols forestiers – Analyse'

Résumé Cette étude s'inscrit dans le courant des recherches sur la restauration des écosystèmes forestiers dégradés. En France, la forêt d'altitude, détruite au cours des siècles à des fins pastorales, a été replantée il y a environ 100 ans afin de stabiliser les sols alors très érodés. Avec presque un siècle de recul, nous avons tenté de dresser un bilan de ces opérations de reforestation pour un site des Alpes du Sud. L'objectif était de faire la part relative des processus naturels de recolonisation et de l'effet des opérations de reboisement (réussite ou échec) sur l'état actuel du couvert forestier près de ses limites supérieures. Deux analyses complémentaires sont mises en œuvre : 1) une analyse de documents d'archives concernant le déroulement du reboisement et l'évolution de la superficie boisée ; 2) une analyse dendrochronologique à la limite supérieure de la forêt et dans les peuplements situés au-dessus, pour évaluer l'âge des arbres et l'impact des principaux facteurs environnementaux sur leur croissance. Les espaces boisés situés au-dessus de la forêt se révèlent être des restes de la reforestation. La plupart des arbres plantés n'ont pas survécu. La régénération naturelle n'a pas pris le relais des plantations. Pourtant, les contraintes climatiques altitudinales ne peu- vent être considérées comme des facteurs limitatifs majeurs de la croissance radiale sur le site. Il semblerait que la cause réelle de cet échec soit le changement de substrat, qui intervient à partir de 2000 m d'altitude. En dessous de cette barre, la restauration de la forêt est un succès, même sur les terrains difficiles à coloniser comme les anciennes prairies. À l'intérieur même des plantations, les processus naturels prennent le relais des opérations de reboisement.

Les pistes forestières sont considérées comme des causes majeures de dégrada- tion des forêts en raison de leurs impacts directs et indirects sur le fonctionnement et la diversité des écosystèmes. Compte tenu de l’importance de l’exploitation forestière tropi- cale dans le monde, la bonne gestion de l’in- frastructure routière est cruciale pour réduire les impacts environnementaux associés à ces activités tout en réduisant les coûts des opé- rations. Notre étude visait à analyser comment la question des pistes de débardage avait été traitée dans la littérature scientifique. Des études publiées depuis 65 ans, la plupart en français, dans la revue Bois et Forêts des Tro- piques (BFT), ont été comparées à une série d’études plus récentes extraites des bases de données Scopus et Web of Knowledge. La moitié des articles BFT datent d’avant 1972, alors que les bases de données plus géné- ralistes indiquent une augmentation régu- lière, depuis cette date, du nombre d’articles publiés sur ce thème, qui atteint aujourd’hui un niveau record. Sur l’ensemble de la biblio- graphie, nous avons sélectionné, à des fins d’évaluation critique, 126 articles traitant des impacts et de la gestion des pistes forestières tropicales. Les articles de BFT se caractérisent par une attention particulière portée à des questions pratiques d’ingénierie, tandis que de nombreux articles rédigés en anglais se concentrent sur l’identification des impacts sur les écosystèmes forestiers. Les impacts environnementaux liés aux pistes forestières proviennent de la destruction du couvert pen- dant leur construction, de l’accroissement des effets de lisière, de l’érosion des sols, de la perturbation de la faune et de l’accès plus facile aux forêts pour la chasse et la colonisa- tion agricole. Nous présentons, sur la base de cette revue de la littérature, une liste de recommandations permettant de réduire ces impacts. En conclusion, nous constatons, que malgré l’intérêt continu pour le sujet des pistes forestières, nous savons très peu de choses sur leur devenir à long terme dans les paysages forestiers.

Cette étude vise à analyser la dynamique de l’occupation des sols dans le bassin versant de la rivière Kienké (Cameroun) et leurs effets sur les ressources en eau de surface. Il s’agit plus précisément de détecter les changements de l’occupation des sols dans le bassin versant à partir des données satellitaires multidates, et d’identifier les conséquences de la dynamique d’occupation des sols sur la qualité de l’eau de surface ainsi que sur la gestion des ressources en eau dans le bassin versant de la Kienké. L’analyse des changements spatio-temporels de l’occupation des sols a comporté les opérations suivantes : 1) traitement des images satellitaires comparées à plusieurs dates (2001, 2009 et 2019), 2) élaboration des cartes d’occupation des sols, 3) et estimation des superficies des classes d’occupation des sols. Les données sur la qualité de l’eau ont été collectées à travers des prélèvements de cinq échantillons d’eau de la Kienké analysés au laboratoire. Les résultats montrent une régression de 13 % du couvert forestier et des plans d’eau au profit des zones anthropisées (palmeraies, tissus urbains, zone rurale, sol nu, etc.). Cette dynamique est influencée par des facteurs d’ordre anthropiques à l’instar de la croissance démographique, l’accroissement des activités économiques, l’exploitation forestière et l’expansion de l’agriculture. Ces facteurs sont interdépendants et aucun d’eux ne peut être analysé séparément. Les résultats suggèrent également que la qualité de l’eau de la Kienké se dégrade de l’amont vers l’aval, en raison de l’augmentation des quantités d’eaux usées due à la croissance démographique, à l’accroissement de l’activité économique, à l’expansion de l’agriculture et au rejet d’eaux usées sans aucun traitement.

Les pins Pinea sont utilisés depuis l’ère préhistorique pour leurs pignons de pin comestibles. Plus récemment, ces pins ont été introduits en tant qu’essence ornemen- tale dans les régions à climat méditerra- néen, où ils sont fréquents dans les parcs et jardins. Cependant, dans le Maghreb, ils se sont naturalisés au-delà des villes au point d’être classés comme essence inva- sive. De par ses dimensions (au moins 15- 20 m de hauteur et 30-40 cm de diamètre), Pinus pinea offre un potentiel intéressant comme source de bois d’œuvre en Tunisie. Cette étude visait à analyser les effets de la situation géographique et des conditions forestières sur certaines propriétés phy- siques et mécaniques du bois de Pinus pinea dans le nord de la Tunisie. Les échan- tillons analysés ont été recueillis dans qua- tre sites différents, sur 87 parcelles clas- sées selon la densité des arbres et les para- mètres de fertilité des sols. Des mesures de densité, de retrait et teneur en eau ont été effectuées sur chacun des échantillons, ainsi que des tests de résistance méca- nique. Les premiers résultats indiquent un rapport stable entre les dimensions et la densité du bois de Pinus pinea tunisien. Cependant, le module de rupture (MOR) en flexion et en compression est plus faible que pour d’autres résineux en Tunisie, quelles que soient la situation géogra- phique et la fertilité des sols. L’analyse de régression linéaire montre que la densité des peuplements est le seul paramètre ayant une influence significative sur la variabilité des propriétés du bois, à l’ex- ception de la stabilité dimensionnelle et le retrait volumique. Nos résultats indiquent que la densité croissante des peuplements de Pinus pinea est un paramètre forestier déterminant pour les propriétés physiques et mécaniques du bois de cette essence. Il y aurait ainsi intérêt à améliorer les condi- tions forestières pour obtenir un bois de meilleure qualité.

L'agriculture d'abattis-brûlis, la production de bois énergie et l'absence de gestion des écosystèmes forestiers sont à l'origine de la dégradation et de la savanisation progressive de ces espaces. Ces phénomènes ont accentué les processus d'érosion dans les terroirs du village de Kinduala. Ils ont également conduit les populations à modifier leurs pratiques culturales en raison de la disparition progressive des espaces forestiers au profit des cultures sur savane. L'objectif de cette étude était de caractériser la perception locale des sols (typologie, évolution) par les agriculteurs d'un village de la population Batandu. Le temps de l'étude, il a été réalisé deux réunions villageoises, 36 prélèvements de sols de surface, 25 analyses physico-chimiques et étudié un profil de sol. En observant la couche superficielle du sol, les Batandu distinguent quatre types d'horizons (kanga, kibuma, nzielo, kiniengi) en fonction de leur couleur, texture et leur facilité à être travaillé lors des cultures. Ils associent préférentiellement leurs cultures avec le kibuma et le kiniengi. Les Batundu sont conscients de l'évolution de la couche superficielle de leurs sols sous l'influence des activités culturales et des pluies. Cependant, ils ne perçoivent pas clairement l'évolution de leurs sols sur une plus grande profondeur et son lien avec les processus d'érosion des sols en cours. Cette étude nous a permis d'identifier les connaissances des populations, leurs limites, et de proposer un schéma de processus d'érosion des sols. Pour freiner ce processus d'érosion des sols, des améliorations culturales devront être intégrées dans les Plans simples de gestion élaborés par les populations en complément des activités de reboisement et de plantations agroforestières à Acacia auriculiformis.

Les feux de forêt sont fréquents en Algérie ces dernières années. Les dégâts économiques sont inestimables et les conséquences écologiques néfastes. La régénération naturelle est prévisible pour certaines régions du pays, pour d'autres, les conditions de reprise végétale ne sont pas toujours favorables. Cette étude évalue l'état après feu de la région forestière de Fergoug, dans la wilaya de Mascara ravagée par un grand incendie en été 2003. Elle met en évidence l'utilisation de l'outil satellite et son intégration dans un système d'information géographique (Sig). En effet, le Sig intègre une série d'images des satellites Landsat-TM (octobre 1987), Alsat-1 (août 2003 et octobre 2007), ainsi que des produits dérivés du modèle numérique de terrain du satellite Aster. L'analyse dans le Sig, par combinaison des indices de végétation normalisés (Ndvi) générés à partir des images et des autres couches d'informations (carte forestière, carte des pentes, carte des expositions, limites du feu¿), a permis de cartographier les changements survenus dans la zone d'étude après l'incendie. Les résultats obtenus et vérifiés par des investigations sur le terrain montrent une régénération remarquable de la strate forestière, particulièrement chez le thuya de Berbérie, Tetraclinis articulata. Cette reprise est beaucoup plus significative sur les versants orientés vers le nord, sur des pentes assez faibles. Ces versants sont moins exposés à la chaleur des longues journées de l'été, conservant dans les sols plus d'humidité indispensable à la croissance des végétaux. D'après les statistiques obtenues, les parties couvertes par la strate arborée avant le feu sont transformées en des matorrals et des maquis clairsemés qui, dans un proche avenir, peuvent atteindre le stade de couverture d'avant incendie, si les conditions d'entretien et de protection nécessaires sont réunies. (Résumé d'auteur)

La présente étude analyse la perte du couvert forestier dans la zone du projet pilote REDD+ intégré d’Isangi entre 2002 et 2010. La région est l’une des zones de la République démocratique du Congo où les ressources naturelles sont soumises à une forte pression anthropique. Cette étude a permis, grâce aux techniques de détections multi-temporelles des chan- gements combinées aux enquêtes menées sur le terrain, de cartographier les différentes classes d’occupation des sols mais aussi de déterminer les zones les plus affectées par la perte du couvert forestier. Le taux annuel de déforestation est évalué à 0,13 % (330 ha par an) et les émissions associées représentent envi- ron 196 000 tonnes de CO2 par an. Les résultats des entretiens auprès des villa- geois indiquent que les principales causes de la déforestation et de la dégra- dation des forêts sont l’agriculture itiné- rante sur brûlis et l’exploitation de bois (bois de chauffage, charbon de bois et bois de construction). Les préconisations afin de ralentir le phénomène de défores- tation dans la région sont d’améliorer la production agricole, de formaliser l’ex- ploitation de bois et de diversifier les sources d’approvisionnement des pro- duits ligneux.

L’étude s’intéresse aux perceptions de la dégradation des ressources naturelles et examine les facteurs qui influencent la volonté des populations locales à intégrer les bonnes pratiques qui atténuent l’utilisation des feux, de la pâture et des pesticides. Nous avons analysé les stratégies locales qui pourraient restaurer les ressources naturelles et permettre une gestion durable. Les données ont été collectées auprès de 300 ménages ruraux dans trente villages riverains du corridor forestier de la Boucle du Mouhoun au Burkina Faso. Les résultats montrent selon l’échelle catégorielle de type Likert que les populations locales sont conscientes de la dégradation des ressources naturelles et en connaissent les principales causes : variabilité climatique, érosion des sols, feux, dégradation de la qualité du sol, pâture incontrôlée, coupe de bois, utilisation de pesticides et tenure foncière. L’âge, le genre, le statut de résidence, la source de revenu, la taille de l'exploitation et la tenure foncière sont explicatives de la volonté des communautés riveraines à inverser la tendance à la dégradation du corridor forestier de la Boucle du Mouhoun. En outre, les populations suggèrent la plantation d’espèces désirées et adaptées aux conditions de site, la mise en place des ouvrages antiérosifs qui améliorent la fertilité des sols et l’aide au rétablissement du couvert végétal. Elles promettent l’utilisation de pesticides homologués et à faible dose, l’interdiction de pâture dans les aires protégées, la protection et la conservation des arbres dans les champs. Au terme de cette étude, il ressort que les déterminants à prendre en compte pour une gestion durable des ressources naturelles et l’inversion de la tendance à la dégradation sont la gestion des feux, la pâture modérée, l‘utilisation modérée des pesticides et la réduction des défriches. Dans la formulation des stratégies de lutte contre la dégradation des ressources naturelles à mettre en place, il sera impérieux à l’avenir de tenir compte des caractéristiques socio-économiques.

Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un projet multidisciplinaire sur la gestion et la protection de l'habitat des salmonidés et sur l'évaluation des perturbations que subissent les habitats de ces poissons dans les eaux courantes suite aux coupes forestières et à la construction de routes. Afin d'identifier les voies d'écoulement responsables de la qualité des eaux de surface d'un petit bassin versant forestier, une étude approfondie a été entreprise sur l'évolution de la qualité de l'eau de pluie lors de son passage à travers la phytocénose et la couverture pédologique jusqu'au ruisseau. La signature chimique des compartiments du bassin versant servira d'intrant quant à l'application et l'analyse du modèle EMMA (end-members mixing analysis). La signature chimique de l'eau du ruisseau s'explique par un graphe x-y (graphe de mélange) sur lequel la composition chimique des compartiments et celle du ruisseau sont reportées. Si trois compartiments circonscrivent la signature chimique du cours d'eau, alors on peut émettre l'hypothèse que ces compartiments se mélangent de façon conservatrice pour donner la qualité des eaux de surface du bassin versant. Plusieurs traceurs (conductivité électrique, SO42-, Cl-, NO3-, K+, Alt et Fet) naturels n'ont pas servi à l'identification des compartiments parce que le modèle ne tient pas compte de certaines conditions, tels l'activité biologique, l'état hydrique des profils, etc. Seuls le pH, Na+, Ca2+, Mg2+ et SiO2 se sont avérés des traceurs utiles. La nappe phréatique a été incluse par défaut dans le modèle puisqu'il était connu qu'elle assurait la base de l'écoulement du cours d'eau en tout temps de l'année. Les sols de la plaine d'inondation semblent également prendre part à la qualité de l'eau du ruisseau, particulièrement les horizons B podzoliques, lesquels sont saturés d'eau pendant toute la période sans gel. C'est donc dire que l'écoulement de l'eau souterraine et l'écoulement hypodermique au niveau des horizons B de la plaine d'inondation sont les voies d'écoulement qui expliquent le mieux la qualité des eaux de surface du bassin versant. Toutefois, la séparation de l'hydrogramme par l'équation du bilan massique a montré qu'un modèle à trois réservoirs (nappe phréatique, horizons B des versants sud et nord) ne peut pas donner des résultats satisfaisants quant à la simulation de la charge chimique des eaux de surface. Le modèle élimine systématiquement trop de compartiments pouvant s'avérer explicatifs de la qualité de l'eau du ruisseau. Un modèle mécaniste développé à partir des variations du niveau de la nappe phréatique, de la conductivité hydraulique et de la composition chimique des solutions de sol permettrait de reproduire plus rigoureusement l'hydrogramme du ruisseau. Le modèle EMMA demeure tout de même un bon outil pour réfuter ou confirmer une hypothèse de recherche car il met clairement en relation la composition chimique des compartiments à celle du ruisseau et enlève parfois tout doute quant à l'action d'un processus susceptible d'alimenter le cours d'eau.

IDENTIFICATION OF ENVIRONMENTAL FRAGILITIES IN THE MICROBACY OF JARUCU RIVER, MUNICIPALITY OF BRAZIL NOVO – PAIDENTIFICATION DES FAIBLESSES DANS L'ENVIRONNEMENT JARUCU RIVIÈRE, BRESIL NEW COUNTY – PAO objetivo deste trabalho é avaliar a fragilidade ambiental da microbacia Hidrográfica do rio Jarucu, localizada no município de Brasil Novo, no Pará, a partir de uma visão sistêmica, oriunda de modelagens matemático-espaciais, para melhor análise da gestão de seus recursos naturais. Para a sua realização, utilizou-se a metodologia de álgebra de mapas proposta por Ross (1994), por intermédio da sobreposição de camadas, atribuindo-se a elas, notas e pesos, utilizando-se, como plataforma, o software ArcGIS 10.1, gerando mapa síntese a partir de multicritérios. Para esse fim, foram utilizados mapas de declividades, solos, proximidade de drenagens e nascentes, além do uso e cobertura do solo, mediante classificação orientada a objeto, utilizando-se o software eCoguinition 9.01, bem como cenas do sensor RapidEye, disponível no site do Ministério do Meio Ambiente (resolução espacial de 5 metros). Os resultados demonstram que a bacia apresenta fragilidade entre baixa e média, devido a índices moderados de declividade e solos estáveis quando se tem a presença da vegetação. As regiões com fragilidade localizam-se nas Áreas de Preservação Permanente de Cursos d’água, devido à declividade acentuada nesses pontos e à falta de cobertura vegetal, gerada pela substituição de áreas de floresta por pastagens, muitas destas degradadas, um padrão comum no processo de ocupação da região da Transamazônica, acarretando, em se tratando de uma bacia hidrográfica, um processo de lixiviação e assoreamento dos cursos d’água, mesmo que ainda incipiente.Palavras-chave: Fragilidade Ambiental; Modelagens Espaciais; Rio Jarucu, Brasil Novo.ABSTRACTThe objective of this work was to evaluate the environmental fragility of the hydrographic microbasin Of the Jarucu River located in the municipality of Brasil Novo in Pará from a systemic view derived from mathematical-spatial modeling, to better analyze the management of its natural resources. In order to achieve it, it was used the methodology of map algebra proposed by Ross (1994) by overlapping layers and assigning them grades and weights, using as Platform ArcGIS 10.1 software, generating synthesis map from multicriteria. To this end, besides the ground cover through object-oriented classification using the eCoguinition software 9.01 and scenes of the RapidEye sensor available on the Ministry of Environment website (resolution Space of 5 meters), Maps of Slopes, Soils, proximity to drains and springs were used. The results showed that the basin presents its fragility between low and avarsge due to moderate rates of slope and stable soils when there is vegetation. The regions where they showed the greatest fragility are located in the Permanent Preservation water course areas due to the marked slope in these points and the lack of vegetation coverage, generated by the replacement of forest areas by pastures, many of these degraded, what is a common pattern in the process of occupation of the Transamazonica region, leading to, when it comes to a river basin, a process of leaching and sedimentation of watercourses, even if still incipient.Keywords: Environmental Fragility; Spatial Modeling; Jarucu River, Brasil NovoRÉSUMÉRésumé: L'objectif de ce travail était d'évaluer la fragilité environnementale de la micro-puce hydrographique de la rivière Jarucu située dans la municipalité de Brasil Novo à Pará à partir d'une vue systémique dérivée de la modélisation mathématique et spatiale afin de mieux analyser la gestion de ses ressources naturelles. Pour sa réalisation, la méthodologie de l'algèbre de carte proposée par Ross (1994) à travers le chevauchement des couches et leur attribuant des notes et des poids, en utilisant comme plate-forme le logiciel ArcGIS 10.1, générant une carte de synthèse multicritère. À cette fin, des cartes des pentes, des sols, de la proximité du drainage et des sources ont été utilisées, ainsi que l'utilisation et la couverture des terres grâce à une classification orientée objet à l'aide du logiciel eCoguinition 9.01 et des scènes du capteur RapidEye disponibles sur le site Web du ministère de l'Environnement Espace de 5 mètres). Les résultats ont montré que le bassin présente une fragilité entre le bas et le moyen, en raison des indices modérés de pente et des sols stables lorsque la végétation est présente. Les régions où elles sont les plus fragiles sont situées dans les zones de conservation permanentes des cours d'eau en raison de la pente marquée de ces points et de l'absence de couverture végétale générée par le remplacement des zones forestières par les pâturages, dont beaucoup sont dégradés, un modèle commun dans le processus de Occupation de la région de Transamazonica, conduisant à un processus de lixiviation et de sédimentation des cours d'eau, même si elle était encore incipiente.Mots-clés: Fragilité de L'environnement; L'espace de Modélisation; Rivière Jarucu, Brésil Nouveau.

Le document présente les résultats d'une analyse physique des transferts hydriques dans le système sol-arbre à différentes échelles spatiales. Un modèle original, en régime transitoire, de l'interface sol-racine est inséré dans un modèle global à l'échelle de la parcelle forestière ; cette approche permet de répondre à deux problématiques précises : on montre d'une part que l'interface sol-racine peut être une zone résistive prédominante en cas de situation hydrique limitante ; d'autre part, on explique le fonctionnement hydrique du sol forestier considéré (sol à deux horizons pédologiques limono-argileux séparés par un horizon d'accumulation d'argile imperméable aux remontées capillaires mais cependant traversé par les racines) : l'horizon profond, malgré la faible densité racinaire, constitue une réserve hydrique fondamentale lors d'épisodes de stress hydrique. Enfin, ce modèle global permet d'identifier par méthode inversé certains paramètres hydrauliques du sol inconnus. Ces résultats sont complétés par deux études à des échelles inferieures (carottes de taille centimétrique et cuve lysimétrique à l'échelle métrique). Au laboratoire, l'utilisation d'une technique gammamétrique double-source permet d'identifier les mêmes paramètres hydrauliques sur carottes ; lorsque celles-ci sont non remaniées et donc hétérogènes, la technique doit être adaptée de manière à moyenner les observations sur un volume représentatif du phénomène que l'on souhaite observer. Ces expériences montrent de plus l'influence du remaniement ainsi que des zones fissurées et une étude numérique confirme ces constatations. Le lysmètre vient finalement compléter les études aux deux échelles précédentes : l'expérimentation allie alors des dimensions représentatives de l'échelle du terrain avec des conditions expérimentales contrôlées et précises. Une synthèse confronte les différentes approches.

Durant ces dernières décennies la déforestation et les changements climatiques ont largement contribué à l'augmenation de l'érosion des sols et de la fréquence des glissements de terrain, surtout dans les environnements fragilisés comme ceux du Sud. De la nécessité de sécuriser les pentes instables par les techniques d'éco-ingénierie, alternatives écologiques et peu coûteuses aux solutions traditionnelles de génie civil, a émergé la question de l'impact des structures forestières sur la stabilité des pentes et des versants. Cependant, les moyens actuels d'expérimentation in situ à l'échele des peuplements restent limité. Ainsi, la modélisation par éléments finis et l'analyse numérique ont permis d'aborder cette question. Trois étapes ont été nécessaires pour atteindre cet objectif. Dans une prmière phase, un modèle éléments finis a été développé en se basant sur les principes du rendorcement racinaire. II englobe un ensemble de méthodes de paramétrisation des morphologies racinaire et de distribution spatiale des arbres. A partir de la technique des plans d'expériences numériques, le modèle a été utilisé pour simuler et analyser un éventail de scénarii de pentes boisées. Cette analyse a permis d'identifier certains paramètres de la structure forestière pertinents pour la stabilité de la pente. La dernière étape de ce travail s'est attachée à évaluer les différents parmètres nécessaires à l'utilisation du modèle à partir d'études sur 2 sites de peuplements hétérogènes au Togo. L'utilsation des méthodes numériques a globalement permis d'apporter des éléments nouveaux pour la compréhension de la fonction stabilisatrice des peuplements forestiers. A l'échelle de l'arbre, la morphologie racinaire, la profondeur d'enracinement et la cohésion additionnelle conférée par les racines fines sont apparues comme des paramètres d'incidence majeure sur la stabilité. D'autres paramètres de l'échelle peuplement, l'écart entre arbres dans la direction de la pente et le mofif rectangulaire de plantation sont des facteurs d'influence majeure sur la stabilité

Les écosystèmes forestiers tropicaux représentent près de la moitié de la superficie forestière mondiale. Ces écosystèmes qui fournissent des services fondamentaux pour le bien-être de nos sociétés (e.g. régulation des flux de matières, maintien des sols) sont particulièrement touchés (perte et dégradation des forêts) par les changements globaux. La Nouvelle‐Calédonie, et ses substrats ultramafiques, ne font pas exception à cette tendance. L’activité minière et les feux sont responsables de la régression, de la fragmentation, de la dégradation des forêts et de l’érosion des sols. L’archipel est classé parmi les points chauds de la biodiversité mondiale et la restauration écologique de ces écosystèmes revêt de forts enjeux. L’objectif appliqué de cette thèse est de contribuer à la restauration écologique des forêts de NouvelleCalédonie afin de limiter l’érosion des sols sur substrats ultramafiques, et s’inscrit dans le champ disciplinaire de l’écologie de la restauration. L’objectif scientifique est d’étudier l’influence des symbioses mycorhiziennes et des traits racinaires sur l’érosion des Ferralsols développés sur substrats ultramafiques à travers une approche multi-échelle. Dans la première partie, nous mettons en évidence les caractéristiques floristiques et structurales de communautés végétales sur substrats ultramafiques. Celles-ci laissent présager une expression accrue des traits racinaires des espèces dominantes dans les forêts monodominantes. La place centrale du feu et des cyclones dans la dynamique de succession végétale est également soulignée, tout comme celle des symbioses mycorhiziennes dans le maintien de la monodominance de Nothofagus aequilateralis. Dans la deuxième partie, notre travail permet de suggérer l’existence d’un seuil biotique entre les maquis lignoherbacés dégradés et les maquis ligno-herbacés. Les feux répétés seraient la cause principale du franchissement de ce seuil. L’augmentation de la biomasse végétale constituerait en effet le facteur-clé contribuant à accroître la stabilité des agrégats entre ces deux stades. Ainsi, la protection contre les feux, associée à la promotion des successions végétales à travers l’utilisation d’espèces potentiellement facilitatrices comme Costularia arundinacea pourrait constituer une stratégie efficiente pour limiter l’érosion des Ferralsols. De plus, l’influence des communautés végétales (e.g. composition floristique) et fongiques (e.g. biomasse) sur la stabilité des agrégats est clairement mise en exergue. La troisième partie vise à évaluer la capacité d’espèces végétales, associées à des champignons mycorhiziens, à accroître la stabilité des agrégats, mais aussi à identifier les traits racinaires et les associations mycorhiziennes contribuant à cet accroissement. Dans cette partie, nous mettons en évidence que la combinaison de valeurs élevées des traits racinaires « Root Mass Density – Root Length Density – pourcentage de racines fines » est efficace pour augmenter la stabilité des agrégats. Par ailleurs, l’efficacité de cette combinaison de traits racinaires est accrue par les symbioses mycorhiziennes. Ainsi, des trois espèces végétales évaluées, Costularia arundinacea serait l’espèce-outil la plus efficace pour accroître la stabilité des agrégats. Ce travail a ainsi permis de mettre en évidence l’influence des traits racinaires et des symbioses mycorhiziennes sur la stabilité des agrégats des Ferralsols sur substrats ultramafiques, que ce soit à l’échelle des espèces ou des communautés végétales. A notre connaissance, ces résultats sont les premiers acquis sur ce type de sol. Ces résultats permettent de formuler des propositions en vue de la restauration écologique des milieux forestiers de Nouvelle-Calédonie afin de limiter l’érosion des sols sur substrats ultramafiques, mais aussi d’esquisser de nouvelles pistes de recherche
Tropical forest ecosystems cover nearly half of the world's forest area. These ecosystems provide basic services for the well-being of our societies (e.g. regulation of material flows, soil preservation) are particularly affected (loss and degradation of forests) by global changes. New Caledonia, and its ultramafic substrates, is no exception to this trend. Mining and fires are responsible for forest regression, fragmentation, degradation and soil erosion. The archipelago is ranked among the hotspots of global biodiversity and the ecological restoration of these ecosystems is a major challenge. The objective of this thesis is to contribute to the ecological restoration of the forests of New Caledonia in order to limit the erosion of soils on ultramafic substrates and is part of the disciplinary field of the ecology of restoration. The scientific objective is to study the influence of mycorrhizal symbiosis and root traits on the erosion of Ferralsols developed on ultramafic substrates through a multi-scale approach. In the first part, we highlight the floristic and structural characteristics of plant communities on ultramafic substrates. These suggest an increased expression of the root traits of dominant species in monodominant forests. The central place of fire and cyclones in the dynamics of plant succession is also emphasized, as well as mycorrhizal symbioses in maintaining the monodominance of Nothofagus aequilateralis. In the second part, our work suggests the existence of a biotic threshold between degraded ligno-herbaceous maquis and ligno-herbaceous maquis. Repeated fires would be the main cause of crossing this threshold. The increase in plant biomass would be the key factor contributing to the stability of the aggregates between these two stages. Thus, fire protection combined with the promotion of plant successions through the use of potentially facilitating species such as Costularia arundinacea could be an efficient strategy for limiting erosion of Ferralsols. In addition, the influence of plant (e.g. floristic composition) and fungal communities (e.g. biomass) on the stability of aggregates is clearly highlighted. The third part aims to evaluate the ability of plant species, combined with mycorrhizal fungi, to increase the stability of aggregates, but also to identify root traits and mycorrhizal associations contributing to this increase. In this section, we demonstrate that the combination of high values for “Root Mass Density - Root Length Density – percentage of fine roots” is effective in increasing aggregate stability. Moreover, the efficacy of this combination of root traits is enhanced by mycorrhizal symbiosis. Thus, of the three plant species evaluated, Costularia arundinacea would be the most effective tool species for increasing the stability of aggregates. This work allowed us to highlight the influence of root traits and mycorrhizal symbiosis on the stability of soil aggregates on Ferralsols on ultramafic substrates, at the scale of plant communities or at the level of plant species. To our knowledge, these results are the first to be acquired on this type of soil. These results make it possible to formulate proposals for the ecological restoration of forest ecosystems in New Caledonia in order to limit soil erosion on ultramafic substrates, but also to sketch new avenues of research

Les associations organo-minérales jouent un rôle prépondérant dans la séquestration à long terme des matières organiques des sols forestiers, mais les contributions des différents types d’association organo-minérale à la stabilisation, ainsi que les processus microbiens qui en sont responsables, restent mal connus. Pour y remédier, des techniques de traçage isotopique ont été combinées à la séparation densitométrique séquentielle des associations organo-minérales. Ces dernières ont été investiguées in et ex situ, à différentes échelles spatiales (macroscopique, submicrométrique et moléculaire) et temporelles (de 8 heures à 12 ans).Quatre types d’association organo-minérale ont été distingués : les débris végétaux associés à quelques rares minéraux, les agrégats végétaux, les agrégats microbiens et les grains minéraux. Le traçage isotopique du carbone et de l’azote dérivés des litières de feuilles a mis en évidence, à l’échelle de la décennie, des transferts entre les différentes associations organo-minérales. Tous deux entrent dans le sol sous forme de fragments végétaux, puis migrent progressivement vers les agrégats végétaux et microbiens. Les agrégats apparaissent pertinents pour la stabilisation du carbone et de l’azote à l’échelle décennale. Une petite fraction du carbone et de l’azote apparaît rapidement stabilisée dans les grains minéraux denses. Nos observations du devenir du 15N indiquent que l’activité des microorganismes du sol est responsable de ces transferts. Les fragments de feuilles colonisés par les microorganismes sont progressivement incorporés dans les agrégats végétaux. A mesure que la décomposition se poursuit, les agrégats végétaux se disloquent pour former des agrégats plus stables, plus pauvres en matières organiques, plus enrichis en produits microbiens et plus compacts : les agrégats microbiens. La stabilisation microbienne a été étudiée aux échelles macroscopique, submicrométrique et moléculaire, principalement par NanoSIMS et LC-IRMS. Elle opère (i) directement par immobilisation dans les cellules microbiennes et (ii) indirectement via une abondante production de métabolites extracellulaires. La calibration des C/N obtenus par NanoSIMS a permis de déterminer qu’ils sont stabilisés dans les associations organo-minérales sans contrôle apparent de la chimie des matières organiques. L’incorporation du 13C dans les sucres aminés, biomarqueurs des biomasses bactériennes et fongiques, indique que les microorganismes vivants croissent où la ressource se trouve. Ils s’accumulent dans les agrégats microbiens via les processus de transfert précédemment évoqués. Ce travail souligne l’importance des agrégats pour la séquestration du carbone et de l’azote dérivés des litières à l’échelle de la décennie. Il met également en évidence le rôle des microorganismes dans les transferts et la stabilisation du carbone et de l’azote dérivés des feuilles au sein d’associations organo-minérales
Organo-mineral associations play a key role in the long-term sequestration of organic matter in forest soils. However, knowledge about the contribution of the different types of organo-mineral associations and the microbial processes involved in soil organic matter stabilisation is scant. To solve it, stable isotope techniques have been combined with the sequential density fractionation of organo-mineral associations. Isolated fractions were investigated in field and in lab, at different temporal (from 8 hours to 12 years) and spatial scales (macro-, submicron- and molecular scales).Four types of organo-mineral associations were distinguished: plant debris with little mineral attached, plant aggregates, microbial aggregates and mineral grains. Isotopically labeled beech leaf litters were tracked at a decadal time-scale to reveal transfers in between organo-mineral associations. Both litter-derived carbon and nitrogen entered the soil as plant fragments to progressively pass through plant and microbial aggregates. Aggregates appeared particularly meaningful for the stabilisation of litter-derived carbon and nitrogen at a decadal time-scale. Little of the litter-derived carbon and nitrogen was found quickly stabilized to mineral grains. Microbial activities appeared as a major controlling factor for the evolvement of organo-mineral associations, responsive for the transfers of litter-derived carbon and nitrogen. Indeed, plant debris colonized by microorganisms are progressively trapped into plant aggregates. As decomposition proceeds, plant aggregates disrupt into denser microbial aggregates. These aggregates are loaded with lesser organic matter, but enriched in stable microbial materials.Stabilisation by soil microorganisms has been studied at the macro-, submicronand molecular- scales, using mostly NanoSIMS and LC-IRMS. Microbial stabilization operated (i) directly through immobilization in microbial cells and, (ii) indirectly through large production of extracellular microbial products. By calibrating the NanoSIMS for accurate C/N ratios, extracellular microbial products have been shown to be stabilized onto organo-mineral associations without apparent control of the mineral-attached organic matter chemistry. The incorporation of 13C tracers into amino sugars, biomarkers of bacterial and fungal biomasses, revealed that living microorganisms grow where the resource is, but accumulate in microbial aggregates. Microbial biomasses moved from plant debris to microbial aggregates, likely along with the transfers of decaying litter residues as described above.This work points aggregates as meaningful organo-mineral associations for the sequestration of litter-derived carbon and nitrogen at the decadal time-scale. It also revealed the role of microorganisms in the transfers and stabilization of litterderived carbon and nitrogen within organo-mineral associations

Influence d'un stress hydrique sur l'établissement et la croissance des semis transplantés (effets sur la photosynthèse et la transpiration). Aide à la règlementation racinaire et à la reprise des plants par habillage des racines et apport d'une fertilisation azotée. Évolution des réserves carbonées : sucres solubles et amidon. Enrichissement atmosphérique en CO::(2) pour augmenter la production de biomasse et réduire le temps d'élevage en pépinière

Les écosystèmes jouent un rôle important dans les stratégies visant à faire face au changement climatique parce qu'ils s'attaquent à la fois à ses causes et à ses effets grâce à leurs services écosystémiques. Les écosystèmes agissent comme des filets de sécurité pour les communautés rurales et comme tampons contre les impacts climatique en fournissant des services d'approvisionnement (par exemple la nourriture et le bois) et des services de régulation (par exemple la régulation de l'eau et le contrôle de l'érosion). De plus, la séquestration du carbone par les écosystèmes contribue à atténuer le changement climatique. La gestion des terres affecte les services écosystémiques (SE) de diverses manières et, en raison de l’existence de compromis (« tradeoffs »), peut améliorer l'offre d'un SE au détriment des autres. Par exemple, la conversion des forêts à l'agriculture pour augmenter la production alimentaire peut dégrader la régulation de l'eau. Bien que les compromis soient reconnus, les connaissances sur la façon dont les changements dans la gestion des terres affectent les SE et leurs bénéficiaires sont encore limitées. Cette recherche vise à améliorer notre compréhension de la façon dont les changements dans la gestion des terres influent sur la résilience des communautés locales face aux aléas climatiques et sur la fourniture de SE aux niveaux régional et mondial. Nous avons combiné des méthodes multidisciplinaires et participatives pour analyser les changements dans la gestion des forêts et des arbres dans les réponses des communautés locales aux aléas climatiques. Dans quatre communautés rurales touchées par des inondations et des sécheresses dans des paysages forestiers tropicaux en Indonésie, nous avons inventorié les forêts, enquêté les ménages, discuté avec des groupes focaux et analysé des images satellite. Pour analyser comment les SE sont affectés par les changements dans la gestion des terres, nous avons développé un cadre conceptuel pour rendre compte des multiples contributions humaines dans la fourniture des SE. Les résultats ont montré comment les communautés ont utilisé les écosystèmes dans leurs réponses aux impacts climatiques et comment les changements dans la gestion des terres ont affecté la fourniture de SE. Dans les sites d'étude les moins forestiers, les communautés avaient les plus grands besoins de SE forestiers pour les aider à s'adapter à la sécheresse. Entre 5 et 45% des ménages ont rapporté au moins une stratégie d'adaptation basée sur des produits issus des forêts et des arbres, par exemple la récolte du bois ou la collecte des feuilles, du caoutchouc et des légumes sauvages. Plusieurs stratégies d'anticipation au niveau communautaire visaient à protéger ou à restaurer les forêts afin de réduire les impacts des sécheresses et des inondations sur le sol et l'eau. Les communautés n'étaient pas des bénéficiaires passifs des SE, mais ont contribué activement à leur fourniture de multiples façons. Elles ont géré les terres, mobilisé du capital humain ou manufacturé (par exemple les savoirs, les engrais), distribué les bénéfices et apprécié leur contribution au bien-être. Ces actions ont déterminé qui bénéficie des écosystèmes et comment. Les apports humains dans la fourniture des SE dépendaient de règles communautaires (par exemple, restrictions de coupe de bois ou taxes), du capital (par exemple moyens de transport ou d'irrigation), des valeurs (par exemple les perceptions de la dégradation de l'environnement) et des facteurs spatiaux (par exemple la localisation des habitations et des champs dans les zones sujettes aux catastrophes). Une meilleure compréhension des apports humains dans la fourniture des SE et des compromis entre services peut guider la conception de solutions basées sur les écosystèmes pour renforcer la résilience des populations locales aux risques climatiques tout en fournissant d'autres bénéfices globaux pour le développement durable
Ecosystems play an important role in strategies for facing climate change because they address both its causes and effects through the delivery of ecosystem services. Ecosystems act as safety nets for rural livelihoods and as buffers against damages by supplying provisioning services (e.g., food and timber) and regulating services (e.g., water regulation and erosion control). In addition, carbon sequestration by ecosystems contributes to mitigate climate change. Land management affects ecosystem services in diverse ways and, because of trade-offs, can enhance the supply of one ecosystem service of interest at the expense of others. For example, the conversion of forests to agriculture to increase food production may degrade water regulation. Although trade-offs are recognized, knowledge on how changes in land management affect ecosystem services and their beneficiaries is still limited. This research aims to increase our understanding of how land management changes impact the resilience of local communities to climate hazards and the provision of ecosystem services at regional and global level. We combined multi-disciplinary and participatory methods to analyze changes in the management of forests and trees in the responses of local communities to climate hazards. Across four rural communities affected by floods and droughts in tropical forest landscapes in Indonesia, we inventoried forests, surveyed households, discussed with focus groups, and analysed satellite images. To analyse how ecosystem services are affected by changes in land management, we developed a conceptual framework to account for the multiple human contributions in the delivery of ecosystem services. The findings showed how communities used ecosystems in their responses to climatic impacts and how changes in land management affected the supply of ecosystem services. In the study sites with least forests, communities had the highest needs for forest ecosystem services to help them adapt to drought. Between 5 and 45% of the households reported at least one coping strategy based on products from forests and trees, for example harvesting timber or collecting leaves, rubber, and wild vegetables. Several anticipatory strategies at the community level aimed to protect or restore forests to reduce the impacts of droughts and floods on soil and water. Communities were not passive beneficiaries of ecosystem services but actively contributed to their delivery in multiple ways. They managed land, mobilized human and human-made assets (e.g. skills, fertilizers), allocated benefits, and appreciated their contribution to well-being. Such actions determined who benefited from ecosystems and how. The human contributions in the delivery of ecosystem services depended on community rules (e.g. logging restrictions or taxes), assets (e.g. access to transportation or irrigation systems), values (e.g. perception of environmental degradation), and spatial factors (e.g., location of houses and crops in disaster prone areas). The land management strategies of local communities in response to climate hazards also affected the delivery of ecosystem services at regional and global scales, through changes in biodiversity, water regulation, and carbon sequestration. An improved understanding of human inputs and trade-offs in the delivery of ecosystem services can inform the design of sound ecosystem-based solutions for strengthening the resilience of local people to climate hazards while providing other global benefits for sustainable development

Résumé : Dans les couverts forestiers, le suivi de l’humidité du sol permet de prévenir plusieurs désastres tels que la paludification, les incendies et les inondations. Comme ce paramètre est très dynamique dans l’espace et dans le temps, son estimation à grande échelle présente un grand défi, d’où le recours à la télédétection radar. Le capteur radar à synthèse d’ouverture (RSO) est couramment utilisé grâce à sa vaste couverture et sa résolution spatiale élevée. Contrairement aux sols nus et aux zones agricoles, le suivi de l’humidité du sol en zone forestière est très peu étudié à cause de la complexité des processus de diffusion dans ce type de milieu. En effet, la forte atténuation de la contribution du sol par la végétation et la forte contribution de volume issue de la végétation réduisent énormément la sensibilité du signal radar à l’humidité du sol. Des études portées sur des couverts forestiers ont montré que le signal radar en bande C provient principalement de la couche supérieure et sature vite avec la densité de la végétation. Cependant, très peu d’études ont exploré le potentiel des paramètres polarimétriques, dérivés d’un capteur polarimétrique comme RADARSAT-2, pour suivre l’humidité du sol sur les couverts forestiers. L’effet du couvert végétal est moins important avec la bande L en raison de son importante profondeur de pénétration qui permet de mieux informer sur l’humidité du sol. L’objectif principal de ce projet est de suivre l’humidité du sol à partir de données radar entièrement polarimétriques en bandes C et L sur des sites forestiers. Les données utilisées sont celles de la campagne terrain Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) tenue du 6 juin au 17 juillet 2012 au Manitoba (Canada). Quatre sites forestiers de feuillus ont été échantillonnés. L’espèce majoritaire présente est le peuplier faux-tremble. Les données utilisées incluent des mesures de l’humidité du sol, de la rugosité de surface du sol, des caractéristiques des sites forestiers (arbres, sous-bois, litières…) et des données radar entièrement polarimétriques aéroportées et satellitaires acquises respectivement, en bande L (UAVSAR) à 30˚ et 40˚ et en bande C (RADARSAT-2) entre 20˚ et 30˚. Plusieurs paramètres polarimétriques ont été dérivés des données UAVSAR et RADARSAT-2 : les coefficients de corrélation (ρHHVV, φHHVV, etc); la hauteur du socle; l’entropie (H), l’anisotropie (A) et l’angle alpha extraits de la décomposition de Cloude-Pottier; les puissances de diffusion de surface (Ps), de double bond (Pd) extraites de la décomposition de Freeman-Durden, etc. Des relations entre les données radar (coefficients de rétrodiffusion multifréquences et multipolarisations (linéaires et circulaires) et les paramètres polarimétriques) et l’humidité du sol ont été développées et analysées. Les résultats ont montré que 1) En bande L, plusieurs paramètres optimaux permettent le suivi de l’humidité du sol en zone forestière avec un coefficient de corrélation significatif (p-value < 0,05): σ[indice supérieur 0] linéaire et σ[indice supérieur 0] circulaire (le coefficient de corrélation, r, varie entre 0,60 et 0,96), Ps (r entre 0,59 et 0,84), Pd (r entre 0,6 et 0,82), ρHHHV_30˚, ρVVHV_30˚, φHHHV_30˚ and φHHVV_30˚ (r entre 0,56 et 0,81) alors qu’en bande C, ils sont réduits à φHHHV, φVVHV et φHHVV (r est autour de 0,90). 2) En bande L, les paramètres polarimétriques n’ont pas montré de valeur ajoutée par rapport aux signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude, pour le suivi de l’humidité du sol sur les sites forestiers. En revanche, en bande C, certains paramètres polarimétriques ont montré de meilleures relations significatives avec l’humidité du sol que les signaux conventionnels multipolarisés d’amplitude.
Abstract : Over forest canopies, soil moisture monitoring allows to prevent many disasters such as paludification, fires and floods. As this parameter is very dynamic in space and time, its large-scale estimation is a great challenge, hence the use of radar remote sensing. Synthetic aperture radar (SAR) sensor is commonly used due to its wide spatial coverage and its high spatial resolution. Unlike bare soils and agricultural areas, only few investigations focused on the monitoring of soil moisture over forested areas due to the complexity of the scattering processes in this kind of medium. Indeed, the high attenuation of soil contribution by the vegetation and the high vegetation volume contribution significantly reduce the sensitivity of the radar signal to soil moisture. Studies conducted at C-band have shown that the radar signal mainly comes from the upper layer and it quickly saturates with the vegetation density. However, very few studies have explored the potential of polarimetric parameters derived from a fully polarimetric sensor such as RADARSAT-2, to monitor soil moisture over forest canopies. With its large penetration’s depth, vegetation cover effect is less important at L-band, allowing thus to better inform on soil moisture. The main objective of this project is to monitor soil moisture from fully polarime tric L and C bands radar data acquired over forested sites. The data used were collected during the field campaign of Soil Moisture Active Passive Validation EXperiment 2012 (SMAPVEX12) which took place from June 6 to July 17, 2012 in Manitoba (Canada). Four deciduous forested sites were sampled. The main species is the trembling aspen. The data used included measurements of soil moisture, soil surface roughness, characteristics of the forested sites (trees, undergrowth, litter, etc.) and fully polarimetric airborne and satellite radar data respectively acquired at L-band (UAVSAR) with 30 ̊ and at 40 ̊ incidence angles and at C-band (RADARSAT -2) between 20 ̊ and 30 ̊. Several polarimetric parameters were derived from UAVSAR and RADARSAT-2 data: the correlation c oefficients (ρHHVV, φHHVV, etc); the pedestal height; entropy (H), anisotropy (A) and alpha angle extracted from Cloude-Pottier decomposition; surface (Ps) and double bounce (Pd) scattering powers extracted from Freeman-Durden decomposition, etc. Relationships between radar backscattering data (multifrequency and multipolarisation (linear/circular) backscattering coefficients and polarimetric parameters) and soil moisture were developed and analyzed. The results showed that 1) at L-band, several optimal parameters allow soil moisture monitoring over forested sites with a significant correlation coefficient (p-value < 0.05): linear and circular σ[superscript 0] (the correlation coefficient, r, varies between 0.60 and 0.96), Ps (r varies between 0.59 and 0.84), Pd (r varies between 0.60 and 0.82), ρHHHV_30 ̊, ρVVHV_30 ̊, φHHHV_30 ̊ and φHHVV_30 ̊ (r varies between 0.56 and 0.81). However, at C-band, there are only few optimal parameters φHHHV, φVVHV and φHHVV (r is around 0.90) . 2) at L-band, polarimetric parameters did not show any added values for soil moisture monitoring over forested sites compared to multipolarised σ[superscript 0]. Nevertheless, at C-band some polarimetric parameters show better significant relationships with the soil moisture than the conventional multipolarised backscattering amplitudes.

Après 50 ans d’avancée des fronts pionniers, l’Amazonie orientale brésilienne aborde une phase de transition agraire. Face à la fermeture de la frontière limitant l’accès au foncier et à la fertilité forestière, les éleveurs bovins ont initié un mouvement d’intensification de l’usage des sols. Malgré les enjeux environnementaux que soulèvent de tels changements, cette dynamique d’intensification est encore mal comprise, notamment dans sa dimension spatiale et dans sa capacité à favoriser des paysages éco-efficients, c’est-à-dire des paysages au sein desquels les pratiques et leur localisation optimiseraient l’utilisation des ressources naturelles. Pour adresser ces questions, cette thèse propose de décrire et modéliser les interactions entre le système de décision des exploitants, les paysages et leurs ressources dans une diversité de fermes d’élevage.Dans un premier temps, un travail de terrain a été conduit dans deux territoires au sud et sud-est de l’Etat du Pará, Paragominas et Redenção. A partir d’enquêtes et d’une analyse des trajectoires d’exploitation et des paysages, nous avons caractérisé six types de stratégies d’intensification, qualifié leurs effets sur un certain nombre de ressources naturelles et étudié les perceptions des éleveurs sur ces ressources. Dans un deuxième temps, nous avons développé un modèle multi-agents afin de simuler sur 20 ans les effets des stratégies d’intensification sur les paysages et leurs ressources et évaluer la faisabilité d’adoption de ces stratégies dans différentes situations agraires. Le modèle a été utilisé pour explorer deux scénarios d’intensification : l’un semi-intensif basé uniquement sur une conduite améliorée des pâturages, et l’autre intensif basé sur l’intégration agriculture-élevage et l’irrigation.Les résultats montrent que le processus d’intensification conduit à une reconfiguration des usages des sols dans les paysages. Après une phase de colonisation où l’occupation des sols était essentiellement guidée par l’appropriation du foncier, les éleveurs ont tendance à intensifier les parcelles aux conditions biophysiques les plus favorables à la production fourragère et les plus proches et accessibles. Ces stratégies visent à mieux valoriser diverses ressources naturelles (topographie, fertilité et drainage des sols, eau de surface ou souterraine pour l’irrigation) et à optimiser les déplacements. Les éleveurs choisissent toutefois différentes pratiques et agencements spatiaux en fonction de la situation agraire de l’exploitation et du degré d’hétérogénéité de l’environnement biophysique. Par ailleurs, les sorties des simulations soulignent que le processus d’intensification permet de réduire les besoins en surface fourragère pour un même niveau de production animale. Les éleveurs sont ainsi capables d’augmenter la taille de leur troupeau tout en régénérant des forêts sur les zones sensibles et marginales. Cependant, faute de main d’œuvre disponible, le processus d’intensification reste limité dans l’espace. En termes d’évolution des paysages, les éleveurs positionnent différemment les usages des sols en fonction du type d’unités géomorphologiques, ce qui se traduit par une dynamique spatio-temporelle des ressources naturelles contrastée.Concilier élevage et forêt dans des paysages éco-efficients constitue un défi important pour la région amazonienne. A cet effet, cette thèse montre l’importance de raisonner les espaces voués à l’intensification et à la conservation en tenant compte des projets des exploitations et des effets de leurs pratiques et de leur agencement sur les ressources naturelles. Elle identifie plusieurs leviers et blocages pour accompagner cette transition. Enfin, elle suggère de futures perspectives de recherche portant sur la compréhension des décisions, la modélisation et l’élargissement de l’échelle d’analyse afin d’apprécier l’influence de facteurs externes sur les stratégies et intégrer un plus grand nombre d’interactions écologiques et sociales
After 50 years of agricultural expansion in Eastern Brazilian Amazon, environmental policy to reduce deforestation and a set of socio-economic drivers are putting constraints on extensive cattle ranching systems. In response, land use intensification has been gaining momentum as a way to improve livestock production in limited land areas and conserve forest. The process of land-use intensification is poorly understood in this region, particularly in its spatial dimension and in its contribution towards building eco-efficient landscapes, i.e. landscapes where practices and their spatial distribution optimize the use of natural resources. In this regard, the purpose of this research is to document and model the interactions between cattle ranchers’ decisions, landscapes and natural resources in a diversity of cattle farms.Firstly, we conducted a field research in two livestock-oriented regions of Pará state, Paragominas and Redenção. Drawing on interviews, landscape and farm trajectories analysis, we characterized six patterns of intensification, studied what perceptions cattle ranchers have on certain types of natural resources and described the effects of land-use management on such resources. Secondly, we developed an Agent-Based Model to simulate over 20 years the effects of intensive farming strategies on landscape and their natural resources, and assess the feasibility of adopting such management in various agrarian situations. We used the model to compare two scenarios of intensification: one semi-intensive solely based on improved pasture managenement and one intensive based on crop-livestock integration and irrigation.The results show that the process of intensification has led to a spatial rearrangement of land uses. Cattle ranchers prefer to intensify fields with the best biophysical conditions for forage production, as well as those closest to and most accessible from the farmstead. The intensification strategies aim at enhancing the use of multiple natural resources (topography, soil fertility, soil drainage, access to surface and groundwater for irrigation) and optimizing land-use configuration at farm scale. By contrast, during the colonization period, land-use organization was much less correlated to the spatial distribution of natural resources (except for soil fertility from forest ash and surface water), the main goal of farmers being land appropriation. Nevertheless, choice of farming practices and their spatial location differ among farms and according to the degree of heterogeneity of biophysical conditions. Moreover, simulation results show that the process of intensification can reduce the area necessary for animal production. Thus, cattle ranchers can increase herd size while sparing land for forest regeneration. However, low labor availability limits the spatial extent of land-use intensification at farm scale. In terms of landscape dynamics, cattle ranchers locate land-uses according to geomorphological units differently, which leads to various spatio-temporal dynamics of natural resources.Reconciling cattle ranching production and forest conservation in eco-efficient landscape remains an important challenge for Brazilian Amazon. The findings illustrate the importance of assessing the landscape areas most suitable for agricultural intensification and for conservation drawing on knowledge about cattle ranchers projects and the effects of their practices and spatial location on natural resources. Several opportunities and challenges are identified to tackle such challenge. New research perspectives related to decisions understanding, modeling and extension of the scale of analysis are proposed in order to take into account the influence of external factors on decisions and include more ecological and social interactions

L'objectif de ce travail est de déterminer le comportement de 157 espèces forestières du massif vosgien vis-à-vis des paramètres suivants de la nutrition minérale : bases échangeables, cations de l'acidité d'échange, taux de saturation, pH, carbone, azote et rapport C/N. Les variations de comportement nutritionnel de ces espèces herbacées et arborescentes sont également étudiées en fonction de quelques grands facteurs du milieu. Enfin, la qualité du caractère bio-indicateur de la végétation constitue la dernière problématique abordée. L'étude repose sur l'utilisation de 473 relevés phytoécologiques répartis selon un plan d'échantillonnage stratifié suivant le type d'humus, l'altitude et le substrat géologique. Plusieurs méthodes de traitement sont utilisées pour analyser l'ensemble des données. La principale, la méthode de la fenêtre mobile, est une approche récente qui permet de calculer la fréquence des espèces pour n'importe quelle valeur d’une ou deux variables de milieu. Les variations de fréquence sont visualisées sous la forme de profils écologiques qui montrent les différentes classes d'abondance des espèces. Les concepts d'optimum et d'amplitude écologiques sont reformulés pour tenir compte de cette approche particulière. Les résultats permettent d'établir le signalement écologique complet (distribution et résumés numériques) de chaque espèce vis-à-vis de toutes les variables étudiées. Ils montrent également un effet toxique de l'aluminium pour les espèces acidiclines et neutrophiles. L'analyse met d'autre part en évidence un effet similaire de la plupart des variables minérales étudiées sur la végétation. Il permet la création d'un paramètre nutritionnel synthétique. Le comportement des espèces vis-à-vis de celui-ci varie avec les ressources minérales situées en profondeur, l'altitude et la situation géographique des relevés. L'ensemble des analyses réalisées démontre une sensibilité marquée des espèces aux facteurs trophiques, qui justifie l'étude de leur caractère bio-indicateur. La comparaison de plusieurs méthodes de prédiction révèle la qualité de l'approche par la régression logistique pour estimer le pH d'une station à partir de sa composition floristique.

Des travaux effectués dans des hêtraies situées dans le quart nord-est de la France ont mis en évidence des changements de la composition chimique des sols (un enrichissement en azote et une désaturation des sols) et une eutrophisation de la végétation au cours des 20 dernières années. Afin d'étudier les changements éventuels de la composition foliaire et de la productivité des peuplements pour la même période, 85 placettes de hêtraies situées dans le nord-est de la France, et mises en place dans les années 70, ont été échantillonnées de nouveau en 1995. La comparaison de la composition foliaire de chacune des deux périodes (1969/71 et 1996/97) révèle, indépendamment de la variabilité stationnelle et inter-annuelle des concentrations foliaires, une augmentation significative de la concentration foliaire d'azote et une diminution de la concentration foliaire de phosphore et de magnésium, ainsi qu'une modification de la balance entre éléments. Les changements de productivité ont été appréciés par deux approches complémentaires. Les indices de fertilité, définis comme la hauteur dominante a 100 ans, montrent une dérive positive entre 1970 et 1995, qui pourraient s'expliquer en partie par des biais méthodologiques. Enfin, l'étude dendrochronologie des peuplements met en évidence une augmentation significative de la croissance radiale, particulièrement marquée pour les placettes de l'échantillon situées sur substrat gréseux et pour la période 1850-1995. Pour les placettes situées sur substrat calcaire, la tendance est moins nette et s'exprime seulement à partir de 1940. Les changements climatiques ne semblent pas être en mesure d'expliquer les tendances observées. En revanche, les phénomènes d'eutrophisation et de désaturation des sols observés pour la période 1970-1991 et l'augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique pourraient expliquer les augmentations de croissance et les changements de la composition foliaire.

Bien qu’une part considérable de la surface boisée soit détenue, revendiquée et gérée par des peuples autochtones, des communautés locales et des femmes rurales, la grande majorité des forêts du monde demeure officiellement placée sous administration étatique, que ce soit sous forme de forêts du domaine public national ou provincial, d’aires protégées ou de zones boisées concédées à des tiers. Comme les recherches scientifiques démontrent que les forêts où les droits des peuples autochtones et des communautés locales sont légalement reconnus présentent des taux de déforestation plus faibles et de séquestration du carbone plus élevés, il est urgent d’intensifier les réformes foncières afin de sauvegarder ce qui reste des forêts au niveau mondial. Cette analyse présente les tendances mondiales en matière de droits forestiers sur une période de quinze ans allant de 2002 à 2017. C’est le quatrième volet d’une série d’analyses de la reconnaissance légale des droits forestiers dans le monde, en fonction de quatre catégories de régimes fonciers juridiquement reconnus (par voie statutaire) auxquels les forêts peuvent être soumises : placées sous administration gouvernementale, assignées aux peuples autochtones et aux communautés locales, appartenant aux peuples autochtones et aux communautés locales, et détenues à titre privé par des particuliers ou des entreprises.