Thèse de doctorat

Écologie des populations, utilisation et conservation de Sclerocarya birrea (A. Rich.) Hochst. subsp. birrea (Anacardiaceae) au Bénin


La conservation des espèces ligneuses alimentaires en général et les fruitiers indigènes en particulier constitue de plus en plus un sujet d’intérêt à cause de la capacité de celles-ci d’assurer à la fois l’amélioration des conditions de vie des populations locales et la conservation de la biodiversité. L’objectif principal de cette étude est de fournir des informations de base pour la valorisation et la conservation de Sclerocarya birrea dans un contexte de changement du climat au Benin en particulier et en Afrique en général. Bien que l’espèce ait été identifiée comme l’une des plus importantes espèces fruitières locales qui doivent faire l’objet de domestication, les connaissances de base pour son utilisation durable demeurent encore très limitées. Dans cette étude, il s’est agi (i) d’évaluer la valeur d’usage, les différentes forme d’utilisation et les différents facteurs qui influent sur son utilisation à travers son aire de distribution au Benin (ii) d’évaluer l’impact des formes d’utilisation de terre sur la structure des populations et l’abondance de l’espèce, , (iii) de déterminer le sexe ratio, la position relative entre individus mâles et femelles, la perception locale de la dioécie de l’espèce par les populations riveraines et les implications sur la dynamique de l’espèce, (iv) d’analyser le potentiel de domestication offert par l’espèce à travers l’étude de la variabilité morphologique des fruits le long de son aire d’occurrence au Benin, (v) d’étudier la variation des conditions écologiques le long de l’aire de distribution de l’espèce en Afrique et son implication sur les modèles d’habitat favorable et enfin (vi) d’évaluer la disponibilité en habitat favorable et l’impact des changements climatiques sur la distribution et la conservation de l’espèce. Dans le chapitre 1, nous avons fait une brève revue de la littérature disponible sur l’espèce d’étude et les caractéristiques générales du milieu d’étude. Sclerocarya birrea est largement distribuée dans les zones arides et semi-arides de l’Afrique. Elle s’étend de l’Afrique de l’Est jusqu’aux zones semi-arides de l’Afrique de l’Ouest. L’espèce a trois différentes sous-espèces qui sont: S. birrea subsp. caffra qui est distribuée de l’Afrique du Sud jusqu’au Kenya alors que S. birrea subsp. birrea est plus présente en Afrique de l’Ouest du Centre et aussi de l’Est. La troisième, S. birrea subsp. multifoliolata, est endémique à la Tanzanie. La présente étude à été réalisée sur S. birrea subsp. birrea. Compte tenu de ses multiples potentialités, l’espèce a été considérée comme une des espèces locales de grande importance à domestiquer dans le système agroforestier traditionnel pour la réduction de la pauvreté en zone semi-aride d’Afrique mais les informations de base nécessaires pour son utilisation durable sont limitées. Par une combinaison d’approches ethnobotaniques quantitatives et qualitatives, nous avons évalué dans le chapitre 2 (publié en 2011), les utilisations et les facteurs affectant les valeurs d’usage de Sclerocarya birrea. Neuf focus groupes et 161 enquêtes individuelles ont été tenus dans la zone soudanienne sèche et humide. Sept différents groupes socio-culturels étaient impliqués et les questionnaires étaient axés sur les utilisations locales et la perception locale des facteurs qui affectent le déclin de l’espèce. Il en ressort que l’espèce présente une multiplicité d’usages avec ses organes qui interviennent dans plus d’une vingtaine d’utilisations différentes. Les résultats ont révélé comment le genre des utilisateurs, la disponibilité locale de l’espèce, l’appartenance à un groupe ethnique, et la localisation peuvent interagir pour influencer la valeur d’usage de l’espèce. Les populations vivant dans les zones plus sèches où l’espèce est plus abondante l’utilisent mieux que celles des zones moins sèches ayant une faible abondance de l’espèce. Alors que l’utilisation à but de subsistance ne constitue pas une menace pour l’espèce, son utilisation pour l’artisanat, l’abattage pour l’agriculture et la sécheresse ont été rapporté comme les causes majeures du déclin de l’espèce. Plusieurs facteurs et leurs interactions influencent l’utilisation de l’espèce à l’intérieur et entre les communautés. S. birrea subsp. birrea, comparativement à S. birrea subsp. caffra, demeure sous-utilisée. Dans le chapitre 3 (publié en 2009), nous avons évalué l’impact du type d’utilisation de terre sur la structure des populations et l’abondance de l’espèce. A l’aide des placettes temporaires de 0.2 ha posées dans les systèmes agroforestiers et dans l’aire protégée, nous avons collecté des données dendrométriques qui nous ont permis d’évaluer la structure des populations. La densité des individus adultes de S. birrea s’est révélée 9 fois supérieure dans l’aire protégée que dans les systèmes agroforestiers (P < 0,001). La fréquence des plantules s’est révélée presque similaire dans les deux formes d’utilisation de terre. Les sub-adultes et les adultes de diamètre compris entre 5 et 20 cm sont presque absents dans les systèmes agroforestiers. Le diamètre moyen des arbres dans les systèmes agroforestiers est presque le double de celui dans les aires protégées. Bien que l’analyse log-linéaire ait révélé une différence significative entre la distribution des classes de diamètre en fonction de la forme d’utilisation des terres (P < 0,0001), elles présentent toutes, une asymétrie positive. L’indice de Green utilisé comme indicateur d’agrégation a montré une distribution plus massive au niveau des aires protégées (0,48) comparés au système agroforestier (0,05). Cette variation pourrait être expliquée par l’existence de la pression sur l’espèce dans les systèmes agroforestiers. L’entretien de la régénération et des sub-adultes dans les systèmes agroforestiers est requis pour une utilisation durable de l’espèce. Dans le chapitre 4 (publié en 2011), nous avons déterminé le sexe ratio, la distribution spatiale entre individus mâles et femelles au moyen de la statistique spatiale de second ordre, et la perception locale de la dioécie au niveau de l’espèce par les populations locales. Cette étude a été réalisée dans les systèmes agroforestiers et dans l’aire protégée. Nous avons analysé les implications pour la dynamique de l’espèce. Les résultats ont montré que 55% des enquêtés étaient conscients de la séparation du sexe au sein de l’espèce. Alors que certaines personnes utilisent les traits de l’écorce pour distinguer les sexes, cette distinction morphologique ne s’est pas révélée concordantes avec les analyses statistiques. Le sexe ratio n’était pas statistiquement différent de 0,5 quelque soit le type d’utilisation des terres. L’analyse spatiale bivariée avec la fonction de pair-corrélation n’a révélé aucune association spatiale entre les individus mâles et femelles. De plus, aucune stricte ségrégation spatiale du sexe n’a été observée même si certains individus de même sexe pouvaient être observés ensemble. L’analyse des résultats obtenus suggère une dioécie fonctionnelle au niveau de l’espèce et montre qu’elle ne présente aucun dimorphisme lié au sexe en dehors de la période de reproduction. De plus l’espèce ne montre aucune exigence apparente, liée au sexe, pour les conditions écologiques. Dans le chapitre 5 (publié en 2011), nous avons évalué la variation phénotypique au niveau des fruits selon un gradient d’aridité. Les fruits ont été collectés de 42 arbres de différents diamètres au niveau des systèmes agroforestiers de la zone soudanienne sèche et subhumide. Les fruits ont été partitionnés en peau, chair (jus) et noyau (coque +amande). Chaque fruit a été numéroté. La masse moyenne du fruit a été de 18,58 ± 0,24 g (moyenne ± ET) mais les fruits des zones sèches étaient significativement plus gros (19,90 ± 0,37g vs 17,02 ± 0,24g; P < 0,001). Les résultats ont montré une forte corrélation entre les caractéristiques des fruits et celles de leurs composants (P< 0,05). Le diamètre des arbres est faiblement corrélé avec les caractéristiques des fruits et celles des composantes. Il y avait une forte variabilité intra et extra population des caractères mesurés. La variabilité intra population représentait la plus importante portion de la variabilité totale au niveau des caractères mesurés (67 à 100%). Certains individus, surtout ceux des zones plus sèches ont montré des traits phénotypiques supérieurs. Cinq groupes d’individus susceptibles de fournir des morphotypes différents ont été identifiés pour différentes perspectives de sélection. Nos résultats constituent un travail préliminaire de base pour d’autres actions pratiques en faveur de la domestication et de la conservation de l’espèce en Afrique de l’Ouest. Dans le chapitre 6 (sous revue), nous avons évalué à l’aide d’une analyse discriminante décisionnelle, la variation des conditions écologiques de Sclerocarya birrea subsp. birrea à travers son aire de distribution en Afrique et l’impact de cette variation sur la précision des modèles de prédiction d’habitat favorable construits par région et d’un model général. Les prédictions ont été effectuées en utilisant MaxEnt qui est un programme de plus en plus reconnu de modélisation basé uniquement sur les données géographiques de présence des espèces et des paramètres environnementaux. Les données de présence ont été obtenues à partir des collectes de terrain, des données scientifiques publiées et des données d’herbiers obtenues à travers les réseaux en ligne de biodiversité. Les résultats ont révélé une variation des conditions écologiques de l’espèce. Les populations de l’Afrique de l’Ouest et du Centre ont des conditions écologiques très proches et peuvent être considérées comme une entité homogène. Cependant, celles de l’Afrique de l’Est présentent des conditions climatiques distinctes et peuvent donc être considérées comme un groupe distinct. Les modèles régionaux ont eu de bonnes performances comparativement au modèle général qui, soit surestime soit sous-estime la proportion prédite d’habitat favorable. Cependant, les modèles ont présenté de mauvaises performances lorsqu’ils ont été projetés dans une autre région. Nous avons discuté les implications de la variation des conditions abiotiques sur la structuration génétique à travers l’aire de distribution de l’espèce. Les résultats supportent l’idée de partition spatiale des données de présence des espèces à large distribution pour l’amélioration de la précision de la prédiction. Ceci s’avère particulièrement important pour la prédiction de l’habitat favorable pour S. birrea ou toute autre espèce à large distribution géographique dans les savanes africaines. Dans le chapitre 7 (à soumettre), nous avons utilisé les techniques de modélisation de la niche favorable des espèces en combinaison avec le système d’information géographique (SIG) pour simuler l’aire de distribution potentielle présente et future (2050) de S. birrea au Bénin. Les variables environnementales ont été dérivées des couches mensuelles de températures minimales et maximales et de pluviométrie totale obtenues de la base de données de WorldClim. Les variables les plus caractéristiques et les moins corrélées ont été sélectionnées par une classification basée sur la corrélation. Les résultats ont révélé que l’aire favorable de distribution de l’espèce au Bénin reste confinée dans la région soudanienne du pays englobant les deux Parcs Nationaux. Les résultats de projection dans le futur ont varié en fonction du model climatique futur avec cependant deux d’entre les trois projetant une réduction dans l’aire favorable de l’espèce. Le model prévoit un changement dans le future dans l’aire actuelle de distribution de l’espèce. Ainsi les deux aires protégées n’assureront plus efficacement la protection de l’espèce. Une stratégie de conservation au travers des systèmes agroforestiers serait une action d’assurer la persistance de l’espèce sous l’influence des changements climatiques. La dernière section de cette thèse (conclusion générale) a présenté une synthèse des résultats et les implications du travail pour une utilisation durable de S. birrea. Pour ce faire, nous recommandons une combinaison de la propagation germinative et végétative dans les systèmes agroforestiers. De plus, un effort de conservation accru impliquant une stratégie d’enrichissement à partir des graines dans les aires protégées, surtout celles situées plus au sud et présentant des habitats favorables, serait une stratégie de conservation in-situ de l’espèce dans un contexte de changement climatique. Plusieurs axes futurs de recherches ont été proposés pour une meilleure connaissance scientifique de l’espèce en vue de sa valorisation effective.