Chapitre II. APPROCHE METHODOLOGIQUE

II.1. Milieux d’étude 

Cette étude a été effectuée dans deux territoires de Kabare (groupement de Bugorhe) et de

Walungu (groupement de Nyangezi) ainsi que dans le quartier Ciriri au Sud-Kivu en

République Démocratique du Congo (Tableau 3, Figure 1)

Tableau 3 : Nombre de parcelles inventoriées par zone d’étude

Zone d’étude		Nombre de parcelles
	Eucalyptus spp	Casuarina equisetifolia	Maesopsis eminii
Bugorhe (Kabare)	16	0	0
Nyangezi (Walungu)	12	3	7
Ciriri, Kadutu (Bukavu)	4	0	0

Figure 1 : Cartographie des  plantations étudiées

II .1.1. Groupement de Bugorhe 

Le groupement de Bugorhe est situé à 30km de la ville de Bukavu dans le territoire de Kabare, la province du Sud-Kivu en République Démocratique du Congo. Il a une superficie de 1261 km. Ce groupement est compris entre 28° 40’ et 28° 51’ de longitude Est et entre 2° 17’ et 2° 20’ de latitude Sud (Données fournies par le département de Géographie, CRSN/LWIRO). Il est limité au Nord par le groupement d’Irambi-Katana, au Sud par le groupement de Miti, à l’Est par le groupement de Luhihi et Bushumba et à l’Ouest par le Parc National de Kahuzi-Biega. Il comporte 8 localités dont : Buhandahanda, Cegera, Ciranga, Kankule, Kamakombe, Kashenyi, Lwiro et Nyamakana.

Le groupement de Bugorhe est situé entre 1600 et 2000m d’altitude. Son relief est du type montagneux avec certains sommets culminants. Le climat est de type tropical humide caractérisé par une longue saison pluvieuse qui s’étend de mi-septembre à fin mai et une saison  qui va de juin en août. Les précipitations sont significatives qui se prolongent même pendant le mois le plus sec. Sa  pluviosité annuelle dépasse plus de  1500mm et des précipitations de s’élevant à 1578mm  (http://fr.climate-data.org). La classification de Koppen-Geiger est de type Cfb. Les sols sont issus des roches basaltiques considérées comme fertiles mais tendent aujourd’hui vers l’infertilité suite à la surexploitation et à la croissance démographique. La température moyenne annuelle est de 18,4°C.  

Ce groupement est couvert d’une végétation de savane herbeuse et les forêts. Ces dernières sont dévastées et défrichées par les populations pour satisfaire leurs besoins. Les populations recourent au boisement avec les espèces comme : Caféier, Eucalyptus, Théier, Quinquina,..., pour remplacer les forêts naturelles. En général, le groupement de Bugorhe est baigné par les rivières coulant de l’Ouest à l’Est. Ces dernières prennent leurs sources au le mont Kahuzi et font partie du réseau hydrographique d’affluent du Lac Kivu. Les rivières de Langa et Lwiro sont les plus dominantes dans ce groupement.

Le groupement de Bugorhe a une forte croissance démographique et comporte l’agriculture comme activité principal et est la source de revenu et de l’emploi pour la population rurale. La production est insuffisante par rapport au besoin de la population, car les terres cultivables par famille sont très petites. Les cultures industrielles sont : le café, le thé et le quinquina pendant que les cultures maraîchères sont : les choux, tomates, poireaux, carottes, aubergines et les amarantes; les cultures vivrières sont : le manioc, le bananier, le haricot, le maïs, le soja, le sorgho, la patate douce, la canne à sucre et pomme de terre. Les arbres sont plantés ainsi que d’autres couvertures végétales cas de : Eucalyptus spp., Maesopsis eminii, Cuppressus luzitanica, Grevilea etc. L’élevage est une activité en régression à cause de l’insuffisance de pâturage, l’absence des services vétérinaires de l’état, des pillages et des vols. Les animaux les plus élevés sont : la vache, le mouton, le porc, le cobaye, la poule et le lapin (Mugaliwa, 2006).

II.1.2. Groupement de Nyangezi/Karhongo

Le groupement de Nyangezi se trouve sur l’axe routier reliant Bukavu et Uvira à plus ou moins 25km de Bukavu. Il a  une superficie de 269 km². Il est un de seize groupements de la chefferie de Ngweshe dans le territoire de Walungu. Il est compris entre 2° 20’et 2° 30’ de latitude Sud et  28° 46’ et 28° 50’ de  la longitude Est. Il est limité au nord par la rivière Bishalalo ou Nakamira ; au nord-est par la crête de la chaîne de montagne Bisunzu ; au sudest par les rivières Luzinzi et Mugaba ; à l’est par la rivière Ruzizi et à l’ouest par la crête de la chaîne de montagne de Mukunamwa. 

Le groupement de Nyangezi est une zone de montagne accidenté à cause de son altitude qui varie entre 1600 et 2550m. Il est situé entre deux chaînes de montagnes séparées par une cuvette centrale : les grands marais portant le nom de Nyamubanda au nord et de Bwirungu au Sud. Vers Ouest on retrouve le prolongement de la chaîne de Mitumba. Les monts les plus élèvés de Nyangezi sont : Nidunga (2604,70m) et Nihanga (2548m).

Le groupement de Nyangezi/ karhongo connaît un climat tropical à tendance pluvieuse avec deux saisons : une saison sèche qui va de juin à mi-septembre et une saison de pluie qui va de mi-septembre à mi-mai. La température moyenne de 20°C avec une pluviométrie de 1500m. Le sol est argileux, sablonneux humide, riche en humus surtout dans le grand marais de Nyamubanda et l’on trouve de la tourbe, dans d’autres petits marais le sol du groupement de Nyangezi est généralement fertile. C’est un sol de bonne qualité et accepte toutes les cultures tropicales (voir, Simba, 2016). 

La végétation du  groupement de Nyangezi connait des multiples menaces telles que les feux de brousse, le déboisement par la population locale et des réfugiés. Les arbres sont exploités pour la fabrication de charbons de bois et des briques et même pour la construction des charpentes. La culture des essences tels que : Eucalyptus spp., le Cyprus lusitanica, Grevilea robusta, Cedrela, Leucaena, Maesopsis eminii, Markamia luthea, et Casuarina equisetifolia sont les plus rependues.  

Ce groupement est constitué des cours d’eau comme Mugera, Kanise, Chihanda et Mukubyo, Nyamuhine, Muzinzi, Bishalalo et Mukubyo. La Ruzizi est la principale rivière de Nyangezi et se déverse dans le lac Tanganyika par son principal affluent, le Mugera. Les affluents de

Mugaba et de Bwoga séparent la rivière Ruzizi du territoire d’Uvira. L’agriculture et l’élevage sont des activités prédominantes à Nyangezi constituant ainsi la richesse de la population. 

II.1.3. Quartier Ciriri

Le quartier de Ciriri est situé dans la commune de Bagira, ville de Bukavu, au Sud-Kivu, en République Démocratique du Congo. Il compte 6.714 habitants dont : 1.081 hommes, 1.451 femmes, 1.753 garçons et 2.318 filles. Il est compris entre  2° 29’et 2° 31’ de latitude Sud et  28° 46’ et 28° 49’ de  la longitude Est. Le quartier de Ciriri est limité au Nord par le quartier Kanoshe et le quartier Cikonyi, au Sud par le quartier Buholo-kasha, à l’Est par la commune de Kadutu (SOS), à l’Ouest par le quartier Mulwa et le territoire de Kabare. De même le quartier Ciriri est subdivisé en trois cellules : Ciriri I, Ciriri II et Ciriri III.

Le relief est constitué dans certains endroits par des collines et des vallées. Il y alternance des saisons : la saison sèche et la saison de pluie (8 à 9 mois).Les précipitations  y sont importantes. La variation de la température est de 22°C à 26°C. La pluviométrie est importante et régulière selon les saisons. Le sol est argilo-sablonneux et pauvre pour l’agriculture. Le sous-sol ne dispose aucune ressource naturelle à part les cailloux.

Dans la commune de Bagira précisément au sein du quartier Ciriri on trouve des arbres, des arbrisseaux et des lianes. Cependant on observe certaines surfaces dénudées et qui sont à l’origine d’intenses érosions causant des multiples conséquences sur les populations et sur l’écosystème. D’où, procéder au reboisement. Les Eucalyptus spp sont utilisés à cause de leurs racines permettant de renforcer les sols en évitant des érosions. Ici, on a une seule rivière Wesha. Dans le quartier Ciriri, l’activité connue est  l’agriculture malgré la détérioration des terres. Mais aussi d’autres personnes s’attèlent à l’élevage du porc, chèvre, vache,... Les pâturages réservés aux gros et petits bétails ont été envahis par les constructions anarchiques occasionnées par l’explosion démographique. Les cultures vivrières pratiquées sont : le haricot, manioc, maïs, patate douce, pomme de terre, soja, igname, tomates,… 

II.2. Méthodes

II.2.1. Collecte des données

1. Choix du site et installation des parcelles d’inventaire

Dans ce travail, les sites choisis étaient liés à la présence des plantations forestières dont l’âge varie de moins de 5 ans à plus de 20 ans. Au total, 42 placettes temporaires de 20m x 20m de dimension (soit  400m²) ont été installées et délimitées à l’aide d’un décamètre et d’une ficelle (avec les bornes qui étaient marquées par des piquets). Après la délimitation, la matérialisation des limites de chaque parcelle a été faite par de sticks en bois servant des piquets.  Les coordonnées géographiques de chaque placette étaient prises par le GPS pour produire la carte (figure 1). 

Au total, 32 placettes ont été installées dans les plantations d’Eucalyptus spp. et 10 plantations dans d’autres types (Maesopsis eminii, Casuarina equisetifolia). Les plantations d’Eucalyptus spp étaient subdivisées en  4 classes  d’âge dont : inférieure à 5 ans, entre 5 et 10 ans, entre 10 et 20 ans et enfin les plantations d’âge supérieur à 20 ans. Cette délimitation était liée à la disponibilité des plantations. L’âge de la plantation était déterminé par le propriétaire ou le gestionnaire avant l’inventaire. Les plantations de plus de 5 ans avaient généralement été exploitées une ou deux fois dans le passé. Disons que cela n’a pas eu une influence sur les résultats de l’étude parce que les plantations actuelles étaient déjà trouvées leur état stable.

Nous avons choisi les plantations qui n’ont pas été exploitées récemment. Afin de réaliser un travail plus large, nous complétées nos données par 16 placettes (4 par classes d’âge) issues de données du chercheur Migezi 2016. 

1. Collecte des données dendrométriques

Au sein de chaque placette, tous les individus au Dbh ≥5cm étaient identifiés, comptés et mesurés. Les mesures portaient sur le diamètre (D en cm) des arbres (à l’aide d’un Dbh mètre) et la hauteur (H en m) des arbres (par un laser hypsomètre ACE) sur l’ensemble des individus à la placette. Comme convention, des mesures étaient prises sur les arbres à 1,30m au-dessus du sol à l’exception des arbres présentant des déformations soit naturelles ou pathologiques, dues au stress (blessures, bosses). Pour ces derniers, la mesure s’effectuait au-dessus ou en dessous du défaut. Les arbres mesurés étaient marqués à l’aide d’une machette. La densité du bois (g/cm³) a été déterminée de la base de données internationales de la densité du bois (Zanne et al., 2009).

Les espèces de sous-bois (herbacées et sous ligneuses ou ligneuses à Dbh < 5 cm) étaient identifiées et notées (par leur présence) sur place en parcourant les placettes dans les différentes directions. Les espèces non identifiées sur terrain, ont été colectées dans un sac vide et mises dans un herbier pour une identification à l’Herbarium de Lwiro et parfois par d’autres experts des Universités de la place (Université Officielle de Bukavu).

II.2.2 Analyse de données floristiques et de biomasse

Après les différentes mesures prises sur terrain, nous avons obtenus les données dendrométriques  qui nous ont permis d’abord de faire l’analyse quantitative afin de comparer la diversité du sous-bois, la structure de la végétation. Par la suite nous avons estimé la biomasse et en déduire la quantité de carbone séquestrée par les plantations. Enfin, ces mêmes mesures issues de l’inventaire, nous ont permis d’établir une relation entre le carbone et la structure de la végétation. Le facteur d’élongation (H/D) a été calculé et déterminé dans le but de comparer les relations de hauteur-diamètre avec celles des forêts naturelles. Les espèces de sous-bois ont été analysées pour apprécier leur présence et la similarité entre les plantations suivant leur âge.

II.2.2.1. Paramètres floristiques et diversité 

1. Densité des arbres (N)

Elle indique le nombre des pieds d’arbres ramené à l’hectare (10 000m²) ou obtenu sur une surface donnée. Dans ce travail, le nombre d’individus considéré est celui obtenu sur une surface de 400m².

1. La surface terrière (S.T)

La surface terrière d’un arbre est la surface occupée par le tronc, mesurée sur l’écorce à 1,30m du sol. Elle s’exprime en m²/ha. La surface terrière totale correspond à la somme des surfaces terrières de toutes les espèces présentes sur la surface inventoriée. Elle a comme formule: S.T.=D²π/4 avec : S.T= Surface terrière (m²/ha), D= diamètre (m) et π= 3,14.

1. Indice de similarité pour la diversité du sous-bois

L’indice de similarité de Jaccard (Ij) a été utilisé pour comprendre les relations entre les différentes formations végétales. En pratique  quand Ij˃45%, on admet qu’il y a similitude forte entre les milieux concernés (DjegoSinsin 2006). La similarité a été appréciée selon le seuil observé naturellement entre les types de plantations. 

1. Structure diamétrique

Pour apprécier la structure de diamètre des plantations d’Eucalyptus spp., ainsi que celle des

Maesopsis et Casuarina, les classes de diamètres d’intervalle de 10cm ont été constitués allant de 5 à 15cm, de 15 à 25cm, de 25 à 35cm, de 35 à 45cm et celles ˃45cm suivant l’âge et cela pour trouver la tendance entre les variables dendrométriques.  

II.2.2.2. Estimation de la biomasse (AGB) et calcul de carbone

1. a) Biomasse aérienne et équations allométriques

Pour estimer la biomasse et calculer la quantité de carbone, on a considéré la méthode d’équation allométrique. Les équations  pantropicales de Chave et al. (2014)  ont été utilisées pour déterminer la biomasse des plantations dites témoins (Maesopsis eminii et Casuarina equisetifolia). Ce choix je justifie par le fait que ces espèces n’ont pas d’équations spécifiques. Pour les Eucalyptus spp les équations allométriques de (Zewdie et al., 2009) spécifiques aux Eucalyptus spp ont été utilisées pour améliorer la précision dans l’estimation (Djomo et al.,2010) : 

Equation de Chave et al. 2014 : Biomasse (Kg) =  (0,00673 ×ρD² H) ^0,976  Avec ρ = densité du bois, D = diamètre (cm), H = hauteur (m). 

La  densité anatomique du bois (ρ) des espèces d’arbres était obtenue des bases de données Global « wood density Database » (Zanne et al., 2009). Selon (Oulaïtar et al., 2016), les bois tropicaux pour lesquels il n’existe pas des valeurs disponibles pour  trouver la densité anatomique du bois, on utilise 0,58 comme  valeur par défaut.

Equation de Zewdie et al. (2009) : B(t) = bD^c  H ^d  avec B(t) = la biomasse en tonne ; b = 0,12 ; D = Diamètre (cm) ; c = 0,39 ; H = Hauteur (m) ; d = 2,08.  

1. b) Conversion de la biomasse en carbone

Pour convertir la biomasse en carbone, nous avons fait recours au facteur de conversion mis en place par le groupe international d’expert sur le climat où 1 t de bois sec = 0.5 t de C et  cela pour éviter la surestimation de la quantité de carbone séquestré, nous avons fait recours au  facteur de correction de 2,5 % (Imani et al., 2016a).  Ainsi, nous avons considéré que : 1 tonne de bois sec = 0,4875 tonne de carbone séquestré soit 48% de la biomasse. La quantité de carbone obtenue en Kg est convertie en tonne (1t=1000kg). Mais aussi pour ramener toute la quantité obtenue à l’hectare (ha) on a multiplié le nombre obtenu  par 25. La quantité de carbone émise par un arbre était déduite en CO₂ suivant la formule suivante : 

CO2 équivalent= Quantité de carbone×3,67 (Zapfack et al., 2016).    

II.2.2.3.  Relation entre carbone et structure de la végétation

La structure de la végétation, à travers les classes de diamètre, en relation avec la quantité de carbone a été observée pour chaque parcelle. Pour ce faire, la biomasse a été déterminée par classe de diamètre telle que définie précédemment. 

II.2.3 Analyses statistiques des données

Dans un premier temps, les données de terrain ont été saisies en Excel dans différents feuillets. Les espèces et les numéros de leurs parcelles étaient en ligne pendant que la hauteur, le diamètre et les espèces de sous-bois étaient en colonne. Le logiciel Excel nous a permis d’arranger les données et de calculer leurs sommations ainsi que leurs moyennes. Les données brutes ont été groupées pour avoir la densité anatomique du bois (WGS), de la surface terrière (ST), du diamètre moyen (Dm), de la hauteur totale moyenne (Hm), la biomasse, le carbone et le  CO₂ de chaque plantation. 

Pour l’analyse statistique de données traitées, nous avons fait recours à quelques tests statistiques : (1) l’analyse de variance (Anova) a été appliqué respectivement pour déterminer la variance des paramètres structuraux, de la biomasse et de la diversité entre les types de plantations forestières et selon leur âge. Lorsque l’analyse de variance est significative, le test post anova de Tukey a permis de comparer le couple de plantations entre eux ; (2) l’analyse de corrélation de Pearson a été utilisée pour déterminer la relation entre le carbone et les paramètres structuraux (ST, Ni, WGS, facteur d’élancement, diamètre moyen, hauteur moyenne).

Les analyses statistiques étaient faites  en utilisant le logiciel R.