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CHAPITRE II MATERIEL ET METHODES D’ETUDE

II.1 MATERIELS D’ETUDE

  1. Matériels non biologiques

Pour faire la récolte de nos données nous avons utilisé:

  • Un GPS : pour enregistrer les coordonnées géographiques,
  • Un décamètre: pour déterminer la surface de la parcelle.
  • Un carnet, un stylo : pour écrire les noms des espèces, les coordonnées géographiques et les caractéristiques du terrain.
  • Une corde et des piquets : pour bien marquer les limites du relevé.
  • Un sachet et une bouteille d’eau pour le transport des échantillons à herboriser.
  1. Matériels biologiques

Nous avons inventorié au total 87 espèces et avons gardé en herbier 17 espèces dans l’herbarium de la Faculté des Sciences et Sciences Appliquées à l’Université Officielle de Bukavu.

II.2 METHODE D’ETUDE

II. 2.1.Techniques sur le terrain

            Après prospection des sites d’étude, la démarche méthodologique reprise ci-dessous a été observée :

- Cibler des lieux où le peuplement à Eucalyptus spp. est beaucoup plus concentré, homogène et où le sous-bois a une composition floristique concentrée et bien stratifiée;

- Nous avons analysé 10 parcelles de 20 m de côté tel que décrit par Masumbuko (2015).

La technique de placeau ou du relevé consiste utilisée dans cette étude à consister à la mise en place des carrées de dimension proportionnelle au type de végétation dans lesquels les espèces de plantes présentes étaient inventoriées. Ces carrés sont éloignés les uns des autres par une certaine distance ; à l’intérieur desquels nous avons inventorié toutes les espèces strate par strate.

 - Pour chaque parcelle nous avons noté les éléments suivants : le numéro de la parcelle, la surface de la parcelle, les caractéristiques botaniques de la parcelle, les coordonnées géographiques de la parcelle. Nous avons compté le nombre d’individus pour les espèces ligneuses.

- Afin d’apprécier et analyser la diversité et la similarité entre les parcelles du site, un programme de traitement des données dénommé  « Past » est utilisé en mettant plus d’importance aux indices de diversité et au coefficient de Jaccard qui illustre des dendrogrammes basés sur la présence (1) et l’absence (0) des éléments à analyser. L’aspect purement phytosociologique n’a pas intéressé notre approche d’analyse des données car l’étude est cadrée sur un inventaire floristique et  afin d’en apprécier la diversité.

En général, actuellement 3 groupes d’indices sont utilisés. Dans notre travail deux groupes seulement ont pu être calculés, il s’agit de la diversité alpha et de la diversité beta.

  1. La diversité alpha (α)

La diversité alpha ou locale indique le nombre d’espèces qui coexistent dans un habitat homogène et la manière dont les effectifs sont répartis entre les espèces. (CIRIMWAMI, 2013). Cette diversité peut être calculée à l’aide de plusieurs indices. Nous avons utilisé les indices suivants :

  • Indice d’Equitabilité de Piélou

Selon Frontier et al.(1993) cités par Nshimba (2008), inCIRIMWAMI (2013) cet indice est défini par la formule :

R=

L’indice d’équitabilité d’un échantillon est le rapport entre sa diversité et la diversité maximale pouvant être obtenue avec le même nombre de taxons. Il relativise H par la valeur maximale qu’il peut atteindre et permet d’éviter en partie l’effet taille de l’échantillon. Ceci mesure l’éventualité avec laquelle les individus sont répartis parmi les taxons présents

  • Indice de diversité de Shannon (H)

Cet indice varie à la fois en fonction du nombre d’espèces présentes et en fonction de la proportion relative du recouvrement des différentes espèces ; il peut varier entre 0 et 4,5 pour des relevés de taille faible (Jayaraman, 1999) in (CIRIMWAMI, 2013).

H = - X ln Pi

Pi = ni/ N, soit l'abondance relative de l'espèce i dans l'échantillon (la parcelle), ni = nombre d'individus de l'espèce i et N = nombre d'individus pour l'ensemble des espèces; S = nombre d'espèces de la communauté.

  • Indice de diversité D de Simpson

L'indice de Simpson mesure la probabilité que deux individus sélectionnés au hasard appartiennent à la même espèce :

D =  ∑ fi2  avec   f =

ni : nombre d'individus de l'espèce donnée.

N : nombre total d'individus.

Dans le but d’obtenir des valeurs « plus intuitives », on peut préférer l'indice de diversité de Simpson représenté par 1-D, le maximum de diversité étant représenté par la valeur 1, et l’absence de diversité par la valeur 0 (Amani, 2011) in CIRIMWAMI (2013). Il faut noter que cet indice de diversité donne plus de poids aux espèces abondantes qu'aux espèces rares.

  • Indice de Fisher_alpha

Cet indice est calculé par la formule suivante:

S = a x ln (1 +  )

S : Nombre d’espèces

n : Nombre d’individus

a : Indice de Fisher_alpha

Son avantage est qu’il s’agit d’un indice qui montre bien la variation de la diversité d’espèces dans une parcelle. Il varie de 0 à plusieurs dizaines, il peut même atteindre 60 et plus dans une parcelle. Cet indice est beaucoup influencé par les espèces rares (Marcon, 2013) in (CIRIMWAMI, 2013).

  1. Diversité beta (β)

Elle reflète la modification de la diversité alpha lorsqu’on passe d’un écosystème à un autre dans un site.  Cette diversité est plus exprimée par les indices ou coefficients de similarité. La similarité entre deux parcelles ou deux milieux différents peut être calculée selon les abondances de leurs espèces (exemple : indice de similarité de Bray-Curtis, Morisita et Horn) ou selon leur présence-absence, données d’incidence ou binaires (exemple : indice de similarité de Simpson, Jaccard, Sorensen et Distance Euclidienne). Dans notre travail nous allons calculer l’indice de similarité de Jaccard.

  • Indice de similarité de Jaccard (Jac)

Cet indice tient compte des richesses spécifiques, des données binaires (présence-absence).

Jac =

Où : j = nombre d’espèces trouvées dans les deux sites comparés ; a = nombre d’espèces trouvées dans le site A ; b= nombre d’espèces trouvées dans le site B. Son intérêt est qu’il permet de regrouper les parcelles d’inventaires ayant des richesses spécifiques comparables. (CIRIMWAMI, 2013).

II.2.2 Recherche documentaire et travaux de laboratoire

La recherche documentaire a servi à l’identification et à la vérification des orthographes des espèces reconnues au cours des investigations ainsi que pour la recherche bibliographique de l’information. Elle nous a également permis de réunir la littérature nécessaire sur les études floristique et écologique en comparaison avec les résultats de la présente étude. Pour ce faire, nous avons utilisé certains ouvrages : Letouzey (1982-1983) et Fischer 1993. Aussi l’herbarium du Centre de Recherche en Sciences Naturelles de LWIRO (CRSN/LWIRO) nous a beaucoup servi pour l’identification de nos spécimens.

II.2. 3. Connaissance floristique et leurs traits caractéristiques

            L’étude du sous-bois des reboisements d’Eucalyptus spp ; dans la plantation de Mr MANU BIRATO a été faite pour avoir une idée sur les espèces végétales qui s’adaptent aux conditions écologiques mises en place par un peuplement arborescent des essences de cette espèce. Pour toutes les espèces inventoriées, les considérations suivantes ont été prises en compte :

a)      Types morphologiques (TM)

D’après NYAKABWA (1985) in MAOMBI, le type morphologique(™) est l’aspect extérieur pris par un végétal sous l’action des facteurs du milieu. Ces facteurs sont affectés aux espèces par observation de leur port à maturité sur terrain.

D’après les types morphologiques nous distinguons :

I.3.1. Les plantes ligneuses:

D’après KABONYI (2014), une plante ligneuse est une plante qui a une tige et souvent des rameaux constitués de bois solide et dur, à texture résistante (contenant un xylème secondaire) et persistant plusieurs saisons de croissance. Elles sont pérennantes. Leur tige est appelée tronc, les ramifications principales se nomment branches et les ramifications plus fines sont des rameaux qui à leur tour peuvent être divisés en ramilles.

Chez les plantes ligneuses (ou parfois sous-ligneuses), nous avons distingué les types morphologiques suivants :

  • L’arbre :

L’arbre est une plante ligneuse de grande taille possédant un tronc qui se ramifie qu’à partir d’une certaine hauteur. Celle-ci s’élève fréquemment à plus de 10 m et peut même dépasser 50 m et atteindre 150m (Eucalyptus en Australie).

  • L’arbuste :

Un arbuste est un arbre de petite taille se ramifiant tout près du sol. Sa hauteur ne dépasse généralement pas 6 à 10 mètres.

  • Arbrisseaux ou buisson :

Un arbrisseaux ou buisson est un arbuste ou petit arbre caractérisé par une tige ramifiée dès la base ou par plusieurs tiges naissent d’une souche commune. Il n’y a pas de tronc distinct.

  • Liane :

La liane est une plante ligneuse à tige souple, grimpante ou volubile (à tige s’enroulant autour d’une tige ou rameau d’une autre plante).

I.3.2. les plantes herbacées

Les plantes herbacées sont des plantes molle ou juteuse, ne possédant pas de bois et se fanant à la fin de la saison de croissance. Ces plantes sont habituellement de petite taille et sont pourvues de peu de tissus de soutien.(KABONYI, 2014)

Parmi les plantes herbacées on distingue :

  • Les plantes herbacées annuelles (Ha) :

Ce sont des plantes dont le cycle végétatif dure moins d’une année ou tout au plus une année. Elles meurent généralement après chaque fructification.

  • Les plantes herbacées vivaces (Hvi) :

 C’est une végétation herbacée persistante à plusieurs saisons

  1. Types Biologiques (TB)

AMANI (2016) défini le type biologique comme l’aspect pris par un végétal sous l’action de l’ensemble des facteurs du milieu. Il évolue également à une adaptation globale qui se présente sous deux aspects physionomique et écologique de l’espèce.

Les 87 espèces que nous avons inventoriées sur terrain étaient de types biologiques suivants :

  • Les Phanérophytes: ce sont les plantes dont les bourgeons de régénération sont situés à plus de 25-50 cm au-dessus de la surface du sol et sont portés par l’appareil caulinaire. On distingue les :
  • Phanérophytes ligneux érigés: plantes à aspect végétal dressée ;
  • Mégaphanérophytes (MgPh) : hauteur supérieure à 40m : Arbre ;
  • Mésophanerophytes (MsPh) : 8 à 40 m de hauteur :Arbres
  • Microphanérophytes (McPh) : 2 à 8 m de hauteur : Arbuste ;
  • Nanophanérophytes (NaPh) : 0.5 à 2m : Arbrisseau.
  • Phanérophytes grimpants (Phgr) : plantes ligneuses dépourvues d’axes principaux dressées verticalement.
  • Les Chaméphytes (Ch):

AMANI (2016), a défini les chaméphytes comme des plantes dont les bourgeons de régénération sont situés au-dessus du niveau du sol. Les tiges, persistantes, herbacées ou ligneuses, ne s’élèvent au-dessus du sol qu’à une hauteur maximale de 25-50 cm (hauteur variable d’après le type de végétation).

On distingue :

  • Les chaméphytes ligneux ou suffrutex (formant des buissons nains)
  • Les Chaméphytes herbacées (Chher) avec axe aériens herbacé dresse tantôt venimeux et grimpeurs tantôt rampante
  • Chaméphytes prostrés (ChPr). A tiges couchées sur le sol
  • Les Chaméphytes succulents (à tiges et feuilles grasses ou succulentes. Exemple : Sanseveria, Cactus, …
  • Les chaméphytes grimpants (Chgr) : Plante vivaces qui s’enroule sur d’autres et les utilisent comme support.
  • Les Hémicryptophytes (H):

Selon, le même cours, les hémicryptophytes ont un bourgeon hivernants situés au niveau du sol. Ceux-ci affleurent à la surface du sol dans lequel ils sont semi-cachés et sont ainsi protégés par la couverture végétale, les feuilles mortes, etc.

Parmi les Hémicryptophytres on distingue :

  • Les Hémicryptophytes scapeux (Hsc) dont les bourgeons de régénération sont cachés au collet et la pousse aérienne se dessèche complètement durant la mauvaise saison sauf les feuilles de la base qui supportent le feu de brousse.
  • Les Hémicryptophytes cespiteux (Hces) : dont les racines forment de réservés et peuvent parfois subir une tubérisation
  • Les Cryptophytes (Cr): Plante bisannuelle à appareil aérien qui subsiste par une rosette foliaire hivernante.

La partie pérenne de l’appareil végétatif est profondément enfouie dans le sol (Géophytes) ou couverte d’eau (Hydrophyte).

  1. Géophytes (G) : ce sont des plantes dont les bourgeons de régénération sont situés soit sur le rhizome, soit sur le tubercule, ou soit sur les racines.
  • Les géophytes rhizomateux : les bourgeons hivernant sont sur un rhizome ou tige souterraine, à croissance mono ou sympodiale
  • Géophytes tuberculeux : les bougeons de régénération sont situés sur des tubercules d’origine caulinaire (Solanumtuberosum) ou radicalaire (Dahlia).
  • Les Géophytes burbeux : subsisteur sur un bulbe ou un bourgeontransformé en écailles subérisées porté par un « plateau » ou mignon de tige « oignon, tulipe.
  1. Hydrophytes : elles sont enracinées ou flottantes. Les hydrophytes flottants ont cependant leurs bourgeons ou diaspores au fond des eaux en saison défavorable
  • Les Thérophytes (T)

Les Thérophytes subsistent  seulement à l’état des graines qui constituent le seul bourgeois pérennantde la plante. La graine constitue la forme la plus efficace de résistance aux intempéries du milieu.

Parmi eux nous pouvons citer :

  • Thérophytesscapeux (Tsc) herbes à tiges dressées
  • Thérophytes volubiles (Tvol) plantes à tiges non rigides s’enroulant autour d’autres plantes mais n’atteignant pas leurs cimes
  • Thérophytesprostés ou rampants (Tpr) : plantes herbacées à tiges couchées sur le sol.

c) Types de biotopes (T.B.)  

Le biotope est aussi appelé milieu de vie. Le biotope est l’un des deux composants d’un écosystème. Le biotope ou milieu est un « lieu de vie » relativement stable identifié par un certain nombre de caractéristiques géologiques, géographiques et climatologiques qui vont déterminer les conditions de vie des êtres qui y vivront. (WIKIPEDIA, 2016). D’Après SENTERRE (2005), le biotope est la partie biotique de l’écosystème au niveau local, stationnel, suivant la séquence biosphère (global) – biotope (local). Au biotope correspond alors le pédotope et le climatope pour les composantes du milieu physique.

Les types des biotopes ou types d’habitat rencontrés sur terrain sont les suivants :

  • Les plantes rudérales (Ruds): qui croissent généralement aux voisinages des territoires occupés par l’homme (bord des chemins et des routes, alentours des habitations dans les pelouses, sur des décombres ménagers et d’autres endroits à caractères nitrophile très marqués)
  • Les plantes de jachères arbustives (Ja-arb) ; possédant une place stable dans la végétation arbustive.
  • Les plantes de jachères herbeuses (Ja-her): possédant une place dans la végétation herbacée.
  • Les plantes cultivées (Cult): espèces de plantes n’apparaissant qu’à l’état cultivé
  • Les plantes cultivées spontanées (Cult-sp) : plante communément appelées mauvaises herbes.
  • Les plantes de forêt secondaire (Forêt-sec):

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