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09 June 2015
Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Origine et dynamique des populations d’arbres des forêts denses humides d’Afrique Centrale, le cas de Lophira alata Banks ex Gaertn C.F. (Ochnaceae)
Biwole, Achille 
2015
 

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Keywords :
Afrique centrale; aménagement forestier; autécologie; dynamique des populations; exploitation forestière; histoire; Lophira alata; lumière; sylviculture; Central Africa; forest management; history; autoecology; population dynamics; logging; silviculture; light
Abstract :
[en] The canopy of Central African rainforests is characterized by the abundance of light-demanding trees belonging to several species, suggesting that favorable conditions for their regeneration once prevailed. Today this isn’t the case in light of the demographic structure of their populations, which shows a lack of regeneration. The appearance of such species in rainforests is the result of significant and sustainable openings in the forest canopy. Such events may have occurred with climatic changes and / or large-scale anthropogenic disturbances. The risk of their populations decline is increased by the fact that most of them are timber species. This is typically the case of Lophira alata Banks ex Gaertn C.F., which is one of the most important Central African trees harvested, and is considered vulnerable by the IUCN. In the current context where the preservation of the biodiversity and the integrity of the forest cover is a major concern, the present PhD aims to understand the history and ecological requirements of L. alata in order to propose the sustainable management strategies. The history of L. alata has been studied using an approach integrating both anthracology and archeology. We found a large body of evidences (pottery fragments, palm nuts and charcoal) in the forests soil of southern Cameroon indicating human occupation and widespread fires over two periods : 2200 - 1500 years BP, and around 300 years BP. The age of the most recent events coincides with the probable age of the tallest specimens of L. alata. To determine the light requirements of the species and to better define its regeneration strategy, a quantitative study on the guild of juveniles was conducted for two years. The results show that L. alata has both the characteristics of a pioneer species and those of a non-pioneer species. Indeed, at low irradiances (1% of full sunlight), the plants mortality rate was very low and their biomass showed no signs of decline, a behavior observed in all non-pioneer species. By contrast, the response of leaf traits, patterns of biomass allocation, and the maximum growth of plants in the intermediate (23-43% of the relative irradiance) and high (100%) irradiance levels, according to the population origins, are typical of all pioneer species. These results emphasize the importance of the population origins when studying the response to light and the need to define a more encompassing classification system. In terms of the dynamics of mature populations, environmental conditions affect the diameter growth of trees, with better growth being realized in the evergreen forest. Nevertheless, even under these favorable conditions, simulations of the exploitable stocks and their recovery rates indicated a significant decline during the first three cutting cycles, which could lead to a decline in economic activity associated with this species. Our results allowed us to suggest a set of recommendations for the sustainable management of L. alata.
[fr] La canopée des forêts denses humides d’Afrique centrale se caractérise par l’abondance d’arbres héliophiles appartenant à plusieurs espèces, ce qui indiquerait que des conditions favorables pour leur régénération ont jadis prévalu. Aujourd’hui, ce ne serait plus le cas au regard de la structure démographique de leurs populations, laquelle témoigne généralement de déficits de régénération. L’installation de telles espèces en forêt dense humide suggère des ouvertures importantes du couvert forestier. De tels évènements auraient pu survenir lors de changements climatiques et/ou de perturbations anthropiques d’ampleur. Le risque de diminution de leurs populations est accru par le fait que de nombreuses espèces sont exploitées pour le bois d’oeuvre. C’est typiquement le cas de Lophira alata Banks ex Gaertn C.F., un des plus importants bois d’oeuvre du Cameroun, jugé vulnérable par l’IUCN. Dans le contexte actuel où la préservation de la biodiversité et de l’intégrité du couvert forestier fait l’objet de toutes les attentions, la présente thèse a pour objectif de comprendre l’histoire et l’écologie de L. alata afin de proposer des stratégies de gestion durable. L’histoire des populations de L. alata a été appréhendée par une approche intégrant l’anthracologie et l’archéologie. Elle a mis en exergue un faisceau d’indices (fragments de poterie, de noix de palme et de charbons de bois) dans le sol des forêts du Sud du Cameroun témoignant d’une occupation humaine et des feux généralisés à deux périodes : 2 200 - 1 500 ans BP, et plus récemment, il y a environ trois siècles. L’âge des évènements les plus récents semble coïncider avec l’âge probable des plus grands spécimens de L. alata. Afin de déterminer les besoins en lumière de l’espèce et de mieux définir sa stratégie de régénération, une étude quantitative du tempérament des juvéniles a été réalisée pendant deux ans. Les résultats révèlent que L. alata présente à la fois les caractéristiques d’une espèce pionnière et celles d’une espèce non pionnière. En effet, à de faibles éclairements (1% d’éclairement relatif), la mortalité des plants était très faible et la biomasse n’affichait aucun signe de diminution, un comportement observé chez les espèces non pionnières pouvant se maintenir dans le sous-bois. Par contre, la réponse des traits foliaires et des patrons d’allocation de la biomasse, ainsi que la croissance maximale des plants dans les éclairements intermédiaires (23-43% d’éclairement relatif) et élevés (100%), en fonction des provenances, étaient caractéristiques des espèces pionnières. Il en résulte un vaste champ d’investigation quant à la classification du tempérament des espèces tropicales. En terme de dynamique des populations adultes, les conditions environnementales des sites influencent la croissance en diamètre des arbres, avec un meilleur développement en forêt sempervirente. Néanmoins, même dans ce milieu favorable, les simulations du taux de reconstitution et du stock exploitable montrent une importante baisse au cours des trois premières rotations, avec pour conséquence une probable diminution à terme de l’activité économique autour de cette espèce.Nos résultats permettent de formuler un ensemble de recommandations relatives à la gestion durable des populations de L. alata. Elles sont principalement liées à la nécessité de considérer des données spécifiques et locales lors de l’aménagement forestier et de développer des programmes de sylviculture adaptés.
Disciplines :
Agriculture & agronomy
Author, co-author :
Biwole, Achille ;  Université de Liège - ULiège > Form. doct. sc. agro. & ingé. biol.
Language :
French
Title :
Origine et dynamique des populations d’arbres des forêts denses humides d’Afrique Centrale, le cas de Lophira alata Banks ex Gaertn C.F. (Ochnaceae)
Alternative titles :
[en] Origin and populations dynamics of the tree species of Central African rainforests, the case of Lophira alata Banks ex Gaertn CF (Ochnaceae)
Defense date :
18 June 2015
Number of pages :
117+22
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
docteur en sciences agronomiques et ingénierie biologique
Promotor :
Doucet, Jean-Louis ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Gestion des ressources forestières et des milieux naturels
Betti, Jean Lagarde
President :
Aubinet, Marc ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Biosystems Dynamics and Exchanges (BIODYNE)
Jury member :
Lejeune, Philippe ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Gestion des ressources forestières et des milieux naturels
Brostaux, Yves  ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Modélisation et développement
Mahy, Grégory ;  Université de Liège - ULiège > Département GxABT > Biodiversité et Paysage
Hardy, Olivier
Gourlet-Fleury, Sylvie
Baudouin, Michel

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