Study of forest-savanna mosaics in Gabon through termite communities and net primary production as a function of fore
Etude des mosaïques foret-savane du Gabon au travers des communautés de termites et de la production primaire nette en fonction des feux.
Résumé
The forest-savanna mosaics scattered among the vast equatorial forests of the Congo Basin are ancient paleo-climatic relics dating back at least 40,000 years. The coexistence and persistence of the two stable states - forest and savannah - under the same climatic regime remains poorly understood. Lopé National Park in central Gabon is a good study site to address this, and good management of these mosaics depends on a solid understanding of the factors that drive biome shifts. However, although many aspects of these ecosystems have been studied at Lopé, very little research has been conducted on the evolution and mechanisms that explain the coexistence and persistence of these two biomes under the same climatic regime. For example, data on nutrient cycling and soil macrofaunal ecology are lacking and could offer us new insights. Slow-dispersing termites are good bio indicators of ecosystem change; and the impact of fire on savannah ecosystem functioning is also important to understand. This project focuses on three main questions. (1) How does soil nutrient cycle functionality and the functional diversity of associated termite communities compare between two adjacent biomes in a forest-savannah mosaic? Data on net primary productivity (NPP), termite diversity, decomposition rates and soil properties will be collected. (2) What is the impact of fire disturbance on soil ecosystem functioning in the forest - savanna mosaic? We will compare soil nutrient cycles, decomposition rates and termite diversity between savannahs under two fire regimes (burned annually and unburned). (3) How does the soil ecology of the forest-savanna mosaic in Lopé compare with the large savannah biomes that have out competed the forests inother parts of Gabon? Here we will compare termite communities between these environments.
Cette étude s’intéresse aux caractéristiques biogéographiques et écologiques des savanes humides péri et intra-forestières du Gabon. Elle fait une large place à l’analyse de la composition des communautés de termites en tant qu’indicateurs biogéographiques et écologiques : (i) A l’échelle du Gabon, pour explorer la biogéographie post-Pléistocène des savanes dans différents contextes de forêts et de savanes ; (ii) A l’échelle locale, dans le Parc National de Lopé, pour étudier les mécanismes qui régulent la dynamique des mosaïques forêt-savane face aux variations des paramètres environnementaux tels que les caractéristiques du sol et la productivité écosystémique.
A l'échelle biogéographique, nous avons échantillonné dans les quatre ensembles distincts qui sont les principales zones de savanes du Gabon : le centre (Lopé), le sud-est (Batéké) et le sud (Mayombe Nord et Sud). A Lopé, où les savanes sont soumises à un programme annuel de brûlage depuis 1993, nous avons utilisé un dispositif expérimental incluant 4 types d'habitats positionnés le long d’un gradient de fréquence des feux et marquant différents stades de transition de la savane vers la forêt. Nous avons utilisé la méthode des transects standardisés pour échantillonner les termites dans l’ensemble des sites et habitats, et avons appliqué la méthode de code-barres ADN pour les identifications taxonomiques. Sur les quatre types d’habitats positionnés le long du gradient de transition forêt-savane de Lopé, il a été mesurées les variables physico-chimiques du sol et la productivité primaire nette (NPP) des composantes de la végétation suivant le protocole RAINFOR-GEM. L’analyse des résultats a révélé que Lopé présentait une composition différente des communautés de termites avec les autres sites et était dépourvu d’espèces caractéristiques de savanes. La composition des communautés de termites de Lopé a révélé une relation étroite avec la structure de la végétation alors qu’elle l’était beaucoup moins avec les variables du sol. Quant à la biomasse et la NPP, les résultats révèlent une différence dans la stratégie d'allocation du carbone dans les composantes de la végétation à travers les stades intermédiaires du gradient (savanes peu ou non brûlées).
Les résultats de cette étude suggèrent une histoire évolutive différente entre les savanes de Lopé et les autres, et laissent croire qu’elles n'ont jamais été contiguës aux savanes voisines. La suppression progressive du feu dans les savanes favorise, non seulement la transition des savanes vers des systèmes forestiers, mais également les changements taxonomiques des communautés de termites le long du gradient et dont la distribution était beaucoup plus liée à la structure végétale qu’aux variables du sol. Les résultats suggèrent également une relation étroite entre la productivité et les paramètres environnementaux qui s’exprime par des changements de stratégie d’allocation du stock de carbone dans les composantes de la végétation de la mosaïque forêt-savane. Deux changements majeurs interviennent sur l’allocation du stock de carbone dans les composantes ligneuses qui bénéficient d’un taux de croissance très élevé au niveau des stades LBS et LIBS pour la NPPStem et entre LIBS et LUS pour la NPPLitterfall. Ces variations brusques indiquent des étapes importantes dans le processus de transition de l’écosystème herbacé vers un système forestier.