ESTIMATION DU POTENTIEL DE SEQUESTRATION DU CARBONE A L’AIDE DES MODELES D’EQUATIONS ALLOMETRIQUES MULTI-ESPECES : APPLICATION AUX PHYTOCENOSES DE LA GUINEE FORESTIERE - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

ESTIMATION OF CARBON SEQUESTRATION POTENTIAL USING MULTI-SPECIES ALLOMETRIC EQUATION MODELS: APPLICATION TO PHYTOCENOSES IN FOREST GUINEA

ESTIMATION DU POTENTIEL DE SEQUESTRATION DU CARBONE A L’AIDE DES MODELES D’EQUATIONS ALLOMETRIQUES MULTI-ESPECES : APPLICATION AUX PHYTOCENOSES DE LA GUINEE FORESTIERE

Résumé

The Republic of Guinea has a large block of tropical rainforest and has a high carbon dioxide (CO2) emission potential. Knowledge of the quantity and distribution of carbon in these forests will allow monitoring of CO2 emissions associated with deforestation and degradation. Nowadays, it is obvious that carbon is at the heart of international discussions on the greenhouse effect and climate change. The forest thus plays an essential role by capturing atmospheric compounds containing carbon or by releasing carbon dioxide by respiration, decomposition and combustion. This makes it the main terrestrial reservoir of carbon capable of acting as a sink or a source, as the case may be. The present research is carried out in the classified forests of Forest Guinea. The objective is on the one hand to test and evaluate the validity of pantropical allometric equations and on the other hand to develop local allometric equations followed finally by a comparative analysis of forest inventory and remote sensing methods. The methodology used for the quantification of the surface carbon content and the sequestration potential at the scale of the study area was structured around two stages combining the use of two techniques: (i) the in situ inventory to measure the volumes of biomass and carbon stocks in plots distributed over the different bioclimatic regions of Forest Guinea (ii) extrapolation of the results using an average vegetation index (NDVI) and satellite imagery on a period of 30 years (1990-2019). The treatment and analysis enabled the following results to be obtained: the areas of primary forests remain constant at 52%, ie 65,742.46 ha; the surface areas of Secondary Forests are declining from 25% (1990) to 18% (2019) i.e. a net loss of 7% around 19,000.70 ha which corresponds to deforestation of 633.33 ha per year, gallery forests have experienced a decrease from 5% (1990) to 3% (2019), i.e. a loss of 2%, the transitional shrub formations experienced a degradation from 9% (1990) to 5% (2019), i.e. a loss of 4%, while those other surfaces made up of water tables, urban fabric, crop fields, mines and quarries increased from 9% (1990) to 23% (2019), i.e. an increase of 14% which corresponds to 38,468.14 ha, which shows an increase in occupied areas to about 1,282.27 ha per year. The validity test of pantropical allometric equations in the Mount Nimba Biosphere Reserve. Provided the following results: 19.57 tC / ha for the equation of Chave et al. 2005; 13.36 tC / ha, for the equation of Ebuyi et al (2011). Also, it should be noted that the Chave equation stores more carbon in this forest. As part of the establishment of the NERF, data was collected in the classified forest of Ziama in four (4) zones: Boo, Massadou, Sérédou and Zoboroma; a biomass gradient by species is estimated as follows: Funtumia elastica (114t / ha), Uapaca guinéensis (200,114t / ha), Celtis mildbraedii (130,114t / ha), Piptadeniastrum africanum (302,114t / ha), Bosqueia angolensis (148 114t / ha), Funtumia elastic (122 114t / ha). CO2 emissions followed an increasing trend during the period 2010-2018. They totaled 175.89 tCO2 in 2010 and evolved continuously to reach 571.33 tCO2 in 2018. Thus, the FREL in the classified forest of Ziama is 146.69 tCO2 / year on average. Regarding the development of our allometric equation model for the forest region of Guinea, the selection and validity criteria of the models are based on the tests of normality, nullity, heterogeneity and autocorrelation of the residuals. . Then we performed the analysis of residual errors, residual standard errors (RSE) and the Akaike information criterion (AIC). Among the ten (10) models developed, six (6) equations take into account the diameter and density. Models with an AIC of 30.71 and an RSE of 0.2989 are the most consistent. On the other hand, four equations taking into account the diameter, the height and the density were developed, among which the model (Δ1) is the most precise, with an AIC of 16.91 and an ESR of 0.26. Equation (Δ1) has a residual error equal to 0.044 or 4.43% and a lower AIC compared to equation (Δ2) which has a high residual error at the same time as the AIC. What disqualifies them from the selection. This is the model in the form of power that is the most explanatory of the above-ground biomass of the species Trichilia Septentrionalis in Forest Guinea. These results obtained should endow Guinea and the countries with similar types of ecosystems with arguments on the capacities of woody vegetation to absorb atmospheric carbon and thus allow the development of the foundations of a positive contribution aimed at improving the environment. 'state of the atmosphere through activities to renew the plant cover while registering such activities in the direction of sustainable profit for local populations.
La République de Guinée dispose d’un grand bloc de forêt humide tropicale et possède un potentiel d’émissions de dioxyde de carbone (CO2) élevé. Une connaissance de la quantité et de la distribution du carbone dans ces forêts permettra de faire le suivi des émissions de CO2 associées à la déforestation et la dégradation. De nos jours, il est évident que le carbone est au cœur des discussions internationales sur l’effet de serre et le changement climatique. La forêt assure ainsi un rôle primordial en captant les composés atmosphériques contenant du carbone ou en libérant le dioxyde de carbone par respiration suite à la décomposition et par combustion. Cela fait d’elle le principal réservoir terrestre de carbone susceptible, selon le cas, de se comporter en puits ou en source. La présente recherche est effectuée dans les forêts classées de la Guinée Forestière. L’objectif visé d’une part est de tester et d’évaluer la validité des équations allométriques pantropicales et d’autre part de développer des équations allométriques locales suivi enfin d’une analyse comparative des méthodes d’inventaire forestier et de Télédétection. La méthodologie utilisée pour la quantification de la teneur en carbone superficiel et le potentiel de séquestration à l’échelle de la zone d’étude a été structurée autour de deux étapes combinant l'utilisation de deux techniques : (i) l’inventaire in situ pour mesurer les volumes de la biomasse et des stocks de carbone dans des placettes réparties sur les différentes régions bioclimatiques de la Guinée Forestière (ii) les résultats utilisant les indices de végétations moyen (NDVI) et les imageries satellitaire sur une période de 30 ans (1990-2019). Le traitement et l’analyse ont permis obtenir les résultats suivants: la surface des forêts primaires demeure constante à 52% soit 65742,46 ha ; la surface des forêts secondaires s’amenuise de 25% en 1990 et 18% en 2019 soit une perte nette de 7% (19000,70 ha) qui correspond à une déforestation de 633,33 ha par an, les forêts galeries ont subi une diminution de 5% en 1990 et de 3 % en 2019 soit une perte de 2%, les formations arbustives de transition ont connu une dégradation de 9% en 1990 et 5 % en 2019 soit une perte de 4 %, tandis que les autres surfaces constituées des nappes d’eau, de tissus urbains, des champs de culture, des mines et carrières ont progressé de 9% en 1990 à 23 % en 2019 soit une augmentation de 14% qui correspond à 38 468,14 ha, qui met en évidence une hausse des superficies occupées à environ 1 282,27 ha par an. Le test de validité des équations allométriques pantropicales dans la réserve de la biosphère du Mont Nimba a permis d’obtenir les résultats qui suivent : 19,57 tC/ha pour l’équation de Chave et al. 2005 ; 13,36 tC/ha, pour l’équation d’Ebuyi et al (2011). Par ailleurs, il est à souligner que l’équation de Chave estime plus le stock de carbone dans cette forêt. Dans le cadre de l’établissement du NERF, des données ont été collectées dans la forêt classée de Ziama sur quatre (4) zones : Boo, Massadou, Sérédou et Zoboroma ; un gradient de biomasse par essence est estimé comme suit : Funtumia elastica (114t/ha), Uapaca guinéensis (200 114t/ha), Celtis mildbraedii (130 114t/ha), Piptadeniastrum africanum (302 114t/ha), Bosqueia angolensis (148 114t/ha), Funtumia elastic (122 114t/ha). Les émissions de CO2 ont suivi une tendance croissante durant la période 2010-2018. Elles ont totalisé 175,89 teCO2 en 2010 tout évoluant sans interruption pour atteindre 571,33 teCO2 en 2018. Ainsi, le NERF dans la forêt classée de Ziama est de 146,69 teCO2/an en moyenne. En ce qui concerne le développement de notre modèle d’équation allométrique pour la région forestière de la Guinée, les critères de sélection et de validité des modèles sont basés sur les tests de normalité, de nullité, d’hétérogénéité et d’autocorrélation des résidus. Ensuite, nous avons effectué, l’analyse des erreurs résiduelles, des erreurs résiduelles standard (RSE) et le critère d’information d’Akaike (AIC). Parmi les dix (10) modèles développés, six (6) tiennent compte du diamètre et la densité. Les modèles avec un AIC de 30,71 et un RSE de 0,2989 sont les plus cohérentes. Par contre quatre équations tenant compte du diamètre, de la hauteur et la densité ont été élaborées, parmi lesquelles le modèle (Δ1) est le plus précis, avec un AIC de 16,91 et un RSE de 0,26. L’équation (Δ2) a une erreur résiduelle égale à 0,044 soit 4,43% et un AIC plus faible par rapport à l’équation (Δ1) qui a une erreur résiduelle élevée en même temps que l’AIC. Ce qui les disqualifie de la sélection. C’est ainsi le modèle sous forme de puissance est le plus explicatif de la biomasse aérienne en Guinée Forestière. Ces résultats obtenus devraient doter à la Guinée et les pays ayant les mêmes types d'écosystèmes ; des arguments sur la capacité de leur végétation ligneuse à absorber le carbone atmosphérique et permettre ainsi de développer les fondements d'une contribution positive visant à améliorer l'état de l'atmosphère par des activités de renouvellement du couvert végétal tout en inscrivant de telles activités dans le sens d'un profit durable pour les populations locales.
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Citer

Amadou Lamarana Bah. ESTIMATION DU POTENTIEL DE SEQUESTRATION DU CARBONE A L’AIDE DES MODELES D’EQUATIONS ALLOMETRIQUES MULTI-ESPECES : APPLICATION AUX PHYTOCENOSES DE LA GUINEE FORESTIERE. Sciences de l'environnement. Université Gamal Abdel Nasser de Conakry (Guinée), 2021. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03666195⟩
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