0299-B4

Etude des effets de la préparation manuelle et mécanique du site sur les performances précoces des reboisements de Pinus pinea L. au nord-ouest de la Tunisie

Chaar Hatem^[1], Khouaja Ali^[2], Akrimi Noureddine^[3], Saddem Mourad^[4], Rafik Aini^[5]

Résumé

Les effets de la préparation mécanique (défrichement partiel suivi d’un rippage et de billonnage) et manuelle du site (limité à l’emplacement du plant) sur le taux de survie, sur la croissance en hauteur et en diamètre et sur d’autres paramètres qualitatifs morphologiques ont été étudiés dans des reboisements de Pinus pinea L., âgés de cinq ans. Les reboisements sont localisés au nord-ouest de la Tunisie (37°N, 9°E), sous un sol léger et riche en matière organique en surface et appartenant à l’étage bioclimatique subhumide méditerranéen à hivers doux. La préparation mécanique a tendance à améliorer le taux de survie (90% contre 81% pour la préparation manuelle), la croissance en diamètre, et légèrement la croissance en hauteur, et à réduire le rapport hauteur/diamètre. La préparation mécanique s’est traduite aussi par une augmentation des pourcentages d’arbres à branches relativement grosses et à angle d’insertion moyen inférieur à 45°. En revanche, il n’y a pas eu apparemment de dépendance significative entre la méthode de préparation du site et la courbure à la base, la rectitude de la tige, le contrôle apical ou la fourchaison. Le coût de plantation par la méthode de préparation mécanique a été d’environ 53% plus élevé que celui de la préparation manuelle, à cause du coût raisonnable de la main-d’œuvre, de sa disponibilité et du coût élevé des engins utilisés.

Mots clefs: Pinus pinea, reboisement, préparation du site, croissance, survie, rectitude

Introduction

Les zones forestières des pays de la région méridionale de la Méditerranée souffrent généralement d’une dégradation du couvert végétal qui résulte principalement de la forte pression sociale et de la fragilité du milieu. Ces zones sont généralement habitées par des populations menant des activités de pastoralisme et d’exploitation des ressources naturelles. Ceci s’est souvent traduit par des problèmes de surpâturage, de quasi absence de régénération naturelle, et de compactage et d’érosion du sol. En plus, ces forêts sont très fragiles et se rétablissent difficilement à cause de l’aridité du climat, de la pauvreté du sol et de la menace constante du feu.

Conscient des rôles écologiques, sociaux et économiques des forêts, la Direction Générale des Forêts tunisienne (DGF) a entrepris des projets de reboisement afin d’empêcher cette dégradation du couvert végétal. Leur réussite dépend notamment de la bonne installation des arbres forestiers. La préparation du site, qui consiste essentiellement à contrôler la végétation concurrente et à préparer le sol, est une étape décisive permettant d’assurer cette bonne installation. Elle peut être réalisée essentiellement par les méthodes suivantes: brûlage dirigé, traitement herbicide, traitement mécanique, ou traitement manuel, réalisé en même temps que l’opération de plantation en se limitant à l’emplacement du plant (Smith et al., 1997). Le brûlage dirigé n’a pas vraiment d’intérêt, spécialement en Tunisie, parce qu’il présente un grand risque et a tendance à stimuler la croissance des espèces herbacées et ligneuses concurrentes, spécialement celles qui rejettent. En plus, le feu appauvrit en matière organique les sols compacts ou en pente. Le traitement herbicide est très coûteux et doit être souvent associé à d’autres méthodes de préparation du site car il n’affecte pas ou peu la flore forestière. Il réduit cependant les dégagements ultérieurs; les conséquences sur l’environnement ne sont pas totalement maîtrisées.

Les projets de reboisement menés par la DGF se sont donc limités aux traitements mécaniques et manuels comme moyens de préparation du site. Pourtant sous les conditions humides de la Tunisie des études d’évaluation de ces deux méthodes manquent. L’objectif du présent travail consistait à comparer les effets de ces deux méthodes de préparation du site sur la croissance et la morphologie de la partie aérienne du Pin pignon (Pinus pinea L.) cinq ans après plantation. Une étude économique a été également réalisée.

Matériel et méthodes

Matériel

Les observations ont été réalisées dans des plantations de Pin pignon situées dans la région de Kef Rakhma (nord-ouest de la Tunisie). Cette région est caractérisée par une pluviométrie moyenne annuelle variant entre 600 et 800 mm et par des hivers doux avec des pluies torrentielles, des étés secs et des vents fréquents et forts (200 j/an), avec quelques jours de sirocco (vent sec et chaud venant du sud). Le sol est léger, profond et riche en matière organique à la surface, et le sous-sol est constitué d’une alternance de bancs de grès et d’argile (Flysch numidien).

Les plantations ayant comme objectif la production de bois ont été réalisées en 1996, à partir de plants d’un an de la même provenance, élevés dans des sachets plastiques. La plantation mécanique couvre une superficie d’un hectare, avec une densité de 2 m x 3 m (1666 plants/ha); la plantation manuelle s’étend sur une superficie de 140 hectares, avec une densité de 1111 plants/ha (3 m x 3 m). Nous avons jugé que cette différence dans la densité n’a pas encore eu d’effet sur la croissance lors de la prise des mesures, au cours du mois d’avril 2001, c’est-à-dire cinq ans après la plantation.

La préparation mécanique du site a consisté à réaliser un défrichement partiel en courbes de niveau, suivi d’un rippage à une profondeur de 60-80 cm et d’un billonnage suivant la ligne de plantation. La préparation manuelle du site s’est limitée à un défrichement local d’une surface de 1 m² et la réalisation de trous de plantation de 25 cm de côté et de 25 cm de profondeur.

Des placettes carrées de 16 arbres ont été échantillonnées d’une manière aléatoire avec des espacements variables suivant des lignes parallèles à la pente. Le nombre de placettes échantillonnées a pris en considération la variabilité du terrain et aussi des paramètres mesurés. Ce nombre était respectivement de 10 et 20 pour les préparations mécanique et manuelle du site.

Mesures

Dans chaque placette, les arbres morts ont été comptés. Ensuite, des mesures quantitatives et qualitatives ont été réalisées sur chaque arbre afin d’évaluer sa croissance et son architecture (e.g., rectitude, angle d’insertion des branches, fourchaison) (Tableau 1).

Tableau 1: Variables mesurées sur chaque arbre avec l’échelle d’appréciation (1 ou 2)

Variables quantitatives:

Hauteur (H)
Circonférence au collet (C), convertie en Diamètre (D)
Rapport déduit: Hauteur/Diamètre

Variables qualitatives:

Courbure à la base:

1: Arbre courbé
2: Arbre non courbé

Rectitude de la tige:

1: Tige déformée
2: Tige droite

Grosseur des branches:

1: diamètre des branches supérieur à la moitié du diamètre du tronc pris à la base de la branche: grosses branches

2: diamètre des branches inférieur à la moitié de celui du tronc: petites branches

Contrôle apical:

1: Pousse principale à la même hauteur ou dépassée par les pousses latérales
2: Pousse principale dominante (bon contrôle apical)

Fourchaison:

1: Arbre fourchu (angle minimal formé entre la tige et la fourche égal à 45°)
2: Arbre non fourchu

Angle d’insertion des branches:

1: Angle moyen de ramification latérale inférieur à 45°
2: Angle moyen de ramification latérale supérieur à 45°

Les coûts de préparation du site ont été fournis par la DGF. Ces coûts prennent en compte non seulement la préparation du terrain, mais aussi la plantation, les entretiens et le gardiennage pendant quatre ans.

Pour analyser les variables quantitatives mesurées, une analyse de variance à un seul facteur (préparation du site) ainsi que des statistiques descriptives ont été réalisées. Concernant les variables qualitatives, des pourcentages ont été calculés et des tests d’indépendance de Chi-deux ont été appliqués.

Résultats

Variables mesurées

Une dépendance significative (p(Chi-deux) = 0,0042) a été constatée entre les pourcentages de survie des arbres et le deux méthodes de préparation du site. Le pourcentage moyen de survie (± intervalle de confiance, estimé au seuil de 5 %) des arbres avec préparation mécanique (90,6 ± 2,3 %) a été significativement supérieur à celui de la préparation manuelle (81,2 ± 4,3 %).

La hauteur des arbres a varié entre 54 et 176 cm pour la préparation mécanique et entre 43 et 178 cm pour la préparation manuelle. L’analyse de variance n’a pas montré d’effet significatif du type de préparation du site sur ce paramètre (p = 0,3672).

En revanche, la préparation du site a eu un effet significatif sur le diamètre au collet (p = 0,0034) et sur le rapport hauteur/diamètre (p < 0,0001). Le diamètre des arbres a varié entre 3,8 et 9,9 cm pour la préparation mécanique du site, avec un diamètre moyen supérieur à celui de la préparation manuelle qui a varié entre 2,6 et 8,6 cm (Tableau 2). En revanche, le rapport hauteur/diamètre, qui a varié entre 10,9 et 25,9, pour la préparation mécanique a été en moyenne inférieur à celui de la préparation manuelle qui a largement varié entre 12,6 et 34,9.

Tableau 2: Moyennes ± écart-types des variables quantitatives pour les deux méthodes de préparation du site.

*Pour chaque variable, les moyennes qui présentent deux lettres différentes sont significativement différentes, au seuil de 5%.

Tableau 3: Pourcentages d’arbres ± intervalle de confiance estimé pour chaque variable qualitative et pour les deux méthodes de préparation du site.

Il n’y a pas eu de dépendance significative entre les méthodes de préparation du site et les paramètres suivants: courbure à la base, rectitude de la tige, contrôle apical et fourchaison (p(Chi-deux) > 0,10) (Tableau 3). Le pourcentage estimé d’arbres à tige droite (rectitude de la tige) et celui des arbres ne présentant pas de courbure à la base était légèrement supérieur pour la préparation mécanique du site. Le pourcentage estimé d’arbres ayant un bon contrôle apical (c’est à dire que la pousse terminale est dominante) ainsi que celui des arbres non fourchus était élevé pour les deux traitements.

En revanche, il existe une dépendance peu significative entre les méthodes de préparation du site et l’angle d’insertion des branches. La plantation avec préparation mécanique a présenté un pourcentage d’arbres avec un angle moyen de ramification latérale inférieur à 45° légèrement supérieur à celui de la préparation manuelle.

Coûts de plantation

Le coût total de la préparation mécanique du site a été d’environ 53 % plus élevé que celui de la préparation manuelle du site (Tableaux 4 et 5). Ceci peut s’expliquer par le coût élevé des travaux mécanisés et par le faible coût et la disponibilité de la main d’œuvre.

Tableau 4: Coûts (dinars/hectare) durant les quatre premières années d’installation des différents travaux de reboisement avec préparation mécanique du sol (coûts estimés à partir des normes tunisiennes de la DGF de l’année 1994). Un dinar tunisien» 0,7 dollar américain, actuellement.

JT: Journée de travail; m: Mètre; Hr: Heure de travail pour le matériel mécanique; U: Unité; et Km: Kilomètre

Tableau 5: Coûts (dinars/hectare) durant les quatre premières années d’installation des différents travaux de reboisement avec préparation manuelle du sol (Coûts estimés à partir des normes tunisiennes de la DGF de l’année 1994). Un dinar tunisien» 0,7 dollar américain, actuellement.

JT: Journée de travail; m: Mètre; Hr: Heure de travail pour le matériel mécanique; U: Unité; et Km: Kilomètre

Discussion

La préparation mécanique du site s’est traduite par une augmentation du taux de survie des jeunes arbres de pin pignon, de la croissance en diamètre et légèrement de la croissance en hauteur et par une réduction du rapport hauteur/diamètre. Ce rapport reflète la stabilité des arbres surtout contre le vent (Lanier et al., 1994). Des résultats similaires ont été rapportés au sujet d’autres espèces de pin et sous des climats variés (Querejeta et al., 2001, sur Pinus halepensis L., Allen et Wentworth, 1993 sur Pinus taeda L., Weber et al., 1995 sur Pinus strobus L. et Pinus resinosa Ait.). La préparation mécanique du site réduit généralement la densité apparente du sol en le rendant plus aéré, ce qui améliore l’infiltration de l’eau, les échanges gazeux et par conséquent la croissance du système racinaire (Yole et Kranabetter, 1996). En plus, cette préparation diminue l’évaporation à la surface du sol par remontée capillaire, améliore la capacité de rétention en eau du sol, favorise la pénétration précoce des racines vers les horizons profonds humides (Querejeta et al., 2001) et augmente la température du sol en profondeur et la disponibilité en éléments minéraux pour les plants (Weber et al., 1995; Yole et Kranabetter, 1996).

La préparation mécanique du sol a aussi augmenté les proportions d’arbres à branches relativement grosses et à angle d’insertion moyen inférieur à 45°. Ceci pourrait s’expliquer par l’amélioration de la croissance des arbres, puisque les plants sont de la même provenance. Le contrôle apical dû à l’inhibition partielle de l’allongement des pousses latérales par la région apicale de la tige traduit un phénomène de concurrence entre la pousse principale terminale et les pousses latérales (Brown et al., 1967). Le pin pignon semble être caractérisé dans le jeune âge par un bon contrôle apical (environ 90% des arbres avec une pousse principale dominante), avec absence de dépendance entre ce caractère et la méthode de préparation du site. Ceci expliquerait également l’absence de relation entre le type de préparation du sol et le taux de fourchaison qui a été d’ailleurs trop faible (environ 5%). La fourchaison des arbres est généralement due à des causes génétiques ou à des accidents (attaques d’insectes, broutage, gelées) qui se traduisent par la perte du bourgeon terminal et la ramification de l’axe de la tige. Comme le pin pignon a généralement un bon contrôle apical, en cas de perte du bourgeon terminal de la tige, une seule ramification assure le relais de l’axe de tige.

La courbure à la base des plants ne semble pas être dépendante du type de préparation du site. Cette malformation résulte probablement de la mauvaise qualité des plants en provenance de la pépinière ou de l’opération de plantation qui se traduit lors de la plantation par un mauvais ancrage du plant suite à un défaut de colonisation du sol par les racines (Marill, 1992). La rectitude de la tige ne semble pas être dépendante du type de préparation du site. Cependant, une proportion légèrement inférieure de tiges déformées a été obtenue avec la préparation mécanique. La profondeur du sol exploitée par les racines a apparemment une influence sur la forme de la tige, surtout dans le jeune âge avec développement d’une tige droite et bien différenciée dans un sol profond et d’une tige plutôt sinueuse dans un sol superficiel (Giordano, 1970).

La préparation mécanique a un coût plus élevé que celui de la préparation manuelle (augmentation d’environ 53%), mais elle semble assurer une bonne installation et croissance des plants et éviter au reboiseur les charges supplémentaires de regarnis. Cependant, il faut comparer le coût en fin de révolution et analyser le gain dû aux bénéfices de la préparation mécanique.

La préparation mécanique du sol devrait être utilisée en tant que prescription bien réfléchie, en tenant compte des exigences de l’espèce, de l’abondance de la main-d’œuvre, de la nature du sol, du relief et de l’étendue de la surface à reboiser, et non pas en tant qu’opération standard car elle peut être parfois nuisible et coûteuse. Pour certains types de sol (sols lourds argileux, sensibles au compactage; sols sablonneux pauvres), la préparation mécanique peut se traduire par un déclin de la productivité (Smith et al., 1997).

Cette étude, menée cinq ans après la plantation, mérite d’être poursuivie afin de vérifier si le léger gain de croissance réalisé avec la préparation mécanique s’estompe avec l’âge du peuplement et si la productivité à long terme des sites est remise en cause. Pour cela, des plantations identiques (même espacement et même pente) devraient être comparées avec un plus grand nombre d’arbres échantillonnés. Dans notre étude les plantations n’étaient pas vraiment identiques et le nombre d’arbres échantillonnés était relativement faible. Il serait également intéressant de regarder la réponse des communautés végétales (diversité structurale et spécifique) à la préparation mécanique. Cette étude mérite d’être complétée par des mesures sur les propriétés physico-chimiques et aussi biologiques du sol et par des mesures selon la méthode destructive des échantillons d’arbres (e.g., biomasse aérienne, souterraine).

Références bibliographiques

Allen, H.L. et Wentworth, T.R., 1993. Vegetation control and site preparation affect patterns of shoot elongation for 3-year-old loblolly pine. Can. J. For. Res. 23: 2110-2115.

Brown, C.L., McAlpine, R.G., et Kormanik, P.P., 1967. Apical dominance and form in woody plants: a reappraisal. Am. J. Bot. 54: 153-162.

Giordano, E., 1970. Interaction between breeding and intensive culture. Unasylva - No. 97-98, Vol. 24 (2-3).

Lanier, L., Bardé, M., Delabraze, P., Dubourdieu, Flammarion, J.P., 1994. Précis de sylviculture. 2^ème édition. E.N.G.R.E.F Nancy, 477 p.

Marill, R., 1992. Techniques de reboisement. In Guide technique du forestier méditerranéen français, chapitre 7, CEMAGREF, Aix-en-Provence, 38 p.

Querejeta J.I., Roldán A., Albaladejo J. et Castillo V., 2001. Soil water availability improved by site preparation in a Pinus halepensis afforestation under semiarid climate. For. Ecol. Manage. 149: 115-128.

Smith, D.M., Larson, B.C., Kelty, M.J., et Ashton, P.M.S., 1997. The practice of silviculture: Applied forest ecology. 9^ème edition, John Wiley and Sons, Inc., (pages 195-224), 537 p.

Weber, M.G., McAlpine, R.S., Wotton, B.M., Donnelly, J.G., et Hobbs, M.W., 1995. Prescribed burning and disk trenching effects on early plantation performance in eastern Ontario, Canada. For. Ecol. Manage. 78:159-171.

Yole, D., et Kranabetter, M., 1996. Site preparation. Effects of site preparation treatments on soil. Properties-alternatives to broadcast burning in the North-central Interior. FRDA Research Memo, No. 230, 6 p.