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Theses Year : 2004

Response of soil macrofauna communities to deforestation in south-east Amazon, Brazil, in the framework of family farming

ÉTUDE DE LA MACROFAUNE DU SOL DANS UNE ZONE DE DÉFORESTATION EN AMAZONIE DU SUD-EST, AU BRÉSIL, DANS LE CONTEXTE DE L'AGRICULTURE FAMILIALE

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Abstract

As primary forest is cleared, pastures and secondary forest occupy an increasing space in the Amazonian landscape. We evaluated the effect of forest clearing on a soil macrofauna (invertebrate) community in a smallholder farming system of southeastern Amazonia. We sampled the soil macrofauna in 22 plots of forest, upland rice fields, pastures, and fallows of different ages. In total, we collected 10,728 invertebrates. In cleared plots the species richness per plot of the soil macrofauna fell from 76 to 30 species per plot immediately after forest clearance, and the composition of the new community was different. Ants, termites, and spiders were most affected by the disturbance. In plots deforested several years before, the effect of forest clearance highly depended on the type of land use (pasture or fallow). In fallows, the community was most similar to the initial state. The species richness per plot diversity in old fallows rose to 66 species per plot, and the composition was closer to the primary forests than to the other types of land use. On the contrary, in the pastures the species richness per plot diversity remained low, with 47 species per plot. In fallows, all the groups showed a species richness close to that in primary forest, whereas in the forest only the species richness of earthworms and coleoptera recovered. Our results suggest that forest clearing constitutes a major disturbance for the soil macrofauna and that the recovery potential of the soil macrofauna after 6 or 7 years is much higher in fallows than in pastures. Thus, fallows may play a crucial role in the conservation of soil macrofauna.
Les communautés de macrofaune du sol en Amazonie du sud-est demeurent très peu décrites, malgré leur importance primordiale pour la compréhension du fonctionnement des sols, particulièrement ceux des milieux tropicaux. En effet, dans ces derniers, les conditions édaphiques sont souvent défavorables au cycle des nutriments, ce qui pose des problèmes de gestion dans les zones de déforestation. Parmi les facteurs potentiels structurant les communautés de la macrofaune du sol, la diversité de la végétation et la structure du paysage sont de plus en plus souvent proposées, mais peu d’études appuient ces hypothèses. Nous avons abordé ces questions par une étude multi échelle, avec un plan d’échantillonnage emboîté de 270 blocs TSFB, ce qui a permis d’étudier l’effet des différents facteurs selon l’échelle considérée. La zone géographique choisie est la localité de Benfica, une zone de déforestation par l’agriculture familiale, représentative de l’Amazonie du sud-est. Nos résultats montrent qu’au niveau du paysage, la richesse spécifique de macrofaune du sol peut être en bonne partie prédite par 3 variables, dont 2 paysagères : le type d’occupation du sol, la densité en lisière, et le nombre de type d’occupation du sol. La communauté de la macrofaune du sol est très appauvrie en rizière et en pâturage, alors qu’elle est plus élevée en forêt et jachère. Au niveau de la parcelle, le type de sol et la couverture végétale en pâturage influencent significativement la macrofaune du sol. En milieu arboré, la diversité de la macrofaune du sol est corrélée avec celle de la diversité de la litière, mais pas avec sa biomasse. D’autre part, la densité de la macrofaune de litière ne présente pas de structure spatiale significative sur des échelles de 2 à 10 m. Nous n’avons pas pu mettre évidence une relation entre le milieu de prédilection et les activités enzymatiques exprimées, mais cela peut être dû à une inadaptation du protocole. En testant plusieurs modèles statistiques, nous montrons que l’évaluation de la relation entre la structure du paysage et la richesse spécifique locale de la macrofaune peut être améliorée par l’utilisation d’un réseau de neurones (perceptron) au lieu de l’approche habituelle d’un modèle basé sur les GLM. Les 2 modèles s’avèrent performants, mais le perceptron apporte des résultats meilleurs en prenant en compte 10% de variance supplémentaire. D’un point de vue méthodologique, les analyses a posteriori que nous avons menées, montrent qu’une dizaine de points par type d’occupation du sol auraient été suffisant pour les analyses. Nous montrons également que les quadrats TSBF ont tendance à surestimer la densité réelle de la macrofaune de litière. Notre étude apporte donc des résultats inédits en montrant l’existence de relations entre la structure du paysage, la diversité de la litière, le type de sol, la structure du couvert végétal à fine échelle, et la communauté de la macrofaune du sol. Selon l’échelle considérée, nous avons identifié des facteurs différents qui influencent la macrofaune du sol, ce qui démontre l’intérêt de notre approche multi-scalaire. Afin d’approfondir ces résultats, il serait nécessaire de les conforter en étudiant ces relations dans d’autres systèmes pédologiques présents en Amazonie, d’approfondir les modalités de dispersion spatiale des organismes à l’échelle du paysage, et d’identifier les mécanismes conditionnant la relation entre la diversité de la macrofaune et celle de la litière.
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Cite

Jérôme Mathieu. ÉTUDE DE LA MACROFAUNE DU SOL DANS UNE ZONE DE DÉFORESTATION EN AMAZONIE DU SUD-EST, AU BRÉSIL, DANS LE CONTEXTE DE L'AGRICULTURE FAMILIALE . Biodiversité. Université Pierre et Marie Curie, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01342197⟩
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