Thèse S. Slimani 2014.Pdf
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MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ MOULOUD MAMMERI - TIZI OUZOU FACULTÉ DES SCIENCES BIOLOGIQUES ET DES SCIENCES AGRONOMIQUES THÈSE Présentée Par Saïd SLIMANI En vue de l’obtention du titre de docteur en sciences biologiques Reconstitutions dendrochronologiques du climat et de l’historique des incendies dans les régions des Aurès et de Kabylie, nord de l’Algérie Soutenue publiquement le 08 / 12 / 2014 Devant le jury composé de : Rachid MEDDOUR, Maître de conférences, UMM Tizi Ouzou Président Arezki DERRIDJ, Professeur, UMM Tizi Ouzou Rapporteur Emilia GUTIERREZ, Professeur, Université de Barcelone Corapporteur Safia BELHADJ, Professeur, UZA Djelfa Examinatrice Mahand MESSAOUDÈNE, Directeur de recherche, INRF Tizi Ouzou Examinateur Farid BEKDOUCHE, Maître de conférences, UAM Béjaïa Examinateur Remerciements Cette thèse est le fruit de plusieurs années de travail d’équipe. Je ne serais pas arrivé au bout de cette entreprise sans l’apport précieux des nombreuses personnes qui ont toujours cru en moi. Je tiens tout d’abord à remercier grandement le professeur Arezki Derridj, Université Mouloud Mammeri-Tizi Ouzou, pour la confiance qu’il m’a témoignée en acceptant la direction scientifique de ma thèse, ainsi que pour son attention et sa disponibilité malgré ses multiples charges. Il a toujours été à l’écoute de mes nombreuses interrogations, s’intéressant à l’avancée de mes travaux tout en me laissant autonome dans mes initiatives. J’adresse toute ma gratitude à l’infatigable professeur Emilia Gutiérrez, Université de Barcelone, qui a coencadré ce travail et m’a accueilli dans son laboratoire dans le cadre de la finalisation de mon doctorat. Les nombreuses discussions que nous avons eues lors de mon séjour scientifique auprès d’elle, ainsi que ses conseils, m’ont permis d’envisager mon travail sous un autre angle. J’ai eu tout simplement la chance de bénéficier de sa grande compétence et de sa rigueur intellectuelle. Je le sais, je ne vous remercierais jamais assez. Ha sido un verdadero placer trabajar contigo. ¡ Muchísimas gracias ! La présente thèse n’aurait jamais eu lieu sans la rencontre inespérée du professeur Ramzi Touchan, Université de l’Arizona. Il m’a initié à la dendrochronologie, en me formant avant même ma première inscription en thèse. Il m’a appris à aller toujours plus loin, toujours plus haut, là où c’est toujours plus intéressant. Il m’a accompagné dans la plupart de mes sorties de terrain et je l’ai assisté dans quelques-unes de ses campagnes d’échantillonnage dans les massifs algériens, qu’il m’a fait d’ailleurs découvrir, en Turquie, en Grèce et en Corse : ce fut une expérience extraordinaire. J’apprécie son aide et celle de toutes les personnes qui ont participé à la datation de mes échantillons au Laboratory of Tree- Ring Research, Tucson, Arizona. Je remercie également les docteurs Rachid Meddour (UMM Tizi Ouzou), Mahand Messaoudène (INRF Tizi Ouzou), Farid Bekdouche (UAM Béjaïa) et le professeur Safia Belhadj (UZA Djelfa) pour l’honneur qu’ils me font d’être dans i mon jury. Je tiens à vous assurer de ma profonde reconnaissance pour l’intérêt que vous portez à ce travail. Je remercie infiniment messieurs Abdeltatif Gasmi et Messaoud Hamidi, respectivement conservateurs des forêts de Batna et de Khenchela, ainsi que Saïd Abderrahmani et Youcef Meribai, respectivement directeurs des parcs nationaux de Belezma et du Djurdjura, pour leur accueil et leur aide logistique lors de nos campagnes d’échantillonnage. Je voudrais aussi exprimer particulièrement toute mon amitié et gratitude à messieurs Athman Briki, Abderrahmane Rezougui, Laïd Sebti, Tayeb Brima, Ammar Menasri, Bouzghaia Abdelmajid, Karim Gaga, Moussa Haddad et Kamel Cherifi, ainsi qu’aux personnels des institutions sus-citées, qui ont pris de leur temps pour organiser nos sorties de terrain et nous permettre de travailler dans de bonnes conditions. Il serait difficile de citer tous les noms des collègues à qui je dois beaucoup. Une mention spéciale à ceux des Universités de Tizi Ouzou, de Béjaïa et de Ouargla, ainsi qu’à l’ami qui m’a relu et incité à me conformer aux rigueurs du français et de sa typographie. Ils se reconnaîtront. Un grand merci à mes amis de l’Université de Barcelone qui ont su me soutenir et – surtout – me supporter, particulièrement durant les derniers mois de rédaction, qui n’ont pas toujours été des plus agréables… Je termine en adressant toute mon affection à ma famille, en particulier à mes parents. J’ai souvent été loin, mais votre tendresse et votre amour me guident au quotidien. La dendrochronologie m’a appris le vrai sens du cerne : les vôtres sont d’une beauté extraordinaire ! ii À la mémoire de nanna (grand-mère, en kabyle de chez moi) iii Reconstitutions dendrochronologiques du climat et de l’historique des incendies dans les régions des Aurès et de Kabylie, nord de l’Algérie Résumé Les anneaux annuels de croissance du cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica Manetti) ont été utilisés afin (i) d’analyser la variabilité climatique passée, (ii) étudier la relation cerne-climat à long terme et (iii) tester le potentiel de cette espèce pour la reconstitution de l’historique des incendies au niveau des régions des Aurès et de Kabylie (nord algérien). L’échantillonnage a porté, d’une part, sur la collecte de carottes à la tarière de Pressler sur des arbres vivants au niveau de huit sites répartis équitablement entre les deux régions et, d’autre part, sur la réalisation de sections transversales à la tronçonneuse sur du bois mort présentant des cicatrices de feu dans deux sites au niveau du mont Chélia (Aurès). Sur le volet dendroclimatique, les précipitations d’octobre à juin ont été reconstruites sur les périodes 1761-2009 et 1898-2011 pour les régions des Aurès et de Kabylie respectivement. Elles sont caractérisées par une haute variation interannuelle à décennale. e Cependant, la plus forte variabilité a été identifiée à partir de la deuxième moitié du XX siècle et les sécheresses les plus sévères ont marqué les dernières décennies, avec un pic e sans précédent enregistré au début du XXI siècle. Une forte synchronisation des patrons de croissance a été observée lors des périodes caractérisées par des conditions climatiques limitantes, dont les principales ont coïncidé avec trois épisodes de dépérissement du cèdre de l’Atlas, survenus entre la fin des années 1870 et le début des années 1880, vers la fin e e des années 1970 et entre la fin du XX siècle et le début du XXI siècle. Les résultats mettent en évidence l’augmentation sensible de la réponse commune des arbres sondés aux conditions macroclimatiques, avec une diminution concomitante des effets liés aux conditions locales de site et de peuplement. Ainsi, si l’évolution de la variabilité climatique continue sur la tendance actuelle, des régions plus ou moins éloignées connaîtront des conditions climatiques de plus en plus similaires. Ceci pourrait mener à une modification profonde, voire à la disparition par endroits, de conditions écologiques locales permettant la subsistance du cèdre de l’Atlas dans son milieu naturel. L’historique des incendies a été reconstitué pour les périodes 1507-1977 et 1303- 1991 à Oued Tider et Thniet Zemroune respectivement. À notre connaissance, il s’agit des premiers résultats relatifs à la dendropyrochronologie en Afrique. La plupart des feux datés n’ont été enregistrés que sur un seul échantillon et le synchronisme entre les arbres et sites d’étude est faible. Nous admettons que le régime des incendies a été caractérisé par des feux de surface d’une intensité faible à modérée, avec une extension très limitée, dont la plupart a eu lieu pendant la saison estivale. Dans les peuplements étudiés, l’activité des e incendies a été d’une fréquence élevée jusqu’à la première moitié du XIX siècle. Ensuite, un déclin brutal a été observé avec la promulgation des premières lois relatives à l’utilisation des sols et des forêts en Algérie. Par ailleurs, l’analyse des époques superposées montre que les conditions climatiques à court terme n’ont eu aucun effet significatif sur le départ des incendies. Ceci justifie le rôle majeur des facteurs anthropogéniques dans le régime des incendies au niveau de la zone d’étude. Mots-clés : dendroclimatologie, dendropyrochronologie, Cedrus atlantica, Aurès, Kabylie. iv Tree-Ring reconstructions of climate and fire history at the Aurès and Kabylie regions, north Algeria Abstract Atlas cedar (Cedrus atlantica Manetti) tree-rings were used to (i) analyze past climate variability, (ii) study climate-growth relationships and (iii) test the potential of this species for fire history reconstruction in the regions of Aurès and Kabylie (northern Algeria). The samples consisted of cores collected from living trees, using an increment borer, in eight sites equally distributed between the two regions, and fire-scarred cross- sections obtained from dead material, using a chainsaw, in two sites located in the mount Chélia (Aurès). In the dendroclimatic section, October-June precipitations were reconstructed for the periods 1761-2009 and 1898-2011 for the regions of Aurès and Kabylie respectively. They were characterized by a high interannual to decadal variations. However, the highest variability of the reconstructed precipitations was observed from the second half of the 20th century and the most severe droughts have marked the last decades. The driest period the two regions have ever experienced was registered in the beginning of the 21st century. High synchronicity between the chronologies was observed during periods that were characterized by limiting conditions to growth, of which the main peaks coincided with three Atlas cedar dieback episodes that occurred between the late 1870s and the beginning of the 1880s, by the end of the 1970s and between the end of the 20th century and the beginning of the 21st century.