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Etude de la sévérité des incendies de forêts sur les propriétés physico-chimiques et le stockage de carbone des sols en fonction des types d’occupation des sols dans la région de pré-rif (cas de la forêt de Jbel El Alam - Larache) المدرسة الوطنية الغابوية للمهندسين بسال ECOLE NATIONALE FORESTIERE D’INGENIEURS DE SALE MEMOIRE DE 3ème CYCLE Présenté par : Mme. SADIR Naoual POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DES EAUX ET FORETS OPTION : Ecologie et Gestion des Ressources Naturelles Soutenu publiquement le 05 juillet 2023 à 14h devant le jury : MM: Pr. ZINE EL ABIDINE A. (E.N.F.I – Salé) Président Pr. ZAHER H. (E.N.F.I– Salé) Rapporteur Pr. SABIR M. (E.N.F.I – Salé) Rapporteur Pr. ELHAOUZALI H. (E.N.F.I – Salé) Examinatrice Pr. ABBAS Y. (USMS – Béni Mellal) Examinateur Mr. BALLAOUI Ch. (DPANEF – Ifrane) Examinateur E.N.F.I, BP. 511, Bd Moulay Youssef, Tabriquet, Salé, Maroc. Tél. : 0537 86 11 49, Fax : 05 37 86 26 07 ROYAUME DU MAROC المغربية المملكة
ii Remerciement C’est avec un grand plaisir que je tiens à présenter ma gratitude au Pr. ZAHER Hafida, qui a bien voulu assurer l’encadrement de ce travail et qui n’a pas cessé de me guider et de m’orienter de très près durant les différentes phases de cette étude, tout en consacrant le temps nécessaire avec une modestie sans égale. J’ai trouvé auprès d'elle une écoute sans faille. Les résultats de ce travail doivent beaucoup aux exigences de sa rigueur scientifique, à ses orientations, ses conseils et ses critiques pertinents. Qu'elle trouve ici l'expression de tous mes respects. Je tiens à adresser aussi mes vifs remerciements au Pr. SABIR Mohammed qui n’a pas cessé de me guider et de m’orienter de très près les différentes phases de ce mémoire. Ses connaissances, ses directives, sa disponibilité, son suivi minutieux du travail et ses conseils judicieux au cours de la réalisation de ce travail, m’ont été d’une grande utilité. J'adresse mes sincères remerciements encore une fois au Pr. ZINE EL ABIDINE Abdenbi, pour l’honneur qu’il m’a accordé en acceptant de présider ce jury et d’enrichir le présent travail par ses suggestions constructives. Qu’il trouve ici l’expression de mes meilleurs sentiments. Je suis honorée de la présence du Pr. EL HAOUZALI Hafida, qui a accepté d'examiner mon travail. C’est l’occasion pour moi de la remercier pour sa contribution incontestable dans ma formation d'ingénieur. Qu’il trouve donc, dans ces lignes l'expression de ma profonde reconnaissance. Je tiens à adresser mes vifs remerciements au Pr. ABBAS Younes, qui a accepté d’honorer ma soutenance comme examinateur et de contribuer à l’amélioration de ce travail. Qu’il trouve ici l’expression de ma haute considération la plus distingué. De même, je remercie Mr. BALLAOUI Charik, qui a bien voulu examiner ce travail. Qu’il trouve ici l'expression de ma vive gratitude. Aussi je remercie vivement Dr. ZOUAHRI Abdelmjid, coordinateur de l’unité de recherche sur l’environnement et la conservation des ressources naturelles de l'INRA Rabat, de m'avoir accueilli au sein des laboratoires de son unité. Je tiens également à adresser mes remerciements à la Direction Provinciale des Eaux et Forêts–Larache pour leur soutien aux travaux du terrain pour le prélèvement des échantillons du sol.
iii Résumé Plusieurs propriétés physiques, chimiques et biologiques du sol peuvent être affectées par les incendies de forêt. Les effets de ces incendies sont principalement le résultat de la sévérité du feu. L’objectif général de cette étude est de déterminer l’effet des différents niveaux de sévérité des incendies de forêts sur les propriétés physico-chimiques et le stockage de carbone des sols selon les types d'occupation du sol. Le présent travail a été mené dans la forêt de Jbel El Alam (Larache) sur 4 niveaux de sévérité de feu (fort, moyen, faible et non incendié) identifiés suite au calcul de dNBR (différence normalisée du ratio de brûlage), 3 types d’occupation des sols (chêne-liège, chêne zeen et pin maritime) et deux profondeurs du sol (0- 10 cm et 10-30 cm). Les résultats obtenus ont montré que les feux de faible sévérité, ont entrainé une augmentation significative du pH, des bases échangeables et de la conductivité électrique. Les feux de moyenne sévérité ont engendré une augmentation importante de l’azote total du sol. Les sites touchés par des feux de faible et de moyenne sévérité ont enregistré une augmentation du carbone organique, du phosphore assimilable et de la capacité d’échange cationique du sol comparativement aux sites non incendiés. Tandis que les feux de forte sévérité ont entrainé une diminution considérable des niveaux de ces paramètres par rapport au témoin. Les propriétés physiques du sol notamment la texture, la densité apparente et la stabilité structurale sont restées plus ou moins inchangées après le passage des feux de faible et de moyenne sévérité mais elles ont été légèrement affectées par les feux de forte sévérité. Les effets négatifs du feu sur les propriétés physico-chimiques du sol sont associés à des incendies de forte sévérité. Par ailleurs, les incendies de faible et de moyenne sévérité sont principalement bénéfiques en termes d’augmentation de la fertilité des sols. Les sites touchés par des feux de forte sévérité ont présenté des pertes en stocks de C du sol, allant de 20,12% (- 9,02 t/ha) à 35,55% (-8,54 t/ha) des stocks obtenus dans les sites non brûlés respectivement sous le chêne zeen et le pin maritime. Alors que les sites affectés par les feux de faible et de moyenne sévérité, ils ont enregistré des gains en stock de carbone variant de 55,22% (+24,75 t/ha) à 115,64% (+34,45 t/ha) par rapport aux sites non incendiés respectivement sous le chêne zeen et le chêne-liège. Les feuillus (chêne-liège et chêne zeen) ont enregistré des stocks de carbone dans leurs sols plus élevés que ceux des résineux (pin maritime).Les effets de la sévérité du feu sont statistiquement significatifs sur les propriétés physico-chimiques et le stockage du carbone des sols pour la couche superficielle du sol (0-10cm) mais non significatifs pour la couche profonde du sol (10-30cm). Mots clés : sévérité de l’incendie, propriétés physico-chimiques, stockage de carbone, type d’occupation du sol, forêt de Jbel El Alam, Larache.
iv Abstract Many physical, chemical and biological soil properties can be affected by forest fires. The effects are mainly the result of fire severity. The general aim of this study is to determine the effect of different levels of forest fire severity on the physico-chemical properties and carbon storage of soils according to types of occupation. The present work was carried out in the Pre- Rif region (Larache) on 4 levels of fire severity (high, medium, low and unburned) identified following the calculation of dNBR (normalized difference in burn ratio), 3 types of land cover (cork oak, zeen oak and maritime pine) and two soil depths (0-10 cm and 10-30 cm). Results showed that low-severity fires led to a significant increase in pH, exchangeable bases and electrical conductivity. Medium severity fires resulted in a significant increase in total soil nitrogen. Sites affected by low and medium severity fires recorded an increase in organic carbon, assimilable phosphorus and soil cation exchange capacity compared with sites not affected by fire. High severity fires, on the other hand, resulted in a considerable decrease in the levels of these parameters compared with the control. Physical properties, notably texture, bulk density and structural stability, remained more or less unchanged after low and medium severity fires, but were slightly affected by high-severity fires. The negative effects of fire on soil physico-chemical properties are associated with high severity fires. On the other hand, low and medium severity fires are mainly beneficial in terms of increasing soil fertility. Sites affected by high severity fires showed losses in C stocks ranging from 20.12% (-9.02 t/ha) to 35.55% (-8.54 t/ha) of stocks in unburned sites under zeen oak and maritime pine respectively. Whereas sites affected by low and medium severity fires recorded carbon stock gains ranging from 55.22% (+24.75 t/ha) to 115.64% (+34.45 t/ha) compared with unburned sites under zeen oak and cork oak respectively. Hardwoods (cork oak and zeen oak) recorded higher soil carbon stocks than softwoods (maritime pine). The effects of fire severity are statistically significant on soil physico-chemical properties and carbon storage for the superficial soil layer (0-10cm), but not significant for the deep soil layer (10-30cm). Keywords: fire severity, physico-chemical properties, carbon storage, land use type, Jbel El Alam forest, Larache.