Couac

Thème

Impact des occupations amérindiennes anciennes sur les propriétés des sols et la diversité des forêts de la frange côtière guyanaise.

Financement & durée

CNRS Amazonie II (2008-2010 )

Responsable scientifique

Etienne Dambrine, UMR Cycles Biogéochimiques

Bruno Hérault, UMR EcoFoG

Sylvie Jérémie, Institut National de la Recherche en Archéologie Préventive

Partenariat scientifique

Lilian Blanc, Damien Bonal, Anne-Marie Domenach, Jean-Christophe Roggy, Heidy Schimann, Ivan Scotti, Caroline Scotti-Saintagne
UMR EcoFoG

Sylvie Jérémie, Martin van den Bel, Mickaël Mestre
Institut National de la Recherche en Archéologie Préventive –Guyane
http://www.inrap.fr/archeologie-preventive/

Jean-François Molino, Eric Nicolini, Daniel Sabatier
_Unité Mixte de Recherche « botAnique et bioInforMatique de l’Architecture des Plantes» – CIRAD, CNRS, INRA, IRD, Université de Montpellier II - Montpellier
http://amap.cirad.fr/fr/

Jean-Luc Dupouey
Unité Mixte de Recherche « Ecologie et Ecophysiologie Forestière» –INRA, Université de Nancy I - Nancy
http://extranet.nancy.inra.fr/eef

Etienne Dambrine
Unité de Recherche « Biogéochimie des Ecosystèmes Forestiers» – INRA - Nancy
http://www.nancy.inra.fr/extranet/unites/unites.htm

Présentation du projet

Contexte et problématique

Ce projet est issu de la rencontre de deux développements récents de l’écologie et de l’archéologie forestière. D’une part, les écologues des forêts tempérées ont progressivement pris conscience de l’importance et de l’extrême durée de l’impact des activités agricoles anciennes dans les forêts actuelles. D’autre part, les archéologues travaillant en forêt tropicale ont mis en évidence des sites d’activité humaine de plus en plus nombreux, suggérant que le paysage forestier actuel pourrait être plus marqué par ces activités que ce qui était envisagé auparavant.

L’objectif général du projet est donc de développer l’étude des conséquences des activités amérindiennes passées sur divers aspects du fonctionnement actuel de l’écosystème forestier guyanais. Les enjeux scientifiques sont importants :

  1. jusqu’à quel degré les forêts tropicales actuelles ont-elles été occupées par l’homme ? Le degré d’exhaustivité de la recherche des sites d’occupation anciens est faible en forêt tropicale et il n’y a pas de typologie des sites d’habitats permettant de caractériser le degré d’occupation et les pratiques anciennes. Nous proposons d’apporter des informations archéologiques, pédologiques et génétiques sur la nature et l’intensité des activités pratiquées sur un certain nombre de ces sites. Les datations archéologiques permettent de plus, lorsque le caractère secondaire de la forêt a été montré, d’apporter des informations sur l’ancienneté de l’état boisé.
  2. ces usages anciens ont-ils modifié significativement la fertilité des sols ? Les sols des plateaux Guyanais étant très pauvres sur le plan chimique, un enrichissement volontaire à des fins de mise en culture devrait conduire à une augmentation de la fertilité qui pourrait perdurer sur le long terme. Nous proposons de transposer en sol tropical des indicateurs d’enrichissement ancien que nous avons développé en forêt tempérée.
  3. la diversité des espèces actuelles pourrait-elle en partie être expliquée par ces usages anciens ? On connaît aujourd’hui les mécanismes liés à la dynamique de régénération par trouées des forêts tropicales qui expliquent une large part de la composition des communautés. Mais n’existe-t-il pas aussi des dynamiques à beaucoup plus long terme liées aux perturbations anthropiques anciennes par le feu ou par la mise en culture ? Du point de vue spatial, nous ne pouvons aujourd’hui expliquer qu’une faible part des variations des compositions des communautés par celles des contraintes naturelles de l’environnement (climat, topographie…). La prise en compte de la localisation des activités humaines anciennes pourrait permettre d’améliorer notre compréhension de la distribution des espèces végétales en forêt tropicale, mais aussi des structures génétiques intra-spécifique.

Activités du projet

L’impact des occupations anciennes sur la biodiversité et les propriétés des sols des systèmes forestiers côtiers de la Guyane sera appréhendé à travers deux approches complémentaires qui seront menées simultanément. D’une part, nous rechercherons des indices de la présence amérindienne ancienne sur des sites forestiers dont l’écologie est intensément étudiée par la communauté scientifique. D’autre part, nous caractériserons les sols et la composition floristique de sites d’un grand intérêt archéologique en les comparant à des sites témoins voisins.

Activité 1 - Caractérisation de l’empreinte humaine sur des sites à fonctionnement écologique connu

L’objectif de cette partie est de déterminer quel est l’impact de l’empreinte humaine sur des sites phares de la recherche en écologie forestière en Guyane. Un certain nombre de sites (Paracou, Nouragues, St Elie, Bafog) et de parcelles (réseau Guyafor, parcelles Bridge) sont connus d’un point de vue botanique et/ou suivis d’un point de vue dynamique en Guyane. Les deux sites prioritaires sont les sites de Paracou (115 ha déterminé à l’espèce à 70%) et les sites de St Elie (12 ha déterminé à l’espèce à 95%). Sur les deux sites, les cartes pédologiques et topographiques sont disponibles. D’autre part, des données issues de passage LIDAR anciens (St Elie, Christophe Proisy) ou prévus (Paracou, CPER-Programme Opérationnel) sont à traiter.

Le travail de terrain se décomposera en une première partie de prospection pédestre sur la totalité des sites. Il s’agit d’une recherche visuelle d’indices matériels (tessons de poteries, charbons) couplés de sondage à la tarière. Ce travail préliminaire permettra de détecter quelques zones de grand intérêt archéologique. Sur ces zones et en fonction des possibilités, un sondage archéologique plus important sera mis en place : creusement d’une tranchée sur un transect permettant d’i) estimer la continuité spatiale et ii) dater les structures archéologiques détectées lors de la prospection pédestre.

Activité 2 Caractérisation de la végétation et de l’environnement sur des sites à occupation attestée

L’objectif de cette partie est de déterminer est de tester l’hypothèse qu’une occupation amérindienne prolongée s’est traduite par des changements i) dans la composition et la structure de la végétation et dans ii) les caractéristiques physico-chimiques des sols.

Les sites de Fortunat Capiri, situés dans l’Est de la Guyane, sont constitués d’un réseau de collines de petite taille, actuellement recouvertes d’une forêt continue, dont certaines forment des ‘Montagnes Couronnés’. Ces dernières se présentent sous forme de sommets de collines de 1 à quelques hectares entourés d’un fossé large et profond qui fait le tour de la colline. Une partie d’entre elles ont été analysées par laser aéroporté (lidar). Dans le paysage, ces sites de montagnes couronnées sont entourés de nombreuses collines ne montrant aucune trace évidente d’occupation. Un échantillonnage sera effectué sur quatre collines, comprenant 2 montagnes couronnées et 2 témoins. Sur chacune des 4 collines, une placette permanente d’1ha sera installée selon les règles établies dans le dispositif Guyafor (Girault et al. 2006). Chaque individu sera spatialisé lors de l’installation de la placette. Tous les individus (DBH > 10 cm) seront déterminés botaniquement. D’autre part, les diamètres des arbres seront mesurés à hauteur d’homme.

Sur une grille, on placera des sondages et prélèvements de sol de manière systématique à raison de 30 points par site. Les sols seront caractérisés jusqu’à 1,20 m de profondeur (texture, structure, couleur, quantification de la masse d’artefacts archéologiques…) en s’attachant aux structures de terra preta. Sur les prélèvements seront analysés C total et C récalcitrant, d13C, N total, d15N, bases échangeables, phosphore assimilable et texture. En complément, seront mesurées les activités potentielles de respiration du sol, nitrification et dénitrification et les activités enzymatiques liées à la dégradation de la matière organique (cellulase, phenoloxydase, phosphatase, activités protéolytiques).

Nous caractériserons, à l’aide de huit marqueurs microsatellites, un échantillon de cent individus de chacune de trois espèces d’arbres forestiers tropicaux pionniers (Carapa guianensis/procera, Jacaranda copaia, Simarouba amara), choisis dans deux zones bien contrastées, l’une aux alentours des sites d’occupation ancienne, l’autre en zone ne montrant pas de signes de perturbation. Nous faisons donc l’hypothèse que ces espèces ont pu occuper rapidement et massivement les sites, suite à leur abandon. Cette invasion aurait ainsi entrainé une forte augmentation de leur population, qu’il est possible de détecter par l’analyse moléculaire.

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