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Are Peri-urban Mangrove Forests Viable? Effects of Sewage Pollution and Wood Exploitation on the Structure and Development of the Mangroves of Mombasa (Kenya)

by MOHAMED, Mohamed M.O.S.

Abstract (Summary)
RÉSUMÉ En vue de l?augmentation de l?urbanisation dans les multiples écosystèmes du monde, les mangroves n'étant pas une exception, on observe des obstacles à la viabilité de ces écosystèmes, c.-à-d. leur capacité inhérente de se développer, de s?étendre ou de récupérer après des perturbations sous des conditions urbaines. Nous avons adapté une approche systémique pour établir la viabilité des mangroves périurbaines de la baie de Tudor à Mombasa, Kenya. Trois aspects importants des mangroves périurbaines sont évalués. Cela inclus (i) les aspects structurels (structure de la végétation et la régénération), (ii) aspects fonctionnels (productivité) et (iii) aspects humains (socio-économiques). Les Chapitres 1 et 2 introduisent l'étude, en exposant brièvement les objectifs et le domaine d'étude. Les chapitres présentent un panorama des adaptations physiologiques des palétuviers et des attributs écologiques qui rendent l?écosystème de la mangrove unique et hautement adaptable à un environnement intertidal rigoureux et dynamique. Les chapitres suivants exposent l?étendue et le statut des mangroves au Kenya, leur importance socio-économique et la législation qui cadre leur gestion et conservation. Les chapitres 3 et 6 décrivent les caractéristiques structurelles et les étapes de la régénération des palétuviers périurbains de la baie de Tudor. Par ordre d'importance des espèces, les palétuviers les plus souvent rencontrés étaient Rhizophora mucronata (Rhizophoraceae) et Avicennia marina (Forssk.) Vierh. (Acanthaceae)?. Lumnitzera racemosa Willd. (Combretaceae) n'a pas été rencontrée lors d?un voyage floristique précédent. La densité d'arbre varie entre 1.264 arbres ha-1 et 1.301 arbres ha-1, ce qui correspond aux moyennes rapportées pour des forêts comparables dans le monde. Cependant, la structure des classes de taille montre une dominance numérique des palétuviers moins développés par rapport aux plus développés. Le pattern de distribution spatiale des adultes et des juvéniles varie considérablement entre les sites et montre presque un modèle uniforme (l'index de Morisita; I? << 1) pour les individus adultes. En revanche, pour les juvéniles on retrouve une tendance de distribution groupée (I? >> 1). Ce modèle de distribution n'était pas attendu pour une forêt non altérée. La distribution de la régénération des pousses est principalement dictée par la taille des gaps. Ce chapitre montre que les mangroves périurbaines, exploitées et non aménagées, sont structurellement dégradées, ayant des larges gaps caractérisés par une hétérogénéité des conditions édaphiques qui influencent la régénération. Quant aux gaps les plus larges, on retrouve un taux de régénération plus faible. Les gaps élargis et l?hétérogénéité édaphique imposent de plus longues périodes de fermeture des canopées, en diminuant la régénération et promouvant la mortalité des pousses. Les gaps plus grands (> 60m2) ont des niveaux de régénération plus bas et les gaps intermédiaires (20-50m2) ont une régénération adéquate. L?occurrence de pousses et de juvéniles de R. mucronata dominent le niveau inférieur de tous les types de couvertures végétales et d?inondation. Cela confère un avantage à cette espèce sous le régime de perturbation actuel. Les perturbations incluent les eaux usées non traitées, les récoltes non-réglementées et l?envasement. L'état actuel de la forêt est une phase de récupération, un stade de succession d?espèces en multiples phases, suite à un événement majeur de perturbation, accompagné d?une pression anthropogénique récurrente. Cette étude démontre que la composition d?espèces et donc de la récupération de la forêt de mangrove après une perturbation dépend en partie de l'équilibre entre les perturbations naturelles à grande échelle et humaines à moindre échelle. Le chapitre 4 évalue la dépendance humaine à l'égard de la mangrove périurbaine. Par des questionnaires et des travaux de terrains, on a constaté que l?utilisation des questionnaires est délicate. En effet, ceux-ci ciblent des personnes impliquées dans l'exploitation des ressources sensibles. Ceci limite potentiellement sinon empêche le flux de l'information. Le bois de feu est la forme d?utilisation la plus répandue du bois de mangrove, utilisé dans le cadre de la subsistance et du commerce. Les résultats indiquent qu?il n?y a pas de sites de récolte préférés. R. mucronata est l?espèce la plus récoltée, probablement en raison de sa distribution et facilité d?accès. La pollution par les eaux usées a appréciation mixte. Certains l?apprécient pour l?irrigation de leurs cultures de subsistance, malgré la capacité de filtration des mangroves. L?étude montre que l?exploitation des ressources est intense, dans un cadre urbain, dû à une conduite économique et une demande croissante. Par contre, dans le cadre rural, l?utilisation inclus la production de charbon de subsistance ainsi que commercial. La limitation des moyens de vie dans le cadre rural, couplés à la pauvreté et le besoin d?énergie domestique bon marché, créent une dépendance des ressources de mangroves. Ceci a favorisé des niveaux d?exploitation plus importants, destructeurs et non viables. Les gains associés à ces activités qui dégradent l?écosystème, sont beaucoup moins importants que les biens et les services offerts par la mangrove. Nos observations, en accord avec d?autres études, montrent que la gestion de l?extraction du bois des mangroves dans des zones urbaines n?est pas une option viable et/ou durable, puisqu?il entre en conflit avec les fonctions et services essentiels de „filtration? et „d’approvisionnement pour l’habitation? de la mangrove. Ce phénomène résulte du manque d?alternatives adéquates et des conflits d?intérêts des zones urbaines en expansion. Il est recommandé de mettre en place une gestion „adaptative? et „participative? fondée sur les utilisations et utilisateurs multiples, ainsi qu?une législation, une éducation et des interventions institutionnelles spécifiques, intégrant les connaissances écologiques locales, afin de faciliter des plans de gestion durable pour les mangroves périurbaines. Le chapitre 5 présente un aperçu de la productivité de la mangrove périurbaine sous-évaluée, surexploitée et polluée par des eaux usées à travers des études de la litière de trois espèces communes de palétuvier, R. mucronata, A. marina et S. alba. L?étude couvre une période de deux ans. La chute moyenne annuelle de litière a été estimée à 12 ± 3 t ha-1an-1 pour la totalité du secteur, ce qui correspond aux valeurs de forêts comparables occupant des latitudes similaires. La composition et la quantité de la litière changent fortement avec les saisons. Les taux élevés (ca. 5 ± 1 g DW m2 j-1) s?observent au cours de la saison sèche (Janvier-Avril), sous le North Easterly Monsoon (NEM).Tandis que les taux inférieurs (ca. 3 ± 0,50 g DW m2 j-1) s?observent au cours de la saison humide (Juin-Octobre), sous le South Easterly Monsoon (SEM). Il y a des variations significatives entre les espèces. R. mucronata a enregistré le taux annuel le plus élevé 15 ± 3 t ha-1an-1. Par contre, il n?y a pas de différences significatives entre A. marina et S. alba, (11 ± 3 et 10 ± 5 t ha-1an-1, respectivement). Le niveau de pollution par les eaux usées ne semble pas influencer les taux de production de litière en dépit de la concentration plus élevées des nutriments dans les zones complètement exposées. Le ?15N a varié entre les espèces, A. marina (6,48 ± 0,03‰) et S. alba (6,76 ± 0,24‰) ayant une composition plus élevée que R. mucronata (3,88 ± 0,64‰). Cela implique que la forêt a un cycle de l?N plus ouvert, favorisant l'accumulation dans le système. Cette étude démontre que l'exposition aux eaux usées ne se traduit pas nécessairement en une productivité élevée des palétuviers, mais peut changer le contenu de nitrogène total des feuilles, probablement en changeant la décomposition de la litière et le cycle des nutriments. Le chapitre 7 présente une synthèse liant les résultats aux implications possibles sur le statut général de l'écosystème des mangroves. Les perturbations principales observées pour les mangroves périurbaines de la baie de Tudor incluent (i) la pollution par les eaux usées domestiques, (ii) la récolte récurrente irrégulière et (iii) l?envasement annuel pendant la saison des pluies. Nos observations indiquent que: (i) la pollution par les eaux usées non traitées n?est pas nocive pour les palétuviers, mais peut affecter les conditions édaphiques par l'enrichissement en éléments nutritifs. Les effets de la pollution des eaux usées, quoique non prouvés qualitativement dans notre étude, augmentent la croissance des palétuviers. Ce par une augmentation des quantités de nutriments disponibles pour la formation de biomasse, observée lors de l?étude de l?efficacité de résorption des nitrates par les feuilles. Cependant, on rapporte que les eaux usées domestiques non traitées changent le système de décomposition aérobique-anaérobique naturel des mangroves vers un système uniquement anaérobique. Ce qui diminue l?efficacité du cycle nutritif et engendre l'accumulation des nutriments dans les sédiments. Les observations sur le même site et sur d?autres mangroves de l?Afrique de l?Est (sous le projet PUMPSEA), indiquent des effets négatifs des eaux usées sur la diversité des cyanobactéries du sédiment et une augmentation de l'abondance des micro-algues. En outre, à Mikindani (site affecté par des eaux usées dans la baie de Tudor), les taux élevés de production de ?CO2 dans le sédiment indiquent un système sous pression (ou sous stress), suite à la présence de la matière organique facilement dégradable. (ii) L?exploitation non réglementée va créer et agrandir des gaps. En fonction de la nature sélective de l?exploitation, il y aura une diminution de la disponibilité des arbres produisant des propagules, un changement de la composition des espèces et de la distribution des tailles des arbres. De plus, elle réduit la régénération sous les larges gaps. Cela diminue fortement les taux de rétablissement après d?importantes perturbations. (iii) L'envasement est la cause majeure de la dégradation. L'envasement est extrinsèque par nature, parce qu?il découle de mauvaises pratiques d?exploitation de la terre. Ce phénomène est probablement le point de concertation majeur, dû à son impact sur la régénération. Un événement d'envasement majeur, lié à l?ENSO de 1997-1998, est identifié comme étant une cause d?agrandissement des gaps. Peu de récupération s'est produite lors des dix années qui suivirent l'événement, suite à la pression anthropogène récurrente. Les effets combinés de ces facteurs ont des implications importantes sur la croissance, la productivité et la récupération de l'écosystème des mangroves. Les effets incluent des variations ou des changements de la distribution des espèces de palétuviers. Ceci a diminué la diversité fonctionnelle et la diversité des réponses du système et a donc diminué la résilience de l?écosystème - la viabilité de l'écosystème. Il est recommandé qu?une gestion adaptative intégrée, fondée sur la connaissance orale du système, soit la meilleure approche. La participation des décideurs (institutions gouvernementales, secteur privé et communautés locales) est cruciale pour la gestion des mangroves périurbaines. Dans l?absence d?intervention, seul le pire scénario peut être envisagé. En particulier avec la crise financière globale actuelle, la population locale se tournera encore plus vers le bois de feu „bon marché? de la mangrove.
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Bibliographical Information:

Advisor:TRIEST, Ludwig; VISSER, Marjolein; KAIRO, James G.; VANREUSEL, Ann; CANNICCI, Stefano; DUBOIS, Philippe; DAHDOUH-GUEBAS, Farid; KOEDAM, Nico; DEHAIRS, Frank

School:Université libre de Bruxelles

School Location:Belgium

Source Type:Master's Thesis

Keywords:mangrove

ISBN:

Date of Publication:12/12/2008

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