• Aucun résultat trouvé

Estimation et cartographie du stock de carbone dans l’écosystème de Quercus suber de la Mamora occidentale (cantons A et B) et estimation de son stock d’éléments nutritifs.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Partager "Estimation et cartographie du stock de carbone dans l’écosystème de Quercus suber de la Mamora occidentale (cantons A et B) et estimation de son stock d’éléments nutritifs."

Copied!
202
0
0

Texte intégral

(1)

Faculté des Sciences, 4 Avenue Ibn Battouta B.P. 1014 RP, Rabat – Maroc Tel +212 (0) 37 77 18 34/35/38, Fax : +212 (0) 37 77 42 61, http://www.fsr.ac.ma

N° d’ordre : 2806

Thèse de Doctorat

Présentée par

Hayat OUBRAHIM

Titre

ESTIMATION ET CARTOGRAPHIE DU STOCK DE CARBONE DANS

L’ECOSYSTEME DE QUERCUS SUBER DE LA MAMORA

OCCIDENTALE (CANTONS A ET B) ET ESTIMATION DE SON

STOCK D’ELEMENTS NUTRITIFS

Discipline : Chimie

Spécialité : Chimie de l’Environnement

Soutenue le 14 novembre 2015, devant le jury composé de :

Président :

M. HALIM Mohammed Professeur de l’Enseignement Supérieur, Faculté des

Sciences de Rabat, Maroc

Examinateurs :

M. AUGUSTO Laurent Docteur, Directeur de Recherche à L’Institut National de

Recherche Agronomiques de Bordeaux, France

M. AAFI Abderrahman Docteur, Directeur de l’Ecole Nationale Forestière

d’Ingénieurs de Salé, Maroc

M. FEKHAOUI Mohamed Professeur de l’Enseignement Supérieur, Directeur de

l’Institut Scientifique de Rabat, Maroc

M. ZAID El Houssine Professeur de l’Enseignement Supérieur, Faculté des

Sciences de Rabat, Maroc

M. BAKKER Mark Docteur, Ingénieur de recherche à L’Institut National de

Recherche Agronomiques de Bordeaux, France

M. BOULMANE Mohamed Docteur, Chercheur au Centre de Recherche Forestière de

Rabat, Maroc

UNIVERSITE MOHAMMED V

FACULTE DES SCIENCES

Rabat

(2)

i

Avant-Propos

Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse de Doctorat ont été réalisés au sein du Laboratoire des Matériaux, Nanotechnologie et Environnement (LMNE) de la Faculté des Sciences de Rabat sous la direction du Professeur Mohammed HALIM. Ces travaux ont été également conduits en collaboration avec le Centre de Recherche Forestière (CRF) au laboratoire de Pédologie sous l’encadrement du Docteur Mohamed BOULMANE et grâce aussi à la collaboration fructueuse bilatérale entre le Maroc et la France dans le cadre du PRAD 01/13 "Projet de Recherche Agronomique pour le Développement" sous l’encadrement du Docteur M. Mark BAKKER.

Je remercie le Professeur M. Mohammed HALIM, Directeur de cette thèse et Chef de Département Chimie à la Faculté des Sciences de Rabat, de m’avoir accordé sa confiance pour réaliser ce travail de recherche. Tout au long de ces années de travail, nous avons relevé ensemble des défis difficiles, et pu développer une vision scientifique originale de l’évaluation du stock de carbone et des éléments nutritifs dans les écosystèmes forestiers. J’espère avoir été à la hauteur de ses attentes.

Je remercie le Docteur M. Mohamed BOULMANE, Co-encadrant de la thèse, pour son encadrement méthodique exemplaire, son approche scientifique dans l’encadrement et sa patience. Je reconnais avoir beaucoup appris auprès de lui. Je voudrais par ces mots, vous exprimer toute ma reconnaissance, ma grande admiration et ma satisfaction.

Je remercie également M. Mark BAKKER, Ingénieur de Recherche Bordeaux Science Agro- France pour avoir bien voulu m’encadrer et pour ses précieuses orientations et qui n’a par ailleurs ménagé aucun effort afin de me permettre de travailler dans des conditions propices à l’excellence et à la performance. Ce fut un grand honneur de travailler avec vous. J’en garderai sans conteste, un souvenir indélébile.

Je tiens également à remercier le Professeur M. El Houssine ZAID, Professeur de l’Enseignement Supérieur à la Faculté des Sciences de Rabat, pour avoir accepté d’évaluer mon travail et pour l’intérêt qu’il lui a porté.

Je voudrais également remercier le Docteur M. Abderrahman AAFI, Directeur de l’Ecole Nationale Forestière d’Ingénieurs (ENFI), pour avoir accepté d’évaluer mon travail et pour l’intérêt qu’il lui a porté.

(3)

ii Je remercie aussi le Professeur M. Mohamed FEKHAOUI, Directeur de l’Institut Scientifique, pour avoir accepté d’évaluer mon travail et pour l’intérêt qu’il lui a porté.

Je tiens aussi très sincèrement à remercier le Docteur M. Laurent AUGUSTO, Directeur de Recherches à L’INRA de Bordeaux-France, pour avoir accepté d’évaluer mon travail et pour l’intérêt qu’il lui a porté. Je veux enfin lui dire toute mon admiration et ma profonde gratitude pour ses aides tout au long de ce travail.

Aussi, je tiens à exprimer ma reconnaissance et mes vifs remerciements les plus cordiaux à toutes les personnes qui ont contribué, de près ou de loin, à sa réalisation.

Je remercie ainsi nos partenaires français avec lesquels nous avons eu la chance de tisser des liens au-delà de la Science, et qui ont largement contribué à la réalisation de cette thèse ; Je ne manquerai pas de remercier également Mesdames Nathalie Gallegos et Sylvie MILIN pour leur collaboration et pour le temps qu’elles ont bien voulu me consacrer au sein du laboratoire TCEM à l’INRA-Bordeaux- Frances.

Je remercie également Monsieur Mohamed HAJIB, Directeur du Centre de recherche Forestière, pour l’intérêt qu’il a porté à ce travail et pour les moyens humains et matériels qu’il a bien eu l’amabilité de mettre à notre disposition pour l’accomplissement de nos travaux de recherche dans les meilleurs conditions. Je vous exprime ma profonde reconnaissance, ma satisfaction et mon estime.

Merci à tout le personnel du CRF pour leur appui technique de qualité, leur application et leur soutien moral pendant cette thèse. Merci en particulier à Mlle Zohra BOUNIMI pour ses aides à la réalisation des analyses physico-chimiques au sein du laboratoire de pédologie du CRF. Je remercie également Monsieur Abdessamad AMRANI et Monsieur Aziz

KHRAOUCH pour leurs aides précieuses dans le travail de collecte de données sur le terrain.

Enfin, je voudrais remercier tous mes proches. Merci à toute ma famille, et en particulier mon mari, mes parents, mes frères, ma sœur et mes enfants pour leur aide, leur soutien, leur encouragement et surtout leur compréhension et leur patience. Merci à tous mes

(4)

iii

Résumé

La présente étude vise à quantifier le stock de carbone et des éléments nutritifs et à cartographier le stock de carbone dans un écosystème de chêne-liège dégradé (Quercus suber L.) dans le nord-ouest du Maroc, en raison des incidences potentielles de gestion. A cette fin, les stocks de carbone et de cinq éléments nutritifs majeurs (N, P, K, Ca et Mg) ont été évalués dans les 100 premiers cm du sol, dans les arbres de chêne-liège, et dans les espèces de sous-bois (biomasse aérienne et souterraine). Les résultats montrent que la biomasse de la partie épigée des peuplements étudiés varie de 64 à 120 Mg ha-1 et que les stocks totaux de carbone dans l'écosystème du chêne-liège varient de 68 à 260 Mg ha-1 avec une valeur moyenne de 184 Mg ha-1. La quantité totale de carbone stocké par ledit écosystème est d’environ 7, 23 millon MgC.

Les 100 premiers centimètres du sol (y compris la litière au sol) représentent le plus grand réservoir aussi bien de carbone que d’éléments nutritifs (~ 51% du carbone organique total et 81% d’éléments nutritifs) de l'écosystème. La biomasse des arbres (tissus aérien et souterrain de chêne-liège) représente le deuxième plus grand réservoir de carbone organique et d’éléments nutritifs (soit respectivement 47 et 18%), tandis que la contribution du sous-bois ne dépasse pas 2% pour le carbone organique et 1% pour les éléments nutritifs. Dans les 100 premiers cm du sol, plus de 87% de tout le carbone organique du sol se situe dans les 40 premiers centimètres du sol. De même, cette couche de sol (0-40 cm) renferme plus de 75% du stock total de bioéléments du sol. La quantité de carbone stockée dans cette couche de sol (0-40 cm) varie de 30 à 113 Mg ha-1 et ces stocks de carbone organique varient considérablement avec la surface terrière du peuplement de chêne-liège (R2 = 0,82). Aussi, les stocks de carbone des différentes composantes de l’écosystème considérées sont fortement corrélés avec la densité des peuplements de chêne-liège. De même, les stocks des éléments nutritifs des différentes composantes (peuplement de chêne-liège, sous-bois, litière et sol (stocks d’azote total et de calcium)) de l’écosystème considérées sont fortement corrélés avec la densité des peuplements de chêne-liège. Dans les écosystèmes forestiers semi-arides de notre étude, les prescriptions de gestion visant à augmenter la biomasse sur pied du chêne-liège devraient ainsi contribuer considérablement, à la fois directement par la biomasse des arbres et indirectement par l'augmentation de la matière organique du sol, à l'efficacité du piégeage du carbone et à l’amélioration de la fertilité des sols sous-jascents.

Mots clés : Quercus suber, Mamora, stockage de carbone, cartographie, éléments nutritifs, biomasse,

(5)

iv

Abstract

The present study aims to quantify the stock of carbon and nutrients and to map the carbon stock in a degraded cork oak (Quercus suber L.) ecosystem in the north west of Morocco, in view of potential management implications. To this end, carbon stocks and five major nutrients (N, P, K, Ca and Mg) were evaluated in the first 100 cm of the soil, the cork oak trees, and the understorey species (both above- and belowground). Results show that the biomass at the stand scale ranged from 64 to 120 Mg ha-1 for aboveground tissues and that the total carbon stocks in the cork oak ecosystem ranges from 68 to 260 Mg ha-1 with a mean value of 184 Mg ha-1. The total amount of carbon stored by that ecosystem is about 7.23 million MgC.

The first 100 cm of the soil (including the forest floor) represents the largest carbon and nutrients pool (~ 51% of total organic carbon and 81% of nutrients) of the ecosystem. Tree biomass (above- and belowground tissues of cork oak) represents the second largest pool of organic carbon and nutrients (47 and 18%, respectively), whereas the contribution of the understorey is less than 2% and 1% respectively for organic carbon and nutrients. Within the first 100 cm of the soil, over 87% of all the soil organic carbon is situated in the first 40 cm of the soil depth. Likewise, this soil layer (0-40 cm) contains more than 75% of all the soil nutrients. The amount of carbon stored here ranges from 30 to 113 Mg ha-1 and these organic carbon stocks vary considerably with the stand basal area of the cork oak (R2= 0.82). In practice, the carbon stocks of the different pools considered are strongly correlated with the stand density of the cork oak stands. Similarly, nutrients stocks of the different pools (cork oak biomass, understorey, litter and soil (total nitrogen and calcium stocks)) are highly correlated with the density of oak stands cork. In the semi-arid forest ecosystems of our study, management prescriptions aiming at increasing the standing biomass of the cork oak should thus considerably contribute, both directly through tree biomass and indirectly through increased soil organic matter, to sequester carbon efficiently and to improve the fertility of the underlying soil.

(6)

v

Liste des abréviations

C1,30 m : Circonférence à 1,30 m,

CCNUCC : Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques CH4 : Méthane

CNUED : Conférence des Nations Unies pour l'Environnement et le Développement CO2 : Dioxyde de carbone

Corganique. : Carbone organique

da : densité apparente de la fraction fine, < 2 mm, dans l’horizon (g.cm-3)

Ei : épaisseur de l’horizon (i) (cm)

FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations GES : Gaz à Effet de Serre

GIEC : Groupe Intergouvernemental des Experts sur l’évolution du Climat GtC : Gigatonne de carbone

HCEFLCD : Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte Contre la Désertification HFC : Hydrofluorocarbures

IPCC : Intergovernemental Panel on Climat Change

M.A.T.H.U.E : Ministère de l’Aménagement du Territoire, de l’Habitat, de l’Urbanisme et de

l’Environnement

M.E : Ministère de l’Environnement M.O : Matière organique

MDP : Mécanisme pour un Développement Propre MENA : Middle East and North Africa

MgC : Méga-gramme de carbone= 106 g

Mt Eqv CO2 : Méga tonne équivalent de CO2

N2O : Protoxyde d’azote PFC : Perfluorocarbones Pppb : partie par billion

PPB : Productivité Primaire Brute Pppm : partie par million

PPN : Productivité Primaire Nette

PRG : Pouvoir de Réchauffement Global SCaS : Stock de calcium du sol

SCOS : Stock de carbone organique des sols SF6 : Exafluorure de soufre

(7)

vi

SMgS : Stock de magnésium du sol SNS : Stock d’azote du sol

SPS : Stock de phosphore du sol tC.ha-1 : tonne de carbone par hectare

tep = tonne équivalent pétrole : quantité d’énergie obtenue sous forme de chaleur par la

(8)

vii

Liste des tableaux

Tableau 1-1. Gaz à effet de serre anthropiques

Tableau 1-2. Evolution de la concentration des principaux GES au cours du temps Tableau 1-3. Evolution des émissions des GES au Maroc

Tableau 1-4. Inventaire des émissions et absorptions des GES direct au Maroc pour l’année 2010 (Gg

d’Eq-CO2).

Tableau 1-5. Répartition mondiale du chêne-liège

Tableau 2-1. Répartition de la surface forestière de la forêt de Mamora

Tableau 2-2. Description synthétique de la zone d'étude et distribution des peuplements par classe de

densité

Tableau 2- 3. Equations testées pour l’estimation du volume des arbres de chêne-liège Tableau 2-4. Modèles ajustés pour le volume total (tronc + grosses branches)

Tableau 2-5. Densité spécifique des tissus du chêne-liège

Tableau 2-6. Concentration moyenne de carbone des tissus de chêne-liège Tableau 2-7. Concentration moyenne de carbone des tissus du sous-bois

Tableau 2-8. Les classes de texture des éléments constitutifs du sol (avec les valeurs seuil en μm) Tableau 3-1. Biomasse et stock de carbone dans le peuplement de chêne-liège des parcelles étudiées Tableau 3-2. Biomasse moyenne des différentes composantes de l’arbre dans les classes de densité de

chêne-liège étudiées.

Tableau 3-3. Biomasse et stock de carbone dans le sous-bois des parcelles étudiées Tableau 3-4. pHeau des différentes couches de sol des parcelles étudiées

Tableau 3-5. Analyse granulométrique des sols étudiés

Tableau 3-6. Densité apparente de la fraction fine des sols étudiés

Tableau 3-7. Concentration de carbone dans la litière au sol et dans les différentes couches du sol Tableau 3-8. Stock de carbone organique dans la litière et dans les 100 premiers cm du sol

Tableau 3-9. Contribution des cinq couches de sol étudiées au stock total du carbone organique du sol Tableau 3-10. Concentrations et stocks moyens en bioéléments dans les différentes composantes de

l'arbre de chêne-liège

Tableau 3-11. Stocks des bioéléments dans la biomasse aérienne et souterraine des parcelles étudiées Tableau 3-12. Teneurs en bioéléments dans la biomasse aérienne et souterraine du sous-bois

Tableau 3-13. Stock des éléments nutritifs dans le sous-bois du chêne-liège de la Mamora occidentale Tableau 3-14. Concentrations et stocks en bioéléments dans la litière au sol

Tableau 3-15. Concentrations moyennes en bioéléments dans le sol

Tableau 3-16. Stock des bioéléments dans le sol (0-100 cm) des parcelles étudiées Tableau 3-17. Stocks moyens en bioéléments dans les différentes couches du sol Tableau 3-18. Rapport C/N du sol des parcelles étudiées.

Tableau 3-19. Résultat de l'analyse de l'effet de la densité des peuplements sur le stock des

(9)

viii

Liste des figures

Figure 1-1. Répartition des émissions de gaz à effet de serre en 2010 Figure 1-2. Taux annuels d’augmentation des GES entre 1970 et 2010 Figure 1-3. Répartition des émissions par secteur économique en 2010

Figure 1-4. Evolution de la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone depuis 1958 à Mauna Loa à

Hawaii (en rouge) et au pôle Sud (en noir)

Figure 1-5. Schéma simplifié du cycle global de carbone, incluant le temps nécessaire pour que le

carbone passe dans les grands réservoirs.

Figure 1-6. Cycle de carbone au niveau d’une forêt

Figure 1-7. Récapitulation des modes de séquestration artificielle du carbone Figure 1-8. Aire naturelle de répartition du Chêne-liège

Figure 1-9. Aire de répartition du chêne-liège au Maroc

Figure 2-1. Situation de la forêt de la Mamora

Figure 2-2. Importance des trois composantes du territoire de la forêt de la Mamora.

Figure 2-3. Structure du peuplement de chêne-liège étudié

Figure 2-4. Relation entre la hauteur totale de l’arbre et la circonférence à hauteur de poitrine Figure 2-5. Résidus de a) équation 1 et b) équation 2

Figure 2-6. Répartition des placettes d’inventaire dans la carte des densités du Chêne-liège

Figure 2-7. Schéma synthétisant les étapes suivies pour la cartographie du stock de carbone dans la

forêt de la Mamora occidentale.

Figure 3-1. Importance de la biomasse des différentes composantes aériennes de l’arbre de

chêne-liège

Figure 3-2. Relation entre la densité du peuplement et les stocks de carbone totaux dans (a) les tissus

aériens et (b) tissus aériens et souterrains des arbres de chêne-liège des parcelles étudiées

Figure 3-3. Relation entre la surface terrière et les stocks de carbone totaux dans (a) les tissus aériens

et (b) tissus aériens et souterrains des arbres de chêne-liège des parcelles étudiées.

Figure 3-4. Relation entre la densité du peuplement et les stocks de carbone totaux dans (a) les tissus

aériens et (b) tissus aériens et souterrains du sous-bois des parcelles étudiées.

Figure 3-5. Relation entre la surface terrière et les stocks de carbone totaux dans (a) les tissus aériens

et (b) tissus aériens et souterrains du sous-bois des parcelles étudiées.

Figure 3-6. Diagramme d’assimilation des éléments minéraux en fonction du pH Figure 3-7. Effet de la teneur en carbone sur la densité apparente du sol

Figure 3-8. Stocks de carbone organique (Mg ha-1) dans la litière et les 100 premiers cm du sol. Les valeurs présentées sont des moyennes, les barres d'erreur sont des erreurs standard

Figure 3-9. Relations entre les stocks de carbone organique dans les couches de sol et la surface

terrière.

Figure 3-10. Evolution du stock de carbone du sol en fonction de la profondeur

Figure 3-11. Contribution des trois composantes de l'écosystème (arbre, sous-bois et sol) aux stocks

totaux de carbone

Figure 3-12. Variation des stocks moyens de carbone (Mg ha-1) dans les différents compartiments en fonction de la densité du peuplement de chêne-liège

Figure 3-13. Carte de stock de carbone dans le peuplement de chêne-liège de la Mamora occidentale Figure 3-14. Carte de stock de carbone dans le sous-bois de chêne-liège de la Mamora occidentale

(10)

ix

Figure 3-15. Carte de stock de carbone dans les 40 premiers centimètres du sol de la Mamora

occidentale

Figure 3-16. Carte de stock de carbone dans la couche 40-60 cm du sol de la Mamora occidentale

Figure 3-17. Carte de stock de carbone dans l’écosystème de chêne-liège de la Mamora occidentale Figure 3-18. Importance de la minéralomasse (b) dans les différentes composantes de l’arbre de

chêne-liège

Figure 3-19. Importance des éléments nutritifs immobilisés par les différentes composantes de l’arbre

de chêne-liège

Figure 3-20. Evolution des stocks des bioéléments (N, K et Ca) en fonction de la densité du

peuplement de chêne-liège

Figure 3-21. Evolution des stocks des bioéléments (P et Mg) en fonction de la densité du peuplement

de chêne-liège

Figure 3-22. Evolution des stocks des bioéléments (N, K et Ca) en fonction de la surface terrière Figure 3-23. Evolution des stocks des bioéléments (P et Mg) en fonction de la surface terrière

Figure 3-24. Evolution des stocks des bioéléments (N, K et Ca) du sous-bois en fonction de la densité

du peuplement

Figure 3-25. Evolution des stocks des bioéléments (P et Mg) du sous-bois en fonction de la densité du

peuplement

Figure 3-26. Evolution des stocks des bioéléments (N, K et Ca) du sous-bois en fonction de la surface

terrière

Figure 3-27. Evolution des stocks des bioéléments (P et Mg) du sous-bois en fonction de la surface

terrière

Figure 3-28. Evolution du stock des éléments nutritifs (Ca et N) de la litière en fonction de la densité

du peuplement

Figure 3-29. Evolution du stock des éléments nutritifs (P, K et Mg) de la litière en fonction de la

densité du peuplement

Figure 3-30. Evolution du stock des éléments nutritifs (Ca et N) de la litière en fonction de la surface

terrière

Figure 3-31. Evolution du stock des éléments nutritifs de la litière en fonction de la surface terrière Figure 3-32. Evolution du stock total des éléments nutritifs (N, P, K, Ca et Mg) des différentes

couches de sol selon la surface terrière

Figure 3-33. Relation entre la teneur d’azote total et teneur de carbone organique du sol

Figure 3-34. Evolution du stock d’azote total dans le sol en fonction de la densité de peuplement de

chêne-liège

Figure 3-35. Evolution du stock d’azote total dans le sol en fonction de la surface terrière

Figure 3-36. Variation du stock moyen des bioéléments du sol en fonction de la profondeur du sol Figure 3-37.Variation du stock de P, K et Mg dans le sol (0-100 cm) en fonction de la densité de

peuplement

Figure 3-38.Variation du stock de P, K et Mg dans le sol (0-100 cm) en fonction de la surface terrière Figure 3-39.Variation du stock de calcium dans le sol (0-100 cm) en fonction de la densité de

peuplement

Figure 3-40. Variation du stock de calcium dans le sol (0-100 cm) en fonction de la surface terrière Figure 3-41. Contribution des trois composantes de l'écosystème (arbre, sous-bois et sol) aux stocks

(11)

i

Table des matières

Introduction Générale ...1

Partie 1 : Synthèse bibliographique ...5

1-1-Le changement climatique ...5

1-1-1-Définition ...5

1-1-2- Gaz à effet de serre ...6

1-1-3-Emissions mondiales de gaz à effet de serre ...7

1-1-4-Conséquences du changement climatique ... 10

1-1-5-Changements climatiques au Maroc ... 12

1-1-5-1-Vulnérabilité face aux changements climatiques ... 13

1-1-5-2- Inventaire national des émissions de gaz à effet de serre ... 15

1-1-5-3- Mesures d’adaptation face aux changements climatiques ... 17

1-1-5-3-1-dans le secteur de l’eau :... 18

1-1-5-3-2- dans le secteur de l’agriculture : ... 19

1-1-5-3-3- dans le secteur de la forêt : ... 19

1-1-5-3-4- dans le secteur de l’environnement et de la biodiversité ... 20

1-1-5-3-5- dans le secteur de l’energie hydro-électrique ... 21

1-2- Dynamique du carbone ... 22

1-2-1- Cycle global du carbone ... 22

1-1-2- Cycle du carbone en forêt... 23

1-1-3- Rôle des écosystèmes forestiers dans le cycle global du carbone et l'évolution du CO2 atmosphérique ... 25

1-2-4- Rôle des sols dans le cycle du carbone ... 26

1-2-5- Séquestration du carbone ... 27

1-2-5-1- Flux de carbone au niveau de l’arbre ... 28

1-2-5-1a-La photosynthèse : le captage du dioxyde de carbone par l’arbre ... 28

1-2-5-1b-La respiration autotrophe Ra : l'émission de dioxyde de carbone par l'arbre .. 29

1-2-5-2- Bilan du carbone dans un peuplement forestier ... 30

1-2-5-3- La forêt et son rôle potentiel pour freiner l’augmentation de la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone ... 31

1-2-5-4-Séquestration du carbone par les sols forestiers ... 33

1-2-5-5-Séquestration artificielle du carbone ... 34

1-2-5-5a- Stockage de carbone dans les fonds océaniques ... 34

1-2-5-5b- Séquestration de carbone dans le substrat géologique rocheux ... 35

1-2-5-5c- Stockage minéral ... 36

(12)

ii

1- 3- Généralités sur le chêne-liège... 38

1-3-1- Etude écologique et forestière du chêne-liège ... 38

1-3-1-1-Systématique du chêne-liège ... 38

1-3-1-2-Caractéristiques botaniques et forestières du chêne-liège ... 38

1-3-1-2a- Allure générale ... 38

1-3-1-2b- Longévité... 38 1-3-1-2c- Feuilles ... 38 1-3-1-2d- Fleurs ... 39 1-3-1-2e- Fruits ... 39 1-3-1-2f- Ecorce (liège) ... 39 1-3-1-2g- Racines ... 40 1-3-1-3-Caractéristiques écologiques ... 40

1-3-1-3a-Les facteurs édaphiques ... 40

1-3-1-3b-La température ... 41 1-3-1-3c-L’humidité ... 41 1-3-1-3d-La lumière ... 41 1-3-1-3e-L’altitude ... 41 1-3-1-3f-L’exposition ... 41 1-3-1-3g-Associations végétales ... 42 1-3-1-4- Régénération du chêne-liège ... 42 1-3-2- Utilisations du chêne-liège ... 43

1-3-3- Etude géographique du chêne-liège ... 43

1-3-3-1- Air naturelle mondiale de répartition du chêne-liège ... 43

1-3-3-2- Aire de répartition marocaine ... 45

1-3-4- Menaces pesant sur les subéraies marocaines et leur capacité à stocker le carbone ... 47

1-3-4-1-Coupes, défrichements, ramassage de produits non ligneux ... 47

1-3-4-2-Programmes d'aménagement et de traitements sylvicoles non adaptés ... 48

1-3-4-3-Le surpâturage ... 49

1-3-4-4- Les incendies ... 50

Partie 2 : Matériel et Méthodes ... 51

2-1-Présentation générale de la zone d’étude (Mamora)... 51

2-1-1-Cadre géographique ... 51

2-1-2-Cadre administratif et forestier ... 52

2-1-3- Milieu physique ... 52 2-1-3-1- Climat ... 52 2-1-3-2- Relief et topographie ... 53 2-1-3-3- Hydrographie ... 53 2-1-3-4- Géologie ... 54 2-1-3-5- Pédologie ... 54 2-1-4- Formations végétales ... 56

2-1-5- Gestion antérieure de la forêt de la Mamora ... 58

2-1-6- Importance socioéconomique ... 61

(13)

iii

2-2 -Approche Méthodologique... 63

2-2-1-Méthodes d’estimation du stock de carbone ... 63

2-2-1-1-Stock de carbone dans les peuplements forestier ... 63

2-2-1-1a-Stratégie d’échantillonnage ... 63

2-2-1-1b- Méthodes de construction des tarifs de cubage ... 65

2-2-1-1c-Estimation de la biomasse ... 71

2-2-1-1d- Calcul des stocks de carbone ... 73

2-2-1-2-Stock de carbone dans le sous-bois ... 74

2-2-1-3-Stock de carbone dans la litière et le sol ... 75

2-2-2-Méthodes d’analyses physico-chimiques du sol ... 77

2-2-2-1- Analyse granulométrique ... 77

2-2-2-2- Détermination de la densité apparente ... 77

2-2-2-3- Mesure du pH du sol ... 78

2-2-2-4- Dosage de carbone organique ... 78

2-2-2-5- dosage de l’azote total ... 79

2-2-2-6- Phosphore assimilable... 79

2-2-2-7- Bases échangeables (Ca, Mg et K) ... 79

2-2-2-8- Calcul des stocks de carbone et des éléments nutritifs du sol ... 80

2-2-3- Méthodes d’analyses chimiques de la biomasse et de la nécromasse... 80

2-2-3-1- Dosage du carbone ... 80

2-2-3-2- Dosage des éléments nutritifs majeurs N, P, K, Ca et Mg ... 81

2-2-4- Cartographie du stock de carbone ... 82

2-2-4-1-Introduction ... 82

2-2-4-2- Inventaire carbone et calcul des stocks ... 83

2-2-4-2a-Documents de base ... 83

2-2-4-2b-Collecte des données ... 84

2-2-4-3- Traitement des données et modélisation des stocks de carbone... 85

Partie 3 : Résultats et discussion ... 87

3-1- Stock de carbone dans l’écosystème de chêne-liège ... 87

3-1-1-Considérations générales ... 87

3-1-2-Stock de carbone dans le peuplement forestier ... 88

3-1-2-1- biomasse des arbres de chêne-liège ... 88

3-1-2-2- Stock de carbone dans le peuplement de chêne-liège ... 91

3-1-3-Stock de carbone dans le sous-bois... 93

3-1-4-Stock de carbone dans la litière et dans le sol ... 97

3-1-4-1-Quelques propriétés physico-chimiques du sol ... 97

3-1-4-2-Stock de carbone dans la litière au sol et dans le sol ... 101

3-1-5- Stock total du carbone dans l’écosystème de chêne-liège ... 108

3-1-6- Conclusions ... 110

3-2- Spatialisation du stock de carbone dans l’écosystème de chêne-liège ... 112

3-2-1-Carte de stock de carbone dans le peuplement forestier de chêne-liège ... 112

3-2-2-Carte de stock de carbone dans le sous-bois ... 114

3-2-3-Carte de stock total de carbone organique dans le sol ... 115

(14)

iv

3-3- Stocks des éléments nutritifs dans l’écosystème de chêne-liège (Minéralomasse) .. 119

3-3-1-Introduction ... 119

3-3-2-Stocks dans le peuplement forestier... 121

3-3-2-1-Teneurs en éléments nutritif ... 121

3-3-2-2- Minéralomasse du peuplement de chêne-liège ... 122

3-3-3- Minéralomasse du sous-bois ... 127

3-3-4- Stocks dans la litière et le sol ... 131

3-3-4-1- La litière au sol ... 131

3-3-4-2- Le sol... 135

3-3-4-2-a-Stock d’azote total dans le sol ... 141

3-3-4-2-b- Stock de phosphore, potassium, calcium et de magnésium assimilables dans les sols ... 145

3-3-5- Etude de l’effet de la densité du peuplement sur le stock des éléments nutritifs ... 148

3-3-6- Conclusion ... 149

Conclusion générales ... 151

Références bibliographiques ... 156

(15)

1

Introduction Générale

Le carbone est au cœur des discussions internationales sur l’effet de serre et le changement climatique. Sous sa forme gazeuse CO2, il est le plus important gaz à effet de

serre (GES) vue sa forte concentration dans l’atmosphère soit près de 280 ppm en 1850, passé à 370 ppm en 2000 puis à 391 ppm en 2011 (GIEC, 2013). Cette concentration ne cesse de s’acroître à cause principalement de l’activité humaine (Davet, 1996 ; Balesdent, 2002 ; Hansen et Sato, 2004).

Les émissions de CO2 ont largement contribué aux changements observés dans le climat

mondial au cours des dernières décennies (IPCC, 2007) et le lien avec les activités humaines n’est plus débattu (Hansen & Sato, 2004). Les écosystèmes naturels, en l’occurrence les forêts et les sols, sont parmi les réservoirs de carbone de la biosphère qui, par la séquestration du carbone, contribueraient à l’atténuation des bouleversements environnementaux. D’après Dixon et al. (1994), ils possèdent des capacités d’accumulation de carbone assez importantes, que ce soit dans la végétation, dans les humus ou dans les sols (Bernoux et al., 2005).

Les écosystèmes terrestres renferment une partie considérable des stocks de carbone mondial (IPCC, 2013) et de tous les écosystèmes terrestres, les écosystèmes forestiers constituent la plus grande partie (Bolin et al., 2000), contenant environ 80% du carbone hors-sol et 40% du carbone terrestre souterrain (Dixon et al., 1994). Les hors-sols renferment environ deux tiers du stock de carbone dans les forêts, mais cela varie selon les biomes avec 85% dans les forêts boréales, 60% dans les forêts tempérées et 50% dans les forêts tropicales (Dixon et

al., 1994). Les sols forestiers emmagasinent 35% du total du carbone présent dans les

réservoirs du sol (Robert, 2002) et cette valeur est 2-3 fois plus élevée que le carbone contenu dans l'atmosphère (Makipaa et al., 1999 ; Schlesinger, 2000 ; Ducroux et al., 2001). De toute évidence, que ces écosystèmes soient une source ou un puits, ils constituent donc un enjeu crucial pour l'évolution de la concentration de carbone dans l'atmosphère. En même temps, il a été montré que l’augmentation des niveaux du CO2 dans l’atmosphère conduit à une

augmentation de la séquestration de carbone dans les écosystèmes terrestres (Norby et al., 2005), en particulier dans les forêts. La mesure dans laquelle cela peut se produire dépend des conditions locales du site telles que le climat, la disponibilité des nutriments et de l'eau, la latitude, les espèces ou l'âge des arbres (Pajot 2006 ; De Graaf et al., 2006 ; Elser et al., 2007 ; Dijkstra & Chen, 2008), mais aussi des influences anthropiques, telles que le mode de gestion, la dégradation des terres, ou la surexploitation (Pajot, 2006 ; Lal, 2005 ; Jandl et al., 2007).

(16)

2 Défricher la végétation ou enlever la forêt est estimé représenter 17 à 25% des émissions totales de gaz à effet de serre (IPCC, 2007 ; Grinand, 2010), et plus récemment l'accent a été mis sur ce point dans les pays développés. Cependant, à notre connaissance, l'effet de la surexploitation humaine sur le stockage du carbone dans ces écosystèmes forestiers n'a pas été pleinement pris en compte. Typiquement, des études de comptabilisation du carbone ou des modèles prédictifs font ressortir les différences entre les forêts boréales, tempérées et tropicales (Pan et al., 2011), mais ne présentent aucune valeur pour les régions arides ou semi-arides. Selon la FAO (2006), les stocks de carbone dans les écosystèmes forestiers en Afrique du Nord (y compris la biomasse, les débris organiques morts, la litière au sol et les 30 premiers cm du sol) étaient de 64,9 Mg ha-1 environs. De nombreux écosystèmes forestiers dans ces climats, comme ceux autour du bassin méditerranéen, sont caractérisés par un faible stockage pour les espèces de l'étage dominant, avec des quantités variables au niveau du sous-bois ; dans la région méditerranéenne, la séquestration du carbone par les forêts est comprise entre 0,01 et 1,08 MgC ha- 1 an- 1 (Croitoru & Merlo, 2005).

La présente étude s’intègre dans la dynamique lancée dans le cadre de la convention de partenariat, liant l’Université Mohammed V (Faculté des Sciences de Rabat Agdal) et le Haut Commissariat aux Eaux et Forêts et à la Lutte Contre la Désertification visant la quantification du stock de carbone dans les écosystèmes forestiers marocains et vient ainsi compléter les premières études lancées dans ce sens, notamment celles conduites par Boulmane et al. (2008a, 2010a, 2010b, 2014) dans les iliçaies du Moyen Atlas Marocain. Dans la présente étude, nous avons essayé de caractériser les réservoirs de carbone d’un écosystème marocain, typique du bassin méditerranéen : une forêt de chêne-liège.

Le chêne-liège (Quercus suber L.) est une espèce endémique du bassin méditerranéen et qui est présente dans l'ouest de la Méditerranée depuis plus de 60 millions d'années. Son aire de répartition a considérablement diminué en raison des grandes variations de conditions climatiques au cours de cette longue période, mais surtout en raison des activités humaines (De Sousa et al., 2008). Les forêts de chêne-liège au Maroc sont représentatives des écosystèmes sub-humides et humides boisées, souffrant souvent de la surexploitation. Elles couvrent, actuellement, près de 377 000 ha (HCEFLCD, 2015), ce qui représente 16% des subéraies mondiales. Du point de vue écologique, économique et sociétal, ces forêts de chênes-lièges sont d'une grande valeur. Les forêts de chênes-lièges des plaines côtières de la région Mamora s’étendaient sur plus de 130 000 ha au début du 20ème siècle (Emberger, 1939), tandis que le chêne-liège représente moins de 60 000 ha à l'heure actuelle (Aafi et al.,

(17)

3 2005b). La régression de la superficie des forêts de chêne-liège de la Mamora est principalement due à la pression de l'homme et de son bétail. En effet, Bien que la population humaine totalise 341 000 habitants vivant dans 300 villages, la région Mamora abrite aussi environ 225 000 têtes ovine et bovine (Laaribya et al., 2013). Entre 1913 et 1958, les activités humaines ont été tenues pour responsables de la disparition d’environ 60 000 arbres par année en raison de l'exploitation prévue par les programmes des aménagements ou illégale, la récolte de bois de chauffage, la collecte de plantes aromatiques et médicinales, les incendies, l’intensification de pâturage par le bétail, l'exploitation de l'écorce du liège, la production de charbon de bois ou la transformation de la forêt en terres agricoles pour les besoins locaux (Boudy, 1952). Ces pressions rurales, combinées au stress hydrique pendant les périodes de sécheresse et aux attaques d'insectes (El Badri & Abadie, 2000 ; Harrachi, 2000 ; Lumaret et

al., 2005 ; Ghaioule et al., 2007) ont conduit à une dégradation de l'écosystème du

chêne-liège. En plus de ces pressions rurales, la forêt de chêne-liège de la Mamora se trouve aussi influencée par plusieurs villes environnantes, exposant ainsi la forêt aux activités de loisirs ainsi qu’à l'urbanisation incontrôlée (Laouina et al., 2010). En raison de tous ces facteurs de dégradation et de régression des forêts, la composition spécifique de la forêt se trouve perturbée, la régénération naturelle est devenue presque impossible (Benabid, 2000), et sa surface a considérablement diminué au cours du siècle dernier (Aafi, 2007).

Malgré son importance pour l'économie locale et pour l'écologie, l'utilisation intensive par l'homme a entraîné une grave dégradation de la végétation de la forêt de la Mamora, de la structure de ses peuplements et du stockage de carbone des arbres. Les restrictions de la récolte du bois de chauffage ou de glands, ainsi que les efforts menés pour réhabiliter et reboiser la forêt, n'ont pas été en mesure de compenser totalement la dégradation due à une utilisation intensive. Un défit qui n’est encore abordé jusqu'ici, est le réel et potentiel stockage de carbone dans les forêts dégradées à faible stocks. A cette fin, notre étude vise la quantification de stockage du carbone dans cette forêt de chêne-liège de plaine. Nos objectifs sont de : 1) quantifier le stockage de carbone et des éléments nutritifs dans un écosystème forestier Méditerranéen dégradé, comme la forêt de chêne-liège de la Mamora, 2) élaborer une cartographie du stock de carbone dans cet écosystème, 3) évaluer les facteurs locaux qui déterminent le stockage du carbone de cet écosystème dégradé, et 4) proposer des recommandations en matière de gestion et d'optimisation du stockage de carbone par cet écosystème.

(18)

4 Le mémoire comprend quatre parties :

 Une synthèse bibliographique, qui porte sur le changement climatique, sur la

dynamique du carbone et qui fait état des connaissances actuelles sur le chêne-liège.  Une deuxième partie qui présente d’abord la zone d’étude puis les méthodes et

protocoles expérimentaux utilisés.

 Une partie des résultats et discussions, qui porte sur l’évaluation du stock de carbone et des éléments nutritifs dans les différentes composantes (peuplement forestier, sous bois, litière et sol) de l’écosystème de la subéraie de la Mamora occidentale et qui comporte aussi la cartographie des stocks de carbone dans lesdites composantes de l’écosystème de chêne-liège de la Mamora occidentale.

 Une quatrième partie qui présente la conclusion générale, les recommandations de gestion et les perspectives suivies des références bibliographiques et des annexes.

(19)

5

Partie 1 : Synthèse bibliographique

1-1-

Le changement climatique

1-1-1-Définition

Selon le 5ème rapport du GIEC (2014), les changements climatiques désignent une variation de l’état du climat qui peut être identifiée par des changements affectant la moyenne et/ou la variabilité de ses propriétés, persistant pendant de longues périodes, généralement des décennies ou plus. Les changements climatiques peuvent être la conséquence de processus naturels internes ou de forçages externes tels que : les modulations des cycles solaires, les éruptions volcaniques et les changements anthropiques persistants de la composition de l’atmosphère ou de l’utilisation des terres.

La Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (CCNUCC), dans son Article 1, définit le changement climatique comme étant : «des changements de climat qui sont attribués directement ou indirectement à une activité humaine altérant la composition de l’atmosphère mondiale et qui viennent s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de périodes comparables.». La CCNUCC établit ainsi une distinction entre la variabilité climatique due à des causes naturelles et le changement climatique qui peut être attribué aux activités humaines altérant la composition de l’atmosphère. Ainsi, selon la (CCNUCC), le système climatique global est une ressource partagée dont la stabilité peut être affectée par les secteurs industriels et agricoles qui émettent des Gaz à Effet de Serre (GES) et notamment le dioxyde de carbone (CO2), le protoxyde d’azote (N2O) et le méthane (CH4).

Depuis la moitié du 19ème siècle, la température moyenne globale à la surface de la terre a augmenté de près d’un degré. Cette augmentation de la température moyenne pourrait atteindre 4,8°C à l'horizon 2100 par rapport à la période 1986-2005, dans le scénario le plus pessimiste. L’activité humaine est la cause principale du réchauffement observé à travers notamment les émissions de GES dont la concentration atteint des niveaux sans précédent depuis au moins 800 000 ans (5ème rapport du GIEC, 2014).

(20)

6

1-1-2- Gaz à effet de serre

L’atmosphère est composée d’azote (78,1%) et d’oxygène (20,9%), en plus d’un certain nombre de gaz à l’état de traces dont l’argon (0,93%), l’hélium et les gaz à effet de serre (GES) tels que l'ozone, le dioxyde de carbone, le méthane, le protoxyde d'azote, les hydrofluorocarbures, les perfluorocarbones et l'hexafluorure de soufre. En outre, l’atmosphère contient également de la vapeur d’eau, dont la proportion est très variable, mais dont la quantité est généralement de 1% (IPCC, 2001 ; IPCC, 2007a).

Les gaz à effet de serre, comme la vapeur d’eau mais aussi le gaz carbonique absorbent les radiations infrarouges du soleil, en réfléchissent une partie qu'ils renvoient dans l'espace et en émettent une autre vers la terre. Ce processus naturel piégeant l'énergie solaire dans l'atmosphère, appelé «l'effet de serre» est un phénomène naturel et indispensable. Grace à lui qu’une température moyenne de 15°C est maintenue à la surface de la terre sinon, elle diminuerait considérablement atteignant -18°C (Beaudoin et al., 2003 ; INRA, 2007). Toute l’eau serait alors sous forme de glace ce qui rendrait la vie impossible sur terre (René et al., 1998). Cependant, ce phénomène naturel se trouve renforcé par les émissions anthropiques de CO2 principalement, d’où on parle d’effet de serre additionnel (René et al., 1998). Chose qui a

amplifié l’effet de serre naturel et a causé une augmentation de la température atmosphérique. En effet, La contribution des gaz à effet de serre au réchauffement moyen en surface se situe probablement entre 0,5 °C et 1,3 °C au cours de la période 1951−2010 (GIEC, 2013).

Deux éléments sont importants pour comprendre l’effet d’un GES dans l’atmosphère à savoir (tableau 1-1) :

 sa durée de vie : les GES n’ont pas tous la même stabilité chimique, et donc des durées de vie différentes. Le dioxyde de carbone, par exemple, a une durée de vie moyenne d’environ 125 ans. Cela signifie qu’une tonne émise actuellement restera encore dans l’atmosphère pendant plus d’un siècle.

 son pouvoir de réchauffement global (PRG) : est le rapport entre l’énergie renvoyée vers le sol en 100 ans par 1 kg de gaz et celle que renverrait 1 kg de CO2. Il dépend

des concentrations et des durées de vie des gaz (Ouradou et al., 2014). Par exemple, 1 kg de CH4 et entre 28 et 30 kg de CO2 auront autant réchauffé l’atmosphère au cours du siècle qui

suit leur émission. Bien que le CO2 soit le gaz qui a le plus petit pouvoir de réchauffement

(21)

7

Tableau 1-1. Gaz à affet de serre anthropiques

GES Origine des émissions anthropiques Durée moyenne de séjour dans l’atmosphère (ans) Pouvoir de Réchauffement Global

(cumulé sur cent ans) CO2

Combustion d'énergie fossile et

déforestation tropicale 150 1

CH4

Décharges, agriculture (riziculture),

élevage et procédés industriels ~ 9 28-30

N2O

Agriculture, procédés industriels,

utilisation d'engrais 131 265

HFC

Sprays, réfrigération, procédés industriels

entre 0.1 et 270 [1.4 ; 12 400]

PFC entre 2 000 et

50 000 [6 630 ; 11 100]

SF6 3 200 23 500

Source : GIEC-1er groupe de travail, (2013)

1-1-3-Emissions mondiales de gaz à effet de serre

Les GES sont naturellement présents dans l’air, les activités anthropiques au cours de ces 200 dernières années (depuis la révolution industrielle), en produisent de plus en plus, particulièrement le CO2 qui vient en première place suivi par le méthane (CH4) et le

protoxyde d’azote (N2O). D’autres gaz actuellement présents dans l’atmosphère

(chloro-fluorocarbones et soufre) sont issus uniquement des activités industrielles ; En 2010, les émissions mondiales totales ont ainsi atteint 49 milliards de tonnes équivalent CO2, répartit

comme suit : 76% de dioxyde de carbone, 16% de méthane, 6% de protoxyde d’azote et 2% de gaz fluorés (Figure 1-1).

(22)

8 Les concentrations atmosphériques des GES à savoir le dioxyde de carbone (CO2), le

méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O) ont toutes augmenté depuis 1750 en raison des

activités humaines. En 2011, les concentrations respectives de ces GES ont atteint 391 ppm, 1803 ppb et 324 ppb, soit des dépassements des niveaux préindustriels d’environ 40%, 157% et 20% (tableau 1-2).

Tableau 1-2. Evolution de la concentration des principaux GES au cours du temps

Gaz Concentration GES période 1000 - 1750 2005 2011 Evolution (%) 2005 2011 CO2 (en ppm) 280 379 391 35 40 CH4 (en ppb) 700 1774 1803 153 157 N2O (en ppb) 270 319 324 18 20

CO2 (dioxyde de carbone), CH4 (méthane), N2O (protoxyde d’azote),

ppm = partie par million, ppb = partie par billion

(Source :GIEC, 2007 (4ème rapport d’évaluation) ; GIEC, 2014 (5ème rapport).

Selon le GIEC (2014), Les émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique ont largement augmenté entre 1970 et 2010, avec une hausse de plus en plus rapide lors des dernières décennies. En effet, les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté de 2,2% par an entre 2000 et 2010 ; alors que cette augmentation était en moyenne de 1,3% par an pour la période 1970-2000 (figure 1-2).

(23)

9 Sur la période évaluée par le GIEC (1970-2010), 78% de la hausse des émissions totales de gaz à effet de serre peut être attribuée à l’usage de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz par exemple) et aux procédés industriels qui résultent de la croissance économique et démographique (figure 1-3).

Figure 1-3. Répartition des émissions par secteur économique en 2010 (GIEC, 2014).

La consommation des énergies fossiles (production d'énergie, carburant des véhicules, chauffage de l'habitat, industrie) est, de loin, le secteur le plus incriminé dans les émissions de GES. Mais il ne faut surtout pas oublier le changement d'occupation des terres, incluant la déforestation, qui occupe la seconde place en terme de responsabilité dans l'augmentation des émissions mondiales de gaz à effet de serre (15% des émissions mondiales ; GIEC (2014)). La déforestation entraîne des émissions de GES par la combustion et la décomposition des matières organiques. Ces émissions brutes représentent 11 % des sources anthropiques annuelles de GES (Van Der Werf et al., 2009).

Depuis 1957, la concentration atmosphérique de CO2, principal GES, fait l'objet d'un

suivi précis à l'observatoire de Mauna Loa à Hawaii (Vitousek, 1994). La concentration du dioxyde de carbone a augmenté de 40 % depuis l’époque préindustrielle (Figure 1-4). Cette augmentation s’explique en premier lieu par l’utilisation de combustibles fossiles et en second lieu par le bilan des émissions dues aux changements d’utilisation des sols. En effet, entre 1750 et 2011, les émissions de CO2 dues à l’utilisation de combustibles fossiles et à la

production de ciment ont libéré 375 [345 à 405] GtC dans l’atmosphère alors que la déforestation et d’autres changements d’utilisation des sols ont relâché 180 [100 à 260] GtC. Cela se traduit par des émissions cumulées de 555 [470 à 640] GtC (GIEC, 2014).

(24)

10

Figure 1-4. Evolution de la teneur atmosphérique en dioxyde de carbone depuis 1958 à Mauna Loa à Hawaii (en rouge) et au pôle Sud (en noir) (Source : GIEC, 2013)

Vitousek (1994) indique que l'augmentation graduelle de la concentration atmosphérique de CO2 suit un cycle qui comporte annuellement un maximum et un minimum.

Ce cycle annuel est attribuable à l'activité saisonnière du biote terrestre de l'hémisphère nord (Vitousek, 1994). Jarvis (1989) ajoute que l'oscillation de la concentration atmosphérique de CO2 est due en majeure partie aux forêts tempérées et boréales de l'hémisphère nord. En effet,

Waring et Schlesinger (1985) indiquent que la baisse de la concentration de CO2 est

attribuable à la photosynthèse durant la période de croissance et qu'ensuite, la concentration de CO2 augmente en hiver, car la respiration continue alors que la photosynthèse est arrêtée.

Les mesures indiquent que ce phénomène se déroule également dans l'hémisphère sud, mais qu'il est nettement moins important à cause de la présence moindre de la végétation (Waring et chlesinger, 1985).

1-1-4-Conséquences du changement climatique

Le réchauffement du système climatique est sans équivoque et, depuis les années 1950, beaucoup de changements observés sont sans précédent depuis des décennies voire des millénaires (GIEC, 2013). Dans ce cadre, M. Thomas Stocker, coprésident du groupe de travail I du GIEC, a déclaré : «Selon notre évaluation, l’atmosphère et les océans se sont réchauffés, la quantité de neige et de glace a diminué, le niveau de la mer s’est élevé et la concentration de dioxyde de carbone a augmenté jusqu’à un niveau sans précédent depuis 800 000 ans.».

Ainsi, selon le GIEC (2013), la température moyenne globale a augmenté de 0,89°C ± 0,2°C sur la période 1901 – 2012, le niveau moyen de la mer s’est élevé de 1,7 ± 0,3 mm/an sur la période 1901-2010 et la couverture neigeuse au printemps a diminué, dans l’hémisphère

(25)

11 nord, de 8% en surface sur la période 1970-2010 par rapport à la période 1922-1970. Cette diminution de la surface neigeuse réduit l’albédo – ou la capacité à réfléchir l’énergie solaire – de la terre et contribue ainsi à l’augmentation des températures (Ouradou et al., 2014)

Le changement climatique constitue aujourd’hui un défi majeur auquel est confrontée l’humanité. Les conséquences de ce phénomène sont multiples, irréversibles et dépassent la capacité de réponse des écosystèmes naturels qui risquent d’être altérés ou définitivement détruits.

Les impacts du changement climatique sur les systèmes géophysiques, appelés impacts physiques se manifestent notamment sur les évènements extrêmes tels que les vagues de chaleurs, les inondations, les cyclones, ou encore les feux de forêt. Ce qui montre bien à quel point les populations sont aujourd’hui exposées à la variabilité climatique. De tels évènements ont un impact majeur sur les écosystèmes, sur la production alimentaire, sur la disponibilité en eau ; ils peuvent détruire des habitations, accroitre la mortalité et la morbidité, et avoir des fortes conséquences sur la santé mentale et le bien-être humain. D’autres impactes sont observés sur la biodiversité terrestre et marine, sur les inégalités économiques, sociales…, Ces changements climatiques peuvent entraîner d'autres problèmes environnementaux, sociaux et économiques, tels que :

 l'érosion des sols et la dégradation des terres ;

 l'inondation ou la perte des terres de faible altitude dans l'océan ;  des modifications de la fertilité des terres agricoles ;

 des modifications des zones où l'on rencontre des maladies infectieuses ;

 une réduction de la diversité des espèces animales et végétales sur terre ; risque d’extinction de 20 à 30% des espèces animales et végétales si l’augmentation de la température moyenne mondiale dépasse 1,5 à 2,5 °C (GIEC, 2007)

 une réduction des réserves d'eau douce (GIEC, 2007).

 Impacte non négligeable sur la capacité des océans à piéger le CO2 (Beaudoin, 2003)

Selon les projections du changement climatique établies par le Groupe de travail I du GIEC (2014), l'augmentation des températures moyennes à la surface du globe pourrait atteindre 4,8°C à l'horizon 2100 par rapport à la période 1986-2005, dans le scénario le plus pessimiste ; c'est-à-dire si les émissions de gaz à effet de serre continuent à leur rythme actuel.

(26)

12 probablement Ce qui aura un impact sur le cycle mondial de l’eau se traduisant par une augmentation du contraste des précipitations entre régions humides et régions sèches ainsi qu’entre saisons humides et saisons sèches. Cette augmentation de la température aura aussi pour conséquence un réchauffement des océans perturbant ainsi la circulation océanique et engendrant, conjontement à l’augmentation de perte de masse des glaciers et des nappes glaciaires, une élèvation du niveau des océans, sur plus de 95% environ de leur surface, qui pourrait atteindre un mètre en 2100 par rapport à la période 1986-2005.

Dans le même sens, tous les modèles climatiques (Rapport GIEC, 2013) sont concordants pour prévoir, à la fin du 21ème siècle (période 2081-2100, par rapport à celle comprise entre 1986 et 2000 et en fonction du scénario d’émission retenu) une diminution des cumuls annuels des précipitations de 10% à 40% et un réchauffement qui se poursuivra et oscillera entre 1,5 et 5°C sur les régions du Sud-Est, entre 1,5 et 4°C sur les régions méditerranéennes et du Centre et entre 1,5 et 3°C sur le littoral Atlantique et les provinces sahariennes.

Le changement climatique amplifiera donc les risques existants et créera de nouveaux risques pour les systèmes naturels et humains. Les risques sont inégalement répartis et sont généralement plus importants pour les personnes et les communautés défavorisées à tous les niveaux de développement (GIEC, 2014).

1-1-5-Changements climatiques au Maroc

Situé entre l’océan atlantique à l’ouest et la méditerranée au nord, entre le désert du sahara au sud et l’Europe au nord, le Maroc est une terre de transition et de contrastes (C.N.I, 2001). Contraste que se manifeste notamment à travers la diversité climatique sur le térritoire marocain ; climat saharien dans la partie sud, océanique dans la partie ouest et méditerranéen dans la partie Nord. La vie de la population marocaine est très liée au climat et ses fluctuations. L’économie est très dépendante de l’eau, de l’agriculture, du tourisme et du littoral. Les données climatiques relevées dans la région du Maghreb, dont le Maroc fait partie, indiquent un réchauffement durant le 20éme siècle estimé à plus de 1°C avec une tendance accentuée les 40 dernières années (PNUD-FEM, 2000). Ces données montrent aussi une augmentation nette de la fréquence des inondations et des sécheresses ; passé d’une sécheresse tous les dix ans au début du siècle à cinq à six années de sécheresses en dix ans à la fin du siècle (Agoumi, 2003). Le Maroc, bien que peu émetteurs de GES, se trouve être particulièrement vulnérable aux changements climatiques. Ces derniers représentent une véritable menace pour son développement socio-économique et pour la vie de sa population.

(27)

13 Conscient de sa vulnérabilité aux changements climatiques et conscient des risques du changement climatique sur le devenir de la planète d’une manière générale, le Maroc s’est joint très tôt aux efforts de la communauté internationale pour l’atténuation des émissions des GES et pour l’adaptation de ses politiques et programmes de développement aux effets du Changement Climatique (CC). Le Maroc a ainsi signé la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques CCNUCC, lors de la Conférence des Nations Unies pour l'Environnement et le Développement (CNUED) tenue à Rio de Janeiro en 1992 et l’a ratifiée en 1995.

Depuis lors, le Maroc a pris les dispositions nécessaires en vue d'honorer les engagements souscrits au titre de la CCNUCC et des décisions prises lors des conférences des parties à ladite convention. La Première, la Seconde et la Troisième Communication Nationale témoignent de son engagement dans le cadre de la CCNUCC.

1-1-5-1-Vulnérabilité face aux changements climatiques

De par sa position géographique en tant que pays d’Afrique et disposant d’une façade méditerranéenne importante, le Maroc est soumis à une grande vulnérabilité naturelle aux changements climatiques (désertification, inondations, raréfaction des ressources en eau…). Et les signes d’un climat en évolution y sont de plus en plus évidents sous forme de hausse des températures, de diminution des précipitations, de l’augmentation des fréquences et de l’ampleur des sécheresses et d’inondations. En effet, les 2/3 du pays sont concernés par une augmentation des températures dépassant les 1°C (Aafi, 2015). De même les prévisions météorologiques y prévoient une augmentation des températures moyennes estivales de l’ordre de 2°C à 6°C et une régression de 20% en moyenne des précipitations d’ici la fin du siècle (M.M.E.M.E.E.E., 2014).

Les effets de l’augmentation de la température et de la diminution voire la rareté de plus en plus marquée de la pluviométrie affectent plusieurs secteurs au Maroc dont notamment l’eau, l’agriculture et les forêts ; Les écosystèmes forestiers marocains, malgré leur diversité, sont très fragiles, en raison d’une pression accrue due à la poussée démographique et au faible niveau de vie des populations rurales (Kabwe, 2009). En plus des fortes pressions anthropiques auxquelles les forêts marocaines sont soumises, s’ajoutent les impacts liés aux changements climatiques, dont les conséquences sont visibles sur les massifs forestiers avec des dépérissements et des mortalités massives d’arbres sur pied, une absence totale de jeunes semis et une perte de biodiversité floristique et faunistique (Aafi, 2015). Ajoutés à cela une

(28)

14 désertification et une déforestation accentuées, une baisse des réserves d’eau de surfaces et souterraines et une pollution des nappes phréatiques.

Le secteur de l’eau se trouve aussi parmi les secteurs au Maroc les plus touchés par les effets du changement climatiques. En effet, l’analyse de l’évolution des apports naturels depuis 1950 fait apparaître une réduction de près de 20% au cours des trente dernières années (S.C.N, 2010). Dans le même sens, les projections climatiques pour 2020 prévoient une augmentation de la température moyenne de 0,6 à 1,1°C et une réduction moyenne du volume annuel des précipitations de l’ordre de 4 %, par rapport à l’année 2000, d’où une baisse moyenne et générale des ressources en eau de l’ordre de 10 à 15% (Boulmane et al., 2013c).

Le secteur agricole se voit également très vulnérable aux impacts des changements climatiques et ce du fait que l’agriculture marocaine est largement dominée par les cultures en bour. En effet, plus de 80% de la surface agricole utile dépend des précipitations ce qui la rend très vulnérable à la variabilité climatique. Une année sur deux était déficitaire en termes de précipitations durant la décennie 2000-2010, en comparaison à la moyenne de 364 mm/an, calculée sur trois décennies (TCN, 2014).

Les changements climatiques affectent aussi d’autres secteurs au Maroc à savoir la pêche et le littoral, la santé et le tourisme ; L’élévation du niveau de la mer aura certes des conséquences sur l’environnement mais peut devenir un grave handicap vue que 80% des infrastructures industrielles et énergétiques du Maroc sont installées sur son littoral de 3446 km. Le tourisme sera aussi affecté par l’élévation du niveau de la mer qui touchera les infrastructures hôtelières et obligera à des interventions (protection, réhabilitation, ...) qui ne seront pas toujours faciles, ni même possibles parfois.

La vulnérabilité de la santé aux changements climatiques peut être expliquée par la présence des foyers endémiques des maladies susceptibles d’être aggravées par les changements climatiques, notamment, le paludisme, la bilharziose, la typhoïde et le choléra ; et le risque de leur réactivation sous l’effet des changements climatiques est toujours possible. Le Maroc n’est pas à l’abri, non plus, des phénomènes météorologiques extrêmes, en particulier les inondations. Ces dernières ont provoqué des pertes en vies humaines et des dégâts économiques importants au cours de la dernière décennie.

(29)

15

1-1-5-2- Inventaire national des émissions de gaz à effet de serre

Selon la CCNUCC, les gouvernements doivent communiquer un inventaire national des émissions d’origine anthropique selon des ressources et des puits de tous les GES. Pour cela, le GIEC a édité des directives pour estimer et rapporter ces inventaires de GES (GIEC, 2001 ; 2007).

Dans le cadre de l'application et de la mise en œuvre de la CCNUCC, le Maroc s'est engagé dans le processus continu d'élaboration de ses Communications Nationales conformément aux articles 4 et 12 de la convention et de l’inventaire de ses émissions en GES.

En comparaison avec les pays industrialisés, les résultats de l’inventaire attestent une très faible contribution du Maroc à l’amplification de l’effet de serre ; Dans la zone MENA, le Maroc fait partie des pays les moins émetteurs des GES (M.M.E.M.E.E.E., 2014). Les émissions globales des GES du Maroc sont estimées à 101,63 MtEq-CO2 en 2012 (TCN,

2014), soit 3,12 tonnes Eq-CO2/ hab. Le CO2 y représente le principal GES émis avec 67%, le

CH4 et le N2O sont émis à proportions égales soit respectivement 16,3 et 16,7%. Le tableau

1-3 suivant récapitule les émissions des GES du Maroc.

Tableau 1-3. Evolution des émissions des GES au Maroc

Année Emission GES (Mt Eq-CO2)

1994 47,98 2000 63,44 2004 75,0 2005 80,30 2006 81,89 2008 90,95 2010 93,88 2012 101,63 Source : M.M.E.M.E.E.E. (2014) ; TCN (2014)

Il ressort du tableau 1-3 que malgré les faibles émissions du Maroc en GES, ces dernières sont en augmentation continue au fil des années ; elles sont passées de 47,98 Mt.Eq-CO2 en 1994 (premier inventaire de GES) à 101,63 Mt.Eq-CO2 en 2012, soit une

augmentation de 112%. Ce qui peut être expliqué par la croissance démographique et par l’expansion économique qu’a connu le Maroc pendant cette période.

(30)

16 Selon les projections faites par la Seconde Communication Nationale (SCN, 2010). Les émissions du Maroc en GES devraient progresser à un rythme annuel moyen de 2,75% pour atteindre 5,16 tonnes Eq-CO2 par capita à l'horizon 2030. Le rythme de croissance des

émissions durant cette période dépasserait ainsi le taux de croissance de la population estimé à 0,94% (SCN, 2010).

Le tableau 1-4 met en évidence la répartition des émissions de gaz à effet de serre au Maroc par type de gaz et par source d’émission pour l’année 2010 ; la combustion des énergies fossiles vient en première place avec 53%, suivie par l’agriculture (23%). Le secteur de l’industrie vient en 3ème position avec une contribution de 10% aux émissions nationales des GES. Alors que la forêt et les déchets sont les moins émetteurs de GES. Ils contribuent respectivement avec 6 et 7% aux émissions totales des GES.

Tableau 1-4. Inventaire des émissions et absorptions des GES direct au Maroc pour

l’année 2010 (Gg d’Eq-CO2). Source : TCN (2014)

Secteur CO2 CH4 N2O Total %

Energie

Industries énergétiques 18 171,5 507,6 94,5 18 773,6

Industries manufacturière et de construction 6 884,3 4,7 17,2 6 906,2

Transport 13 793,0 27,3 37,2 13 857,5 Secteur commercial/institutionnel 129,5 203,4 40,3 373,2 Secteur résidentiel 3 390,7 2 172,7 431,4 5 994,8 Agriculture/forêt/pêche 4 165,5 10,0 11,4 4 186,9 S/Total 46 535 2 926 632 50 093 53 Procédés industriels Production de ciment 7 264 7 264 Production de chaux 114 114

Production et utilisation de soude 39,1 39,1

Production d'acier 1 872,4 1 872,4 S/Total 9 289,5 0 0 9289,5 10 Agriculture Fermentation entérique 4 714 0 4 714 Fumier 249 3 204 3 453 Rizières 25 0 25 Sols agricols 13 832 13 832 S/Total 0 4 988 17 036 22 024 23 Forêts Bois de feu 8 582 8 582 Incendies 548 548

Conversion de forêts et prairies 318 318

Séquestration (forêts naturelles et reboisements) 4 012 4 012

S/Total 5 436 0 0 5 436 6

Déchets

Décharges de déchets solides 5 743 5 743

Eaux usées 483,6 807 1 291 S/Total 6 226,6 807 7 034 8 Total 61 2 6 0 , 5 14 141 18 475 93 8 7 6 , 5 100

Figure

Figure 1-1. Répartition des émissions de gaz à effet de serre en 2010 (GIEC, 2014)
Tableau  1-4.  Inventaire  des  émissions  et  absorptions  des  GES  direct  au  Maroc  pour
Tableau 2-1. Répartition de la surface forestière de la forêt de Maâmora
Figure 2-2. Importance des trois composantes du territoire de la forêt de la Mamora.   (Source : Aafi et al., 2008)
+7

Références

Documents relatifs

MOLDOVA - Université de médecine et de pharmacie « Nicolae Testemiteanu » ROUMANIE - Université des Sciences Agricoles et Médecine Vétérinaire de Cluj-Napoca. GEORGIE

La conjonction d’un diagnostic d’assez fort isolement du monde des enseignants de la conduite et de la sécurité routière, par rapport au monde de l’éducation à la

Non, la situation dans le monde ne s’améliore pas, en dépit d’e ff orts importants de beaucoup, d’hommes et de femmes engagés chacun dans leur discipline, pour que la paix

Cependant, l’absence de données probantes et le manque de connaissances sur les pratiques actuelles de dépistage de l’hépatite B au cours de la grossesse et de

5.1 Pratiques actuelles de dépistage et de prise en charge de l’infection rubéolique pergravidique et de la rubéole congénitale en France 127 5.2 Politiques et pratiques

Diagnostiquer le plus précocement possible une séroconversion maternelle en cours de grossesse afin de proposer une prise en charge adaptée (par la prescription

Considérant que, statuant sur les pourvois formés par les sociétés Les Grands Moulins Storion, Les Grands Moulins de Paris, Les Grands Moulins de Strasbourg, Les Grands Moulins

Reneault montrent que la société Simat a participé à une réunion des négociants en produits en béton qui s'est déroulée à Millau le 24 juillet 1991, à laquelle étaient