Abstract
Forest ecosystems of the Rif region, north of Morocco are some
of the richest in terms of ecological diversity. However, accounts of the
degradation of these ecosystems are well-documented. This is mainly attributed
to the increased anthropization of the region, leading to increased episodes of
wildfires as well as other soil degrading practices such as clearing of
forests, especially for cannabis culture.
In this study, four sites burnt between 2012 and 2014 in the
mid-western Rif region, were sampled to assess the effects of wildfires on
carbon sequestration and nitrogen mineralization, while at the same time
studying soil classes. To study soil carbon storage, carbon stocks present in
soil samples were approximated, while nitrogen mineralization was evaluated
through the determination while nitrogen mineralized under both anaerobic (4
weeks) and aerobic (21 weeks) conditions in the laboratory. For the evaluation
of the effects of fire on the two processes, comparisons were made between data
from burned and unburned (control) sites.
Findings related to soil classification showed that Akumssen,
Bab Taza and Beni Salah sites belonged to the iron sesquioxide (fersiallitic)
class, while the Talassemtane site fell under weakly evolved soils.
Soil carbon stocks changes were insignificant, statistically
speaking, but mostly decreased after fire, with only the Talassemtane site
presenting an increase of 70% (+12 t/ha). As for the losses, they ranged
between 12% (-8 t/ha) and 37% (-18 t/ha) under Akumssen and Bab Taza sites
respectively.
Soil incubation under both anaerobic and aerobic conditions
showed that fires led to a highly significant increase in nitrogen
mineralization rates. Under anaerobic conditions, values of nitrogen
(N-NH4+) mineralized under burnt sites, at the end of the incubation
period, ranged from 37 mg/kg (Beni Salah) to 113 mg/kg (Akumssen), which were
double the quantities mineralized under their respective control sites. As for
the incubation under aerobic conditions, potentially mineralizable nitrogen
(N0) and the rate constant of mineralization (K) increased after fires, under
all sites, with N0 values ranging from 53 mg/kg (Beni Salah) to 113 mg/kg
(Akumssen), while K values ranged between 0.196 to 0.248 weeks-1,
under the same sites. These were all higher than values registered under
unburned sites, where N0 values ranged between 24 mg/kg (Bab Taza) and 54 mg/kg
(Akumssen) whereas K values ranged between 0.130 and 0.208 weeks-1
under the same sites.
For the most part, fire didn't lead to significant changes in
the soil properties and processes studied. This could have been related to
their intensities, which were largely weak, as well as their short duration, a
common observation under such scenarios.
Keywords: Rif, degrading, wildfires, soil
classification, carbon stocks, nitrogen mineralization.
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DEDICATION i
REMERCIEMENTS ii
Résumé iii
Abstract iv
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TABLE DES MATIÈRES vi
Liste des figures
TABLE DES MATIÈRES
ix
Liste des tableaux x
Liste des sigles et acronymes xi
INTRODUCTION GÉNÉRALE 1
PREMIERE PARTIE : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE 4
Chapitre 1. Carbone dans les écosystèmes
forestiers 4
1.1. Cycle globale du carbone 4
1.2. Séquestration du carbone dans les
écosystèmes forestiers (accent sur le sol) 5
1.2.1. Définition de séquestration du carbone 5
1.2.2. Formes de carbone dans le sol 6
1.2.3. Processus de séquestration de carbone dans les
écosystèmes forestiers 7
1.2.4. Stocks et flux de carbone dans le sol forestier 7
1.2.5. Facteurs influençant la séquestration de
carbone dans le sol 7
1.2.6. Importance de séquestration du carbone 8
1.3. Aperçu sur la détermination de carbone
organique total dans le sol 9
Chapitre 2. Azote dans les écosystèmes
forestiers 11
2.1. Azote dans le sol 11
2.1.1. Formes d'azote dans le sol 11
2.1.2. Transformations d'azote dans le sol 12
2.2. Minéralisation de l'azote dans le sol 14
2.2.1. Mécanisme de minéralisation d'azote 14
2.2.2. Minéralisation brute et nette d'azote 15
2.2.3. Variation de minéralisation dans le profil du sol
15
2.2.4. Facteurs influençant la minéralisation
d'azote 16
2.3. Aperçu sur l'évaluation de
minéralisation d'azote dans le sol 18
Chapitre 3. Rôle des incendies de forêts dans
les écosystèmes forestiers 19
3.1. Généralités sur les incendies de
forêts 19
3.1.1. Définition d'incendie de forêts 19
3.1.2. Causes d'incendie de forêts 20
vii
3.2. Conséquences des incendies sur les
écosystèmes forestiers (accent sur le sol) 20
3.2.1. Sur les végétaux 20
3.2.2. Sur le sol 21
3.3. Situation marocaine à l'égard des incendies de
forêts 29
DEUXIÈME PARTIE : MATÉRIELS ET
MÉTHODES 30
1. PRÉSENTATION DE LA ZONE D'ÉTUDE
30
1.1. Description de la zone d'étude 30
1.1.1. Situation géographique 30
1.1.2. Situation administrative et forestière 30
1.1.3. Situation géologique et géomorphologique
32
1.1.4. Situation pédologique 33
1.1.5. Climat 33
1.1.6. Végétation 38
1.2. Présentation des sites échantillonnés
39
2. MÉTHODOLOGIE 42
2.1. Matériels 42
? Sur le terrain 42
? Au laboratoire 42
2.2. Méthodes 42
? Sur le terrain 42
? Au laboratoire (ENFI et INRA - Rabat) 43
2.2.1. Préparation des échantillons 43
2.2.2. Méthodes d'analyses des propriétés
physiques du sol 43
2.2.3. Méthodes d'analyses des propriétés
chimiques du sol 45
2.2.4. Méthodes d'évaluation de
minéralisation d'azote dans le sol 50
2.2.5. Analyses statistiques 52
TROISIÈME PARTIE : RÉSULTATS ET DISCUSSIONS
53
1. Étude pédologique des sols pour les
différents sites échantillonnés 53
1.1. Description des caractéristiques morphologiques et
chimiques 53
1.1.1. Caractéristiques morphologiques et physiques 53
1.1.2. Caractéristiques chimiques 53
1.2. Classification des sols 55
2. Effet des incendies sur les propriétés
physicochimiques du sol 56
2.1. Propriétés physiques du sol 56
2.1.1. Granulométrie et texture 56
2.1.2. Densité apparente 57
viii
2.2. Propriétés chimiques du sol 58
2.2.1. pH 61
2.2.2. Azote total 62
2.2.3. Carbone total et matière organique 64
2.2.4. Rapport C : N 64
2.2.5. Phosphore assimilable 64
2.2.6. Calcaire total (CaCO3) 65
2.2.7. Capacité d'échange cationique (CEC) 65
2.2.8. Bases échangeables (S) et le rapport S/T 66
3. Effets des incendies sur la séquestration du
carbone dans le sol 67
4. Effets des incendies sur la minéralisation de
l'azote dans le sol 70
4.1. Incubation anaérobie 70
4.2. Incubation aérobie 76
4.3. Cinétique de minéralisation de l'azote 79
CONCLUSION GÉNÉRALE 84
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET
WEBOGRAPHIQUES 88
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 88
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES 96
ANNEXES 97
| 
