Résilience et vulnérabilité des savanes brésiliennes face aux incendies, au climat et aux activités anthropiques depuis la fin la dernière glaciation - HAL-SHS - Sciences de l'Homme et de la Société Access content directly
Theses Year : 2023

Resilience and vulnerability of Brazilian savannahs to fires, climates and anthropogenic activities since the end of the last glacial

Résilience et vulnérabilité des savanes brésiliennes face aux incendies, au climat et aux activités anthropiques depuis la fin la dernière glaciation

Abstract

The Cerrado biome is the second largest biome in Brazil, covering more than two million km2, or almost 24% of Brazilian territory. It has a wide variety of plant physiognomies, ranging from open grasslands to dense woodland formations, which are the result of the close relationship between vegetation, edaphic conditions (availability of water and nutrients in the soil) and the frequency of fires. Around 12,000 plant species have been described in the Cerrado, nearly 4000 of which are endemic. It is also a source and reservoir of water resources for the Brazilian river system. However, even though the Cerrado is of great importance in ecological and economic terms, only 7.5% of the biome is protected and over 50% is subject to intense human activity, with an increase in agriculture, grazing and fires. Predictions show that this biome will have lost more than 50% of its plant diversity by 2080. Studies of the past can give us a better understanding of the changes underway by placing them in an evolutionary framework in which climate and man have both played a part. The aim of our work is to add to our knowledge of the links between vegetation, fire and climate in the Cerrado by studying two new sedimentary records located in the central and north-eastern zones of the Cerrado.Thus, article 1 presents the evolution of the landscape over the last 6,000 years in the central Cerrado (15°S), complementing a previous study that covered the period from 15,000 to 6000 years BP. We have shown that the cerrado woodlands have expanded over the past 5000 years BP in phase with the increase in insolation in the southern hemisphere. This expansion was interrupted by three dry periods marked by a drop in lake level and the regression of gallery forest. These short and abrupt climatic changes reflect variations in the expansion and intensity of the South American monsoon during the Holocene. In article 2 we reconstructed the evolution of the landscape over 15,000 years in the centre of the northern Cerrado region (10°S) and showed how a climatic phenomenon in the northern hemisphere modified the composition of the tropical forest during a brief and intense event between 9300 to 7500 years BP. Both chapters agree that climate is the main driver of vegetation change on millennial and centennial scales. The floristic composition of the Cerrado shows adaptation to fire, and our results show that fire has not been very intense over the last 15,000 years, except for short events that appear to have been caused by human activities. The high resolution of our studies has enabled us to define the time required for vegetation to recover as a function of the various constraints. Finally, article 3 is devoted to the morphological and ecological characteristics of the pollen grains (pollen syndrome, pollen grain size, vegetation stratum) that we identified in the two previous studies and their relationship with the environmental conditions at the time of deposition.Our study shows that the vegetation of the Cerrado has shown little vulnerability to climatic disturbances since the end of the last ice age and to the increase in the frequency of fires, mainly over the last 5,000 years. The Cerrado is a biome made up of a multitude of physiognomies distributed in mosaics across the landscape, which gives it a great capacity for adaptation, enabling it to respond fairly quickly to disturbances, in less than 12 years.
Le biome Cerrado est le deuxième plus grand biome du Brésil, couvrant plus de 2 millions de km2, soit près de 24 % du territoire brésilien. Il présente une grande variété de physionomies végétales, allant des prairies ouvertes aux formations boisées denses, qui sont le résultat de la relation étroite entre la végétation, les conditions édaphiques (disponibilité de l'eau et des nutriments dans le sol) et la fréquence des incendies. Environ 12,000 espèces végétales ont été décrites dans le Cerrado, dont près de 4000 sont endémiques. En outre, il s'agit d'une source d'approvisionnement et d'un réservoir de ressources en eau pour le système fluvial brésilien. Néanmoins, même si le Cerrado revêt une grande importance en termes écologiques et économiques, seuls 7,5 % du biome sont protégés et plus de 50 % font l'objet d'une activité anthropique intense avec l'augmentation de l'agriculture, du pâturage et des incendies. Les prédictions montrent que ce biome aura perdu plus de 50% de sa diversité végétale d'ici 2080. Les études sur le passé peuvent nous permettre de mieux comprendre les changements en cours en les insérant dans un schéma évolutif ou tour à tour le climat et l’homme sont intervenus. Nos travaux ont pour objectif de compléter nos connaissances sur les liens entre la végétation, les feux et le climat du Cerrado à partir de l’étude de deux nouveaux enregistrements sédimentaires situés dans la zone centrale et dans la zone nord-est du Cerrado.Ainsi, l’article 1 présente l'évolution du paysage au cours des 6000 dernières années dans le centre du Cerrado (15°S), en complément d'une étude précédente qui couvrait la période de 15,000 à 6000 ans BP. Nous avons montré que le cerrado arboré s’est étendu depuis 5 000 ans BP en phase avec l’augmentation de l’insolation de l’hémipshère sud. Cette expansion a été interrompue par trois périodes sèches marquées par la baisse du niveau du lac et la régression de la forêt-galerie. Ces changements climatiques courts et abrupts reflètent des variations de l'expansion et de l’intensité de la mousson sud-américaine au cours de l'Holocène. Dans l’article 2 nous avons reconstruit l'évolution du paysage sur 15 000 ans dans le centre de la région nord du Cerrado (10°S) et nous avons montré comment un phénomène climatique de l’hémisphère nord avait modifié la composition de la forêt tropicale pendant un événement bref et intense entre 9300 et 7500 ans BP. Les deux chapitres s'accordent sur le fait que le climat est le principal moteur des changements de la végétation à l'échelle millénaire et séculaire. La composition floristique du Cerrado montre une adaptation au feu et nos résultats montrent qu’ils n’ont pas été très intenses au cours des derniers 15 000 ans sauf sur des événements courts qui semblent être causés par les activités anthropiques. La haute résolution de nos études nous a permis de définir le temps nécesssaire à la récupération de la végétation en fonction des différentes contraintes. Enfin, l’article 3 est consacré aux caractéristiques morphologiques et écologiques des grains de pollen (syndrome pollinique, taille des grains de pollen, strate de végétation) que nous avions identifiés lors des deux études précédentes et à leur relation avec les conditions environnementales lors de leur dépôt.Notre étude montre que la végétation du Cerrado est peu vulnérable aux perturbations climatiques depuis le fin du dernière période glaciaire ainsi qu’à l’augmentation de la fréquence des incendies principalement au cours des derniers 5000 ans. Le Cerrado est un biome composé d’une multitude de physionomies distribuées en mosaïques dans le paysage, ce qui lui confère une grande capacité d’adaptation en lui permettant de répondre assez rapidement aux perturbations, en moins de 12 ans.
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tel-04622713 , version 1 (24-06-2024)

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  • HAL Id : tel-04622713 , version 1

Cite

Katerine Escobar Torrez. Résilience et vulnérabilité des savanes brésiliennes face aux incendies, au climat et aux activités anthropiques depuis la fin la dernière glaciation. Biodiversité et Ecologie. Université de Montpellier, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UMONG026⟩. ⟨tel-04622713⟩
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