Caractérisation de l'impact des feux anthropiques de la période pré-colombienne sur la végétation forestière de la Réserve Naturelle des Nouragues en Guyane française par une approche anthracologique

Characterization of the impact of anthropogenic fires of the pre-Columbian period on forest vegetation in the Nouragues Natural Reserve in French Guiana using an anthracological approach

• Auteur / Autrice : Stéphanie Bodin
• Direction : Laurent Bremond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie et Biodiversité
• Date : Soutenance le 25/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Thiébault
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Bremond, Stéphanie Thiébault, Étienne Dambrine, Isabelle Théry-Parisot, Jean-François Molino, Bernard Riéra, Pierre-Olivier Antoine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Étienne Dambrine, Isabelle Théry-Parisot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des forêts

Anthracologie

Guyane

Terres noires

Mots clés libres

Terres noires amazoniennes

Guyane

Anthracologie

Charbon

Période précolombienne

Forêt tropicale

Anthropogenic Dark Earths

French Guiana

Anthracology

Charcoal

Pre-Columbian period

Tropical forest

Résumé

La forêt amazonienne a longtemps été considérée « vierge » de tout impact humain ancien. Pourtant, les preuves contredisant cette idée reçue s’accumulent depuis quelques décennies, parmi lesquelles de vastes étendues de terras pretas. Ce sont des sols fortement enrichis et très fertiles dont l’origine anthropique est certaine. Ils témoignent de l’impact considérable qu’ont eu les sociétés précolombiennes sur leur milieu. Beaucoup d’études se sont concentrées sur l’Amazonie centrale et occidentale où les zones à terra preta sont nombreuses et abritent une végétation très diversifiée. Le plateau des Guyanes n’a pas bénéficié du même intérêt. Pourtant, les indices de l’occupation humaine ancienne sont nombreux et, comme sur les sites à terra preta, on trouve en certains endroits de nombreuses espèces utiles, plus abondantes que dans le cas d’une dispersion naturelle. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse, qui s’intéresse à l’impact des populations précolombiennes sur la végétation forestière de la Réserve des Nouragues en Guyane française. Ce travail vise à caractériser cet impact grâce à une approche anthracologique – l’identification des charbons de bois, une méthode très peu utilisée dans les milieux tropicaux. De ce fait, une partie importante de la thèse est consacrée à la méthodologie. Dans un premier temps, une clé d’identification spécifiquement adaptée aux caractères anatomiques observables sur les charbons de bois et ciblant les espèces de Guyane a été mise en place afin de faciliter le processus d’identification. Cette clé est téléchargeable en ligne et est éditable, de telle sorte qu’il est possible d’y ajouter de nouvelles descriptions et de nouveaux taxons. Ensuite, différentes méthodes d’échantillonnage des charbons – sur profils de sol, à la tarière et prélèvements opportunistes sur buttes de déracinement ou lors de creusements – ont été comparées. Les résultats montrent que les deux premières méthodes permettent de récolter la même quantité de charbons mais pas la même diversité taxonomique. Le prélèvement sur un profil de sol permet souvent d’obtenir plus de diversité que les tarières à cause des assemblages souvent monospécifiques fournis par ces dernières. Néanmoins, presque chaque nouvelle tarière permet de récupérer un nouveau taxon, comme le prélèvement opportuniste. Un protocole d’échantillonnage combinant plusieurs fosses, des sondages tarière et des prélèvements opportunistes est donc proposé afin de garantir une meilleure diversité et une meilleure représentativité des assemblages anthracologiques. Enfin, les datations effectuées sur les charbons récoltés au cours de la thèse indiquent que les Nouragues ont connu deux grandes périodes d’occupation s’étendant entre 1300-1000 ans cal BP et 600-400 ans cal BP. Les assemblages anthracologiques montrent que ces occupations ont induit des changements de végétation importants sur certains sites. En effet, sur deux des sites étudiés, la forêt a laissé place à des formations végétales très différentes, dominées par des poacées bambusiformes ou des lianes. Les résultats suggèrent que l’une des formations de bambous pourrait s’être mise en place après l’abandon d’une parcelle de culture semi-permanente, rejoignant ainsi des hypothèses formulées dans des travaux d’écologie historique antérieurs. Les résultats des analyses anthracologiques montrent également la présence d’espèces utiles et de végétation secondarisée, traduisant ainsi l’impact des populations sur le milieu forestier. Enfin, la sélection du bois de feu semble avoir été adaptée en fonction de la végétation locale. Le type d’activité à l’origine de ces changements de végétation reste à définir et la compréhension des sites précolombiens de Guyane française, comme partout ailleurs en Amazonie, devrait être améliorée grâce aux apports complémentaires d’autres disciplines.Mots clés : Terres noires amazoniennes, Guyane, Anthracologie, Charbon, Période précolombienne, Forêt tropicale

The Amazonian forest has long been considered ''virgin'' from any ancient human impact. However, evidence contradicting this preconceived idea has been accumulating over the past few decades, including vast expanses of terra pretas. These are soils that are highly enriched in nutrients, very fertile and whose anthropogenic origin is now beyond doubt. They are proof that pre-Columbian societies have had a considerable impact on their environment. Many studies have focused on the central and western Amazon where terra preta areas are numerous and host very diversified vegetation. The Guiana Shield has not benefited from the same interest. However, in the Guianan forests, there are many signs of ancient human occupation, including in the vegetation. As on terra preta sites, many useful species are found in some places, in greater abundance than can be observed in the case of natural dispersion. It is in this context that this thesis, which focuses on the impact of pre-Columbian populations on the forest vegetation of the Nouragues Reserve in French Guiana, is based. This work seeks to characterize this impact through an anthracological approach - the identification of charcoal, a method rarely used in tropical ecosystems. As a result, a significant part of the thesis is devoted to methodology. As a first step, an identification key specifically adapted to the anatomical characteristics observed on charcoal and targeting Guianan species was implemented to facilitate the identification process. This key is freely downloadable online and is editable, so that new descriptions and taxa can be added. Then, different methods of charcoal sampling - soil profile sampling, auger sampling and opportunistic sampling on uprooting mounds or during digging - were compared. The results show that the first two methods allow to recover the same amount of charcoal but not the same taxonomic diversity. In most of the studied sites, sampling along a soil profile provides more diversity than augers because of the often monospecific assemblages provided by the latter. Nevertheless, almost every new auger sampling allows to recover a new taxon. Opportunistic sampling also increases the assemblage diversity. The combination of the three methods therefore makes it possible to obtain more diversified and more representative assemblages. A sampling protocol combining several pits, augers and opportunistic sampling is proposed to ensure a better representation of anthracological assemblages and to overcome this spatial heterogeneity as much as possible. Finally, the dates carried out on the charcoals collected during the thesis indicate that the Nouragues experienced two main periods of occupation ranging from 1300-1000 cal years BP to 600-400 cal years BP. Anthracological assemblages show that these occupations have induced significant vegetation changes at some sites. Indeed, in two sites, the forest has given way to very different plant formations, dominated by bambusiform poaceae or lianas. The results suggest that one of the bamboo formations may have developed after the abandonment of a semi-permanent cultivation plot, thus joining hypotheses formulated in previous historical ecological studies. The results of anthracological analyses also show the presence of useful and secondary vegetation taxa, thus reflecting the impact of ancient populations on forest environment. Finally, the selection of firewood seems to have been adapted according to the local vegetation. The type of activity that causes these vegetation changes remains to be defined and the understanding of pre-Columbian sites in French Guiana, as elsewhere in the Amazon, should be improved through the complementary contributions of other disciplines.Keywords: Amazonian dark earths – French Guiana – Anthracology – Charcoal – Pre-Columbian period – Tropical forest