Les forêts et savanes tropicales sont des écosystèmes d’une grande importance écologique et économique. Prédire leur réponse aux changements climatiques futurs est donc crucial mais représente un défi car le fonctionnement écologique qui détermine leur répartition reste controversé. Une théorie suggère que l’hydroclimat (précipitations, humidité relative) est le principal facteur déterminant la distribution et les transitions entre forêts et savanes. Une autre théorie suggère que ces écosystèmes représentent des états stables alternatifs, c’est-à-dire qu’ils coexistent sous de mêmes conditions climatiques et sont stabilisés par des boucles de rétroactions entre feux et végétation. Le feu joue donc un rôle central dans leur maintien ou la transition d’un état à un autre. Cependant, les preuves empiriques à long terme testant le rôle du feu sur ces transitions écosystémiques restent limitées. Résoudre ce débat est essentiel pour anticiper les dynamiques futures des paysages tropicaux et orienter les stratégies de conservation et de gestion.

Ce projet a pour objectif de tester si les changements de régimes de feu peuvent à eux seuls déclencher des transitions entre forêts et savanes en Afrique de l’Ouest et centrale, ou si d’autres facteurs (climat, Hommes) sont déterminants. Si le feu est un moteur principal, ces transitions ne seraient pas directement réversibles, ce qui impliquerait que la gestion du feu pourrait être essentielle à la stabilité des paysages et à leur restauration. Ces transitions étant des processus lents elles nécessitent des observations à long terme, sur des échelles de temps dépassant le millénaire, que seule la paléoécologie peut fournir. Toutefois, les reconstitutions paléoécologiques présentent des défis méthodologiques.  

Pour répondre à cette problématique, nous proposons de combiner l’analyse FTIR des charbons avec la calibration d’un modèle de feu, afin de reconstruire quantitativement les principales composantes des régimes de feu passés (intensité, fréquence, surface brûlée, origine). Ces analyses réalisées sur des sédiments couvrant les 3000 dernières années, et seront comparées à des reconstitutions de végétation et de climat afin d’établir la chronologie précise de leurs changements.

Enfin, un modèle dynamique du couvert arboré sera développé en utilisant ces reconstructions pour évaluer si les changements dans les régimes de feu peuvent, à eux seuls, déclencher des transitions forêt-savane ou si d’autres facteurs doivent être pris en compte. Ces simulations permettront également de déterminer si des états stables alternatifs existent en relation avec le couvert arboré et si les changements de végétation observés correspondent à des points de bascule.

En combinant des reconstructions quantitatives des feux avec la modélisation dynamique de la végétation, ce projet établira un nouveau cadre méthodologique pour étudier les transitions passées entre écosystèmes et identifier leurs drivers. Nos résultats pourront être utilisés pour améliorer les prédictions des réponses des écosystèmes tropicaux aux changements globaux et permettront in fine de guider les stratégies futures de gestion et de conservation de ces écosystèmes.