Spatial structure and factors determining tree mortality in Beninese forest formations

Abstract

Dead wood plays an important role in the functioning of forest ecosystems through nutrient cycles, soil fertility balance and temporary carbon storage. This research evaluates the dead wood potential, spatial structure of dead trees and factors influencing tree mortality in natural woodlands in Benin. Data were collected in eleven square plots of 10,000 m², established in six classified forests and hunting areas of the W and Pendjari national parks. The spatial structure was investigated using Ripley's K function, and a multiple regression with variable selection allowed the identification of the biotic and abiotic factors that have an effect on dead wood density in the study areas. The density of dead wood was 32 stems/hectare, while mean quadratic diameter and basal area were 17.2 cm and 0.88 m².ha^-1, respectively. There was random and regular spatial distribution of dead trees without a positive interaction between dead and living trees, thereby pointing to fire as the main factor of tree mortality. Other factors influencing tree mortality included attacks by saproxylic animal species and other wood pests, and senescence. This study suggests that an integration of dead trees in management plans may be essential for the proper functioning of Benin's forest ecosystems.

Le bois mort joue un rôle important dans le fonctionnement de l’écosystème forestier de par sa position dans les cycles de matière, le maintien de la fertilité des sols, le stockage temporaire du carbone, et par son rôle dans la structuration physique des sols. Cette recherche évalue sur la base de onze placettes carrées de 10.000 m², installées dans six (06) forêts classées et des zones cynégétiques des parcs nationaux W et Pendjari, le potentiel en bois morts, la structure spatiale des arbres morts et les facteurs influençant la mort des arbres dans les formations naturelles du Bénin. La structure spatiale est étudiée au moyen de la fonction K de Ripley et une régression multiple avec sélection de variables a permis d’identifier les facteurs biotiques et abiotiques qui ont un effet sur la densité en bois morts dans lesdites formations. Les paramètres dendrométriques des arbres morts dans les formations naturelles étudiées sont caractérisés par avec une densité à l’hectare de 32 tiges, un diamètre quadratique moyen de 17,2 cm et une surface terrière de 0,88 m2.ha^-1. La structure spatiale affiche une distribution spatiale aléatoire et régulière des arbres morts sans aucune interaction positive entre arbres morts et vivants suggérant le feu comme principal facteur de mortalité des arbres. Les autres facteurs influençant le recrutement en bois morts sont les attaques des espèces animales saproxyliques ou autres ravageurs des bois et la sénescence. L’intégration des arbres morts dans les plans aménagements est alors indispensable pour assurer un très bon fonctionnement des écosystèmes forestiers du Bénin.