Realized niche of eight endemic plant species of Katangan Copperbelt (D.R. Congo): implications for copper species conservation

Au sud de la province du Katanga (R.D.Congo), se développe une végétation unique sur des sols recouvrant une centaine d’affleurements de cuivre et de cobalt parmi les plus importants au monde (Arc cuprifère katangais). Le paysage de cette région est composé de collines isolées les unes des autres et présentant des communautés végétales distinctes selon la concentration en éléments traces métalliques du sol. Les savanes steppiques se retrouvent sur des sols faiblement contaminés tandis que les pelouses sont inféodées aux sols pouvant être contaminés à des teneurs avoisinant les 10 000 mg.kg-1 de cuivre et 1000 mg.kg-1 de cobalt. Plus de 600 espèces d’angiospermes métallophytes y sont retrouvées dont 32 vivant exclusivement sur des sols contaminés (endémiques strictes). Ces espèces présentent des adaptations physiologiques et biologiques leur permettant de tolérer les concentrations exceptionnelles dans le sol. Certaines d’entre-elles ont d’ailleurs été identifiées comme des hyperaccumulatrices de cuivre et/ou de cobalt. Le caractère unique de la plupart des espèces endémiques de cette flore est aujourd’hui menacé par les activités minières intenses dans la province. Ces espèces représentent pourtant des ressources génétiques de grands intérêts pour développer des stratégies de restauration et de remédiation des sites pollués par leur rôle potentiel en phytostabilisation des sols. L’objectif de l’étude est de caractériser la niche écologique réalisée de 8 espèces endémiques le long du gradient de cuivre et cobalt en vue d’adapter les stratégies de conservation et de restauration des espèces. Les espèces étudiées sont Triumfetta likasiensis, Lopholaena deltombei, Tinnea coerulea var. obovata, Sopubia neptunii, Basananthe kisimbae, Barleria lobelioides, Commelina zigzag, Euphorbia cupricola. Pour chaque espèce, 3 sites ont été prospectés en faisant un transect de 2 m de large le long des gradients métalliques et en identifiant tous les individus de l’espèce. Ensuite, 5 individus ont été sélectionnés parmi le nombre total d’individus comptés : 2 extrêmes, 1er quartile, 1 médian, 3ème quartile. Pour chacun d’eux, un quadrat d’un mètre carré y a été centré au sol et le nombre d’individus de l’espèce dénombrés. Un échantillon de sol composite a ensuite été prélevé entre 0 et 15 cm de profondeur afin de déterminer les teneurs en cuivre et cobalt par une spectrométrie d’absorption atomique dans la flamme à partir de l’extrait NH4-Acétate-EDTA du sol. Les niches écologiques réalisées ont été modélisées pour chaque métal par la méthode d’estimation des noyaux avec le logiciel R 3.0.1 (package ‘vioplot’). Les résultats montrent que les niches écologiques de ces espèces endémiques se répartissent entre 50 et 11 000 mg.kg-1 de sol pour le cuivre et 4 et 1500 mg.kg-1 de sol pour le cobalt. Six espèces se situent dans des concentrations inférieures à 100 mg.kg-1 le long du gradient de cobalt. Le long du gradient de cuivre, deux espèces ont des optima écologiques supérieurs à 3000 mg.kg-1. La niche écologique de B. kisimbae est la plus étroite avec un optimum environnant les 200 mg Cu.kg-1 et 50 mg Co.kg-1. L’espèce S. neptunii est présente sur l’entièreté du gradient de cobalt et est retrouvée dans les concentrations élevées. La variation des niches écologiques le long des gradients métalliques indique que les stratégies de conservation doivent être adaptées selon les espèces à conserver. Dans cette étude, 4 des 8 espèces pourraient être conservées sur un sol contaminé à 500 mg Cu.kg-1 et 30 mg Co.kg-1. Pour les autres, il est indispensable de mettre en place les stratégies de conservation en considérant, dans un premier temps, les espèces au cas par cas