Caractérisation de la zone d’étude : le bassin versant de la rivière Jiu
3.8. La couverture et l’utilisation du sol
3.9.3. Les changements dans la couverture forestière
A cause de la gestion fluctuante des activités minières dans la période contemporaine après les années ‘90, avec les changements dans le régime juridique de la propriété en Roumanie, des zones forestières importantes ont été éliminées. La mauvaise gestion des domaines forestiers est en mesure d’affecter les flux liquides et solides des rivières.
3.9.3.1. Considérations générales
Vue l’importance de la couverture forestière pour les cycles de l’eau et la stabilité des versants, nous avons analysé les possibles influences des changements de la couverture forestière sur la dynamique hydro-sédimentaire dans la partie supérieure du bassin versant de Jiu (2540 km2), pour la période entre 2000 et 2012. Tandis que la relation globale entre les forêts et l’écoulement de l’eau joue un rôle essentiel dans les actions envisagées par le Plan de Gestion des Bassins Versants de la Roumanie dans le secteur supérieur (montagneux) de la rivière Jiu, ce concept d’écosystème dual n’a été employée que rarement dans l’analyse de l’interaction entre les zones forestières et les flux solides et liquides des cours d’eau [EASAC, 2009; ANAR, 2016]. Les écosystèmes forestiers sont impliqués dans le maintien et le réglage du cycle de l‘eau et, en même temps, stockent et filtrent une grande quantité d’eau et de sédiments [Hepelwa et al., 2014].
Dans un bassin versant montagneux, il y a un lien étroit entre les forêts et l’eau, particulièrement dans des zones comme celles de formation des eaux de source, les secteurs des rivières touchés par des aménagements hydrotechniques ou les pentes vulnérables à l’érosion [Munteanu et al., 2014]. Également, toute foret affecte, dans une certaine mesure, les caractéristiques hydrologiques, vu le fait qu’elles jouent un rôle déterminant dans l’écrêtement de l’onde par le stockage de l’eau sur les versants, le contrôle des débits solides et le maintien de la qualité des environnements humides [Petrișor, 2015]. En Roumanie, après la chute du communisme, en 1989, époque à laquelle la gestion des forêts, se trouvant dans la propriété de l’Etat, avait été réalisée d’une manière assez sophistiquée, un nombre de changements structuraux se sont produits [Bossard et
al., 2000; Kummerle et al., 2009]. Ces changements ont été générés par le processus de restitution des propriétés, qui a conduit à une fragmentation de l’habitat forestier à cause du transfert de nombreuses forets dans la propriété des particuliers [Kummerle et al., 2009; Petrișor, 2015].
Des études antérieures dans le bassin supérieur de la rivière Jiu [Moroșanu, 2017; Moroșanu et al., 2017] ont montré les zones où les forêts ont subi des changements entre 1990 et 2012, en relation avec la
12 A part les aménagements qu’on vient de mentionner dans le secteur moyen de la Jiu (entre Bumbeşti Jiu et Ișalnița), il y a, dans le secteur supérieur des gorges de la Jiu, une chaine d’ouvrages hydroélectriques en construction.
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topographie locale (vallées, interfluves, secteurs d’érosion, etc.) et le teneur en humidité par l’indice NDWI13, ainsi que les tendances dans l’évolution des débits des alluvions en suspension.
La disparition des forêts des zones riveraines et des bassins peut entraîner de futurs risques hydromorphologiques majeurs du fait de la perte de protection offerte par la forêt face aux phénomènes d’érosion hydrique, de mouvements gravitationnels et de transport alluvionnaire. Dans la même étude par
Moroșanu, 2017), nous avons trouvé un lien entre le type de surface et le secteur de la vallée. 3.9.3.2. Où chercher la relation couverture forestière – flux hydro-sédimentaires ?
En observant dans nos analyses antérieures une certaine proximité entre les changements forestières et les zones sources potentielles d'érosion hydrique (et donc de sédiments), nous avons corrélé l'indice NDWI et la couverture forestière pour cartographier les zones où la teneur en eau a changé avec les changements forestiers (Moroșanu, 2017). Compte tenu des résultats obtenus dans le même secteur du bassin de la rivière Jiu, nous nous sommes ensuite tournés vers la recherche d’un possible influence de ces changements sur la dynamique de la concentration en sédiments en suspension, en explorant les chroniques des débits d’alluvions en suspension aux stations hydrométriques du bassin supérieur de la Jiu (Moroșanu et al., 2017). Dans la présente étude nous sommes restés toujours dans le bassin supérieur de la rivière Jiu.
La position et l’étendue du bassin supérieur de la rivière Jiu (2.540 km2) ont été détaillées dans le chapitre §3.6. La morphologie du bassin supérieur de la Jiu est représentée par un relief développé soit sur des calcaires, soit sur des roches cristallines massives, tandis que le secteur qui croise la dépression de Petroșani, au long du Jiu d’Est et du Jiu d’Ouest est formé sur des dépôts sédimentaires triasiques (une vallée large, vulnérable aux crues). L’altitude de la zone d’étude varie entre 2.519 mètres (le pic Parângul Mare) et 250 mètres dans la dépression de Petroșani. Les cours d’eau les plus importants (le Jiu d’Ouest, le Jiu d’Est et le Jiu) ont des pentes qui varient entre 30 et 18‰, mais les affluents présentent des vallées étroites, avec un profile en « V » et des pentes allant jusqu'au 125‰ [Moroșanu et al., 2017].
3.9.3.3. La méthodologie suivie
Afin d’évaluer les changements dans la couverture forestière et la dynamique hydro-sédimentaire, nous avons utilisé la base de données Corine Land Cover et des images satellitaires, qui ont été exploitées avec les logiciels ENVI 4.7 et ArcGIS 10.0, employant. Les jeux de données cartographiques reflétant ces changements sont disponibles sur la page web Copernicus Land Monitoring Services, en format Raster et Shapefile [Bossard
et al., 2000]. Pour l’analyse cartographique, le format vecteur avec une projection azimutale Lambert, spécifique pour l’Union Européenne, a dû être changé dans la projection roumaine Stéréo 70. Pour diminuer le risque lié aux incertitudes spatiales des polygones représentant la catégorie « forets », nous avons réalisé des
13 NDWI (Normalized Difference Water Index) est un indice basé sur le traitement d'images par satellite, améliorant la connaissance sur la disponibilité du volume d'eau sur l’espaces terrestres (en distinguant la disponibilité en eau des zones non végétalisées de celui des marais et des ripisylves ayant une plus grande capacité de stockage d'eau) et sur les masses d'eau elles-mêmes [Gao, 1996].
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améliorations, à travers des images satellitaires Landsat avec une haute résolution de 15 mètres, obtenues avec la méthode « pan-aiguisée » (angl. « pan-sharpened ») avec une bande panchromatique.
Pour améliorer l’analyse sur l’usage et la couverture des terrains, un set de 6 images Landsat pour les êtes de 2000 et 2006 (données Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+)) a été utilisé dans la classification supervisée, en dehors des données Corine Land Cover, pour les mêmes années de référence (2000, 2006 et 2012). Les images satellitaires correspondent aux passages orbitaux du mois d’août, considéré comme le meilleur compromis entre la période de feuillage maximum et la période de basses eaux de la fin d’été. Afin de détecter avec précision les changements dans les forêts entre les années de référence, 2000 et 2012, nous avons utilisé le logiciel Land Change Modeler (LCM), dans le logiciel IDRISI Taiga
(Figure III.49).
Figure III.49. Le flux de travail pour la classification des changements dans les superficies forestières du bassin
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ar la suite, on a procédé à l’identification de tout changement dans la couverture forestière, selon les codes assignés pour chaque catégorie d’usage et de couverture. Pour les deux sous périodes (2000-2006 et 2006-2012), nous avons calculé la surface (en hectares) et le pourcentage des changements dans la couverture forestière par rapport à la surface totale (%).3.9.3.4. Relations entre les changements dans la couverture forestière (2000 – 2012) et la dynamique hydro-sédimentaire
Dans la zone d’étude, presque tous les changements identifiés ont été caractérisés par la conversion des forets de feuillus, de conifères et mixtes dans des zones avec des arbustes de transition. Par conséquence, seulement sur 5,7 ha les changements de la couverture du sol n’ont pas visé la perte de forets ou leur fragmentation (l’apparition des arbustes de transition sur des anciens pâturages alpins dans le sous-bassin de Sadu).
La Figure III.50 met en évidence les changements intervenus au cours de chacune des trois sous-périodes d'analyse (1990 - 2000, 2000 - 2006, 2006 - 2012).
Figure III.50. Représentation des modifications de la végétation forestière (1990-2012) survenant dans la partie
supérieure du bassin de la rivière Jiu (d'après Moroșanu, 2017)
Une première remarque est que la surface des forêts perdus est moins importante dans le second intervalle d’analyse (2006 – 2012) pour tous les sous-bassins, sauf dans le cas du bassin correspondant à la station hydrométrique de Telești. Entre 2000 et 2006, des superficies importantes des bassins versant amont des stations hydrométriques de Câmpu lui Neag, Sadu et Telești ont subi des pertes forestières.
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Par la présente étude, la relation entre les changements dans la couverture forestière et la dynamique hydro-sédimentaire a été explorée. D’un point de vue administratif, les défauts identifiés concernent l’absence d’une gestion commune eau - forêts. Dans le contexte plus général des normes nationales et européennes, les restrictions dans l’exploitation du bois imposées après 2000, le ralentissement des activités minières et le nombre de plus en plus important d’aménagements hydrotechniques au long du Jiu semblent représenter des facteurs contrebalançant l’équilibre entre l’eau, la genèse des sédiments et les forêts dans la zone d’étude.
D’une perspective méthodologique, les analyses statistiques et cartographiques ont étendu la connaissance portant sur la connexion entre les changements dans la couverture forestière et ses effets sur la dynamique hydro-sédimentaire.