CHAPITRE VII
EFFETS COMBINES DU CLIMAT ET DES PRESSIONS ANTHROPIQUES SUR LA DYNAMIQUE DE LA VEGETATION D’UNE ZONE PROTEGEE DU MALI
(RESERVE DE FINA, BOUCLE DU BAOULE)
Le chapitre VII publié dans la revue Sécheresse, présente la dynamique de la végétation sous les effets du climat et des pressions anthropiques dans la réserve de Fina, à partir de l’analyse diachronique d’images satellitaires de type Landsat. Une composition colorée suivie d’une classification supervisée ainsi qu’une vérification sur le terrain ont permis d’identifier des classes d’occupation du sol en 1985 et 2004. Les indices structuraux ont été utilisés pour caractériser la dynamique du paysage. L’arbre de décision basé sur le nombre, l’aire et le périmètre des taches a permis de déterminer le processus de transformation spatiale durant la période 1985-2004. L’étude a permis de tester l’hypothèse selon laquelle la dégradation du couvert végétal observée au cours de ces dernières années dans la réserve est la conséquence d’une anthropisation dans un contexte de péjoration climatique.
Diallo, H., Bamba, I., Barima, Y.S.S., Ballo, A., Mama, A., Vranken, I., Visser, M. & Bogaert, J. (2011). Effets combinés du climat et des pressions anthropiques sur la dynamique évolutive de la végétation d’une zone protégée du Mali (réserve de fina, boucle du Baoulé).
CHAPITRE VII. Effets combinés du climat et des pressions anthropiques sur la dynamique de la végétation d’une zone protégée du Mali (réserve de Fina, boucle du Baoulé).
Résumé
L’évolution de l’occupation et de l’utilisation du sol dans la réserve de Fina au Mali a été étudiée à partir de l’analyse diachronique d’images satellitaires de type Landsat (TM 1985 et ETM+ 2004) et de missions de vérification de terrain. Les résultats révèlent la progression des zones agricoles en périphérie de la réserve et leur extension vers les zones intégralement protégées. Cette progression représente 23 % sur un intervalle de temps de 19 ans, soit 1,2 % par an et s’est principalement opérée au détriment de la savane arborée.
L’analyse de la dynamique spatiale a montré que le processus de création de la savane arbustive est important et semble se généraliser dans toute la réserve. En revanche, les formations boisées sont progressivement supprimées, notamment les taches de reliques de forêt claire.
La modification de cette végétation est due à l’effet combiné des conditions climatiques et des pressions anthropiques liées aux activités agricoles et pastorales.
Mots clés : climat, dynamique de la végétation, Mali, pressions.
Chapter VII. Combined effects of climate and human pressures on vegetation dynamics in a protected area in Mali (Fina reserve of “boucle du Baoulé”).
Abstract
Land use and cover evolutions in Fina Reserve have been determined from a diachronic analysis of two Landsat satellite images (TM 1985 and ETM+ 2004), and on-site verification. The results reveal the encroachment of agricultural zones on the reserve peripheral zone and its extension towards the protected zones. The agricultural zone enlargement represents 23% within 19 years to the detriment of tree savanna (1.2% a year).
Spatial dynamics analysis of the landscape showed that the shrub savanna development process is remarkable and seems to becoming widespread throughout the reserve. In addition, the wooded formations are gradually disappearing, including the woodland relics. The alteration of this vegetation results from a climate deterioration effect (drought) and high pressure associated with agricultural and pastoral activities.
Introduction
Au Mali, le processus de dégradation qui a sensiblement entamé le couvert végétal n'a pas épargné la réserve de Biosphère de la boucle du Baoulé, située à l’ouest du pays (OPNBB, 1999). Dans cette zone, la physionomie des formations végétales est influencée par deux facteurs : les aléas climatiques et les activités humaines (Diarra, 1985 ; Nasi, 1994). Les premiers sont considérés comme inéluctables à l’échelle du siècle (Fabien et al., 2006), et leurs effets sur la disparition d’espèces sont généralement limités (Darkoh, 2003). En revanche, l’impact des activités humaines est susceptible d’être à l’origine de modification de la succession végétale et de dégradation du milieu (Dembélé, 1996 ; Khresat et al., 1998). Jadis sous-peuplée et peu exploitée par rapport à la zone cotonnière, la réserve du Baoulé subit depuis ces dernières décennies un changement d’occupation des terres. Les pressions exercées sur les ressources dans la réserve sont liées aux activités humaines. Elles se traduisent par un afflux important des troupeaux transhumants lié à une sécheresse endémique et une mise en culture des terres en relation avec une croissance démographique (Dembélé, 1996). La durée des jachères s’est considérablement raccourcie, n’atteignant guère dix ans actuellement, alors qu’elle était de plus de vingt ans dans les années 1960 (Yossi et
al., 2003).
Parallèlement, les prélèvements de bois se sont accrus. Le feu de brousse, utilisé pour stimuler la repousse des graminées pérennes devient de plus en plus courant et son usage de façon incontrôlée contrarie la régénération naturelle, détruit la microfaune et le stock de graines viables du sol (Dembélé, 1996 ; Yossi et al., 2003). Selon la Direction Nationale de la Conservation de la Nature (DNCN, 2006), la plupart des forêts classées, parcs nationaux et réserves sont menacés de disparition car leur superficie diminue de façon accélérée.
Le taux de dégradation des forêts au Mali est de l’ordre de 8,3 % par an (Nasi & Sabatier, 1988). La FAO (Food and Agriculture Organisation, 2001) estimait la dégradation généralisée des formations forestières du Mali à 140 000 ha de perte par an dont 100 000 ha exploités pour la production de bois et 40 000 ha à cause de défrichements. Ces chiffres, bien que souvent contestés (Ozer, 2004), donnent des indications sur la vitesse à laquelle nos forêts se dégradent.
Dans le souci constant d’évaluer les menaces sur la végétation et la biodiversité dans la réserve de la biosphère, de multiples études ont été entreprises tant sur le plan national qu’international. Cependant, des données qualitatives sur l’évolution des types d’occupation du sol et la flore restent encore embryonnaires après plusieurs années de conservation de la réserve.
faune (OPNBB, 1999). Pour atteindre l’objectif fixé, nous tenterons de répondre aux questions suivantes :
La diminution du couvert végétal dans la réserve de Fina est elle provoquée par les pressions anthropiques et la récurrence de la sécheresse ? Ces facteurs sont-ils les principales causes de la dégradation du milieu ?
VII.1. Matériel et Méthodes VII.1.1. Zone d’étude
Créée en 1950, la boucle du Baoulé, d’une superficie totale de 771 000 ha, est l’une des plus anciennes aires de conservation du Mali (OPNBB, 1999). Elle est composée actuellement d’un Parc National, de cinq réserves de faune et de trois forêts classées. Le Parc National d'une superficie de 350 000 ha et les trois réserves de faune adjacentes (Badinko, 193 000 ha; Kongosambougou, 92 000 ha et Fina, 136 000 ha) ont été inscrites comme réserve de la biosphère par le programme MAB (Man And the Biosphère) de l'UNESCO en 1982.
Environ 193 735 ha de la réserve ont dû être déclassés en 1993 pour satisfaire aux besoins croissants en terre agricole et en pâturage des populations riveraines et transhumantes. Cette nouvelle délimitation a séparé le parc national et les trois réserves par des corridors de 20 à 30 km de large. Ce déclassement a concerné une partie de l’aire centrale (aire intégralement protégée) de la réserve de Fina qui est passée de 136 000 ha à 108 668 ha. Malgré cela, cette zone continue de subir des pressions foncière et animale très fortes.
La réserve de Fina (figure VII.1) est située administrativement dans le cercle de Kita. Elle fait partie du Centre Régional d’Endémisme Soudanien entre les isohyètes 1 100 mm au sud et à 900 mm au nord (Nasi, 1994).
Cette situation la classe dans le bioclimat soudanien, de type tropical avec un régime pluviométrique monomodal (figure VII.2), caractérisé par une température moyenne annuelle de 26°C à 31°C et une amplitude thermique de 5°C à 10°C (Nasi, 1994). La saison des pluies dans la région intervient entre mai et octobre avec un pic en juillet, août et septembre. Cette zone bioclimatique présente une pluviosité annuelle variable (Heringa et al., 1988 ; Nasi, 1994).
La réserve de Fina repose sur un plateau gréseux, caractérisé par des sols peu profonds, qui appartiennent pour la plupart à la classe des sols ferrugineux tropicaux de texture sableuse ou argilo-sableuse de couleur jaune et ocre avec des cuirasses latéritiques qui peuvent être souterraines (Heringa et al., 1988).
Le potentiel hydrographique de la réserve est caractérisé par un affluent du fleuve Sénégal : le Baoulé et son effluent le Kénié. En outre, il existe dans la réserve plusieurs mares qui se tarissent pour la plupart en saison sèche.
Figure VII.1. Présentation de la réserve de Fina (N°3 sur la carte du Mali) et périphérie,
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400
Janv Fev Mars Avl Mai Juin Juil Août Spt Oct Nov Dec
T (°C) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 P (mm) P(mm) T°C
Figure VII.2: Courbe ombrothermique de la zone d’étude.
P (mm) : Précipitations ; T (°C) : Températures.
VII.1.2. Evolution climatique
Les données pluviométriques provenant de la Direction Nationale de la Météorologie (DNM) sont issues de la station de Kita au sud de la réserve dans le bioclimat soudanien sud et de la station de Kolokani au nord de la réserve et qui couvre le bioclimat soudanien nord. Ces deux stations couvrent notre zone d’étude et bénéficie d’une longue série de données pluviométriques (1950-2004).
La mesure de l’évolution climatique a été faite par le calcul de l’indice standardisé des précipitations ou Standardized Precipitation Index (SPI) (Bergaoui & Alouini, 2001). Cet indice, bien adapté au suivi des variations de la croissance de la végétation, est utilisé pour quantifier les déficits de précipitations à différentes échelles temporelles. Sa formule est la suivante : SPI = i m i S X X − (VII.1) où Xi est le cumul des pluies pour une année i; Xm et Si, sont respectivement la moyenne et l’écartype des pluies annuelles observées pour la série concernée. Le calcul de cet indice permet de déterminer le degré d’humidité ou de sécheresse du milieu (Bergaoui & Alouini, 2001). Lorsque SPI > 2, on parle d’humidité extrême ; pour 1 < SPI < 2, on a une humidité forte ; pour 0 < SPI < 1, on a une humidité modérée ; pour -1 < SPI < 0, on a une sécheresse modérée ; si -2 < SPI < -1, on a une sécheresse forte ; si SPI < -2, la sécheresse est qualifiée d’extrême.
VII.1.3. Cartographie et mise en évidence des changements VII.1.3.1. Cartographie
VII.1.3.1.1. Images Landsat utilisées et leurs caractéristiques
06/11/2004 (Landsat ETM+ ou Enhanced Thematic Mapper). La résolution spatiale des deux images est de 30 mètres, de projection UTM zone 29 avec Ellipsoïde de référence WGS84. Les deux images ont fait l’objet de prétraitements afin de corriger les déformations géométriques et radiométriques des plates-formes et des capteurs spécifiques (Bonn & Rochon, 1992). La correction géométrique appliquée a consisté à ajuster certains points de l’image avec des zones invariantes au sol. La précision géométrique du calage entre les deux scènes était inférieure à 1 pixel, ce qui correspond au minimum requis pour une analyse des changements (Mas, 2000).
Les méthodes de régressions linéaires fondées sur des invariants radiométriques (Song et al., 2001) ont été utilisées pour effectuer la correction radiométrique (Barima, 2009). Une composition colorée en fausses couleurs a ensuite été effectuée sur les images corrigées à partir des bandes: vert (V), rouge (R) et proche infrarouge (PIR). Ces canaux sont classiquement utilisés pour discriminer les classes de végétation. Ce sont cependant surtout les canaux R et PIR qui permettent la plus grande différenciation des classes de végétation (Bon & Rochon, 1992 ; Chatelain et al., 1996).
VII.1.3.1.2. Classification des images
Dans le contexte de ce travail, étant donné la connaissance de terrain acquise, nous avons opté pour la classification supervisée pour identifier les classes d’occupation du sol en 1985 et 2004.
Lors de l'utilisation de la méthode de classification supervisée, des échantillons homogènes de l'image et représentatifs de différents types de surfaces sont au préalable identifiés et interprétés à partir de la composition colorée. Celle-ci fait ressortir en rouge les formations arborées denses et encore feuillues que sont les forêts galeries, les forêts claires et les savanes boisées. Les savanes arborées et arbustives apparaissent en bleu-vert, du fait de l’assèchement de la couverture herbacée en saison sèche. Elles réfléchissent assez bien dans les bandes spectrales visible et thermique, mais pas le proche infrarouge. Enfin, les sols nus et les terres cultivables après récolte réfléchissent fortement aussi bien le proche infrarouge que le visible et le thermique et ressortent en blanc. Les zones brûlées en noir sur les deux images affectent aussi bien les savanes boisées que les savanes arborées et arbustives.
Une classification supervisée commence donc par l'identification des classes d'information qui sont ensuite utilisées pour définir les classes spectrales qui les représentent (Mas, 2000). Après avoir délimité la zone d’étude à partir de la carte du plan d’aménagement du Baoulé de 1997, nous avons utilisé l’algorithme du ‘‘maximum de vraissemblance’’ (maximum
Likehood) pour effectuer la classification. Cet algorithme utilise des zones échantillons pour
déterminer les caractéristiques des classes d'objets, qui deviennent également des centres dans l'espace multispectral (Bon & Rochon, 1992).
à l'aide de l'algorithme de classification. Les zones d’entraînement, représentatives de la diversité de chaque classe et de taille suffisante, doivent être bien dispersées sur l’ensemble de la zone d’étude. En tenant compte de ces critères et de la zone, pour chaque classe, eu égard au type d’image (Landsat TM) utilisé, nous avons réalisé plus de 70 zones d’entraînement par classe de végétation. Enfin, un filtre « modal » avec une fenêtre de dimension 3 * 3 a été appliqué à chaque image afin d’améliorer leur lisibilité. Le principe du filtrage est de modifier la valeur numérique de chaque pixel en fonction des valeurs des pixels voisins.
VII.1.3.1.3. Délimitation de la zone d’étude
La carte du plan d’aménagement du Baoulé de 1997 (E = 1/700 000) a été géoréférencée et numérisée, ensuite croisée aux deux images Landsat TM 1985 et ETM+ 2004, pour délimiter la zone d’étude. Six différentes teintes ont été identifiées dans cette zone délimitée à partir desquelles nous avons émis l’hypothèse de l’existence de différents milieux. A partir de ces différentes teintes, des unités homogènes de végétation ont été localisées sur le terrain.
VII.1.3.1.4. Vérification de la classification de la végétation
La précision de la classification de la végétation a été vérifiée à partir des points identifiés sur les unités homogènes pour chacune des classes de végétation de l’image de 2004. Au niveau de chaque classe, les points de contrôle ont été localisés à l’aide du GPS et répartis autant que possible sur l’ensemble de la zone d’étude. Des visites de validation sur le terrain ont été effectuées pour confirmer et reclassifier notre interprétation de l’imagerie satellitaire. Au total, sur 150 points de contrôle échantillonnés, 132 se sont avérés correctement classés soit une proportion de 88 %.
D’autres documents, notamment la carte de végétation du « Projet d’Inventaire des Ressources Ligneuses du Mali (PIRL) » et la carte de la « Recherche et Utilisation du Gibier au Sahel (RURGS) » ont facilité les opérations de classification.
Les logiciels Idrisi 32 et ArcGis 9.2 ont été utilisés pour la réalisation de la cartographie et la comparaison des deux images.
VII.1.3.2. Mise en évidence et analyse de la dynamique
La dynamique du paysage peut être décrite par des changements dans le temps des indices qui décrivent la structure et la composition du paysage (Schlaepfer, 2002) mais aussi par d’autres approches complémentaires telles que la matrice de transition et l’identification des processus de transformation spatiale (Schlaepfer, 2002 ; Barima, 2009).
Dj (a) ij j a a max, = (VII.2) avec 0 < Dj(a) ≤ 1. Plus la valeur de la dominance est grande, moins la classe est fragmentée. La dimension fractale Dfj a été calculée. Cet indice est considéré comme une mesure du degré d’anthropisation des taches dans une classe du paysage (Krummel et al., 1987). Elle utilise essentiellement le principe du ratio entre périmètre et la surface, proposée par Mandelbrot (Mandelbrot, 1983) dans le but de quantifier selon Iorgulescu & Schlaepfer (2000) la forme d’objets complexes. La formule de base est :
pij = k.aij 2 / j Df (VII.3) Soit, en utilisant une transformation logarithmique :
log pij = log k + (Dfj/2).log aij (VII.4)
pij ; c’est la somme totale du contours de chacune des taches d’une classe.
Dfjest la dimension fractale de la classe j et k une constante.
La dimension fractale de la classe j s’obtient donc à partir de la régression linéaire entre les aires (log aij) et les périmètres (log pij) de l’ensemble des taches de la classe. Le graphique log-log donne la pente de la régression qui est égale à Dfj/2. La valeur de la dimension fractale est donc le double de la valeur de la pente de la droite de régression obtenue. Elle varie de 1 à 2. Lorsque Dfj tend vers 2, les taches ont des formes complexes (milieu naturel moins anthropisé) ; lorsque Dfj tend vers l’unité, les taches ont des formes simples ou régulières (carré, rectangle…) le plus souvent liées aux activités anthropiques (Krummel et al., 1987 ; Iorgulescu & Schlaepfer, 2000).
La matrice de transition utilisée permet de décrire de manière condensée, sous forme de matrice carrée, les changements et les affectations d’occupation du sol au cours de l’intervalle de temps (Schlaepfer, 2002). Les cellules de la matrice contiennent la valeur d’une aire ayant passé d’une classe initiale i à une classe finale j pendant la période considérée. Les valeurs des colonnes représentent les proportions des aires occupées dans le paysage par chaque classe d’occupation du sol au temps j et celles des lignes, au temps initial i.
Le processus de transformation spatiale a été déterminé à l’aide d’un arbre de décision proposé par Bogaert et al. (2004) pour une analyse complémentaire de la dynamique structurelle du paysage. Les données à introduire dans l’arbre de décision sont le nombre (nj) de taches, la surface (aj), le périmètre (pj) appartenant à la classe j aux temps initial et final de l’étude. Ces trois éléments sont considérés comme étant les éléments principaux de la description de la configuration paysagère (Giles & Trani, 1999).
processus ont pu être distingués : la création (apparition) (n2004 > n1985 et a2004 >a1985), la dissection et la fragmentation (n2004 > n1985 et a2004 <a1985) ; la distinction entre les processus de fragmentation et de dissection nécessite l’utilisation d’une valeur prédéfinie de diminution d’aire (t) (Bogaert et al., 2004) qui, comparée à tobs, dissocie ces deux processus;
avec tobs = 1985 2004 a a (VII.5) Le processus dominant est la fragmentation si tobs < t et dans le cas contraire, le processus est la dissection. Dans le cadre de notre étude, nous avons retenu t = 0,5 comme valeur seuil. Cette valeur seuil a été utilisée par Barima et al. (2009) et par Faye (2010). Les autres processus sont l’agrégation (n2004 < n1985, a2004 > a1985) et la suppression (n2004 < n1985,
a2004 < a1985). Lorsque le nombre de taches pour les deux dates est identique n2004 = n1985, il y a soit un agrandissement (a2004 > a1985), si a2004 < a1985, le changement du périmètre (comparaison p2004 et p1985) conduit vers les processus de perforation (p2004 > p1985), de rétrécissement (p2004 < p1985), de déformation (p2004 ≠ p1985) et de déplacement (p2004 = p1985).
VII.2. Résultats
VII.2.1. Evolution climatique
La représentation graphique de l’évolution du SPI (figures VII.3 A et VII.4B) obtenus à partir des tracés appliqués aux pluies annuelles sur les deux stations météorologiques les plus proches de notre zone d’étude : Kita en zone sud soudanienne et Kolokani située en zone nord soudanienne indique que la baisse de la pluviométrie n'a été ni uniforme ni régulière.
L’évolution du SPI montre une corrélation positive entre les valeurs du SPI et la pluviométrie au niveau des deux stations (R = 0,28 et p < 0,05 pour la station de Kita et(R = 0,25 et
p < 0,05) pour la station de Kolokani) avec une alternance cyclique entre les années de
sécheresse et les années d’humidité avec toutefois des épisodes secs devenant de plus en plus longs. La tendance générale des valeurs du SPI est à la baisse indiquant une sécheresse caractérisée par un déficit pluviométrique permanent à partir des années 1970.
L’analyse de la station de Kita (figure VII.3.A) au sud de la zone d’étude, révèle une alternance de périodes sèches, normales et relativement humides. Au niveau de la station de Kolokani on remarque que la baisse pluviométrique a été soutenue depuis la fin des années 50. A quelques exceptions près, les pluies sont restées inférieures à la moyenne pendant les 30 dernières années (figure VII.3.B). Les sécheresses enregistrées dans les deux stations sont majoritairement modérées et quelques fois fortes ; les extrêmes étant rares.
A y = -0.0329x + 65.029 R2 = 0.28 , P < 0,05 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 9 4 5 1 9 4 8 1 9 5 1 1 9 5 4 1 9 5 7 1 9 6 0 1 9 6 3 1 9 6 6 1 9 6 9 1 9 7 2 1 9 7 5 1 9 7 8 1 9 8 1 1 9 8 4 1 9 8 7 1 9 9 0 1 9 9 3 1 9 9 6 1 9 9 9 2 0 0 2 2 0 0 5 Années S P I B y = -0.0311x + 61.514 R2 = 0.2485 P< 0,05 -2 -1 0 1 2 3 4 1 9 4 5 1 9 4 8 1 9 5 1 1 9 5 4 1 9 5 7 1 9 6 0 1 9 6 3 1 9 6 6 1 9 6 9 1 9 7 2 1 9 7 5 1 9 7 8 1 9 8 1 1 9 8 4 1 9 8 7 1 9 9 0 1 9 9 3 1 9 9 6 1 9 9 9 2 0 0 2 2 0 0 5 Années S P I
Figure VII.3. Evolution de la pluviométrie annuelle au Mali entre 1951 et 2004.
A: station de Kita ; B: station de Kolokani ; SPI : Standart Precipitation Index.
VII.2.2. Cartographie et classes de végétation
Suite aux traitements numériques des données, six classes d’occupation du sol (figures VII.4 et VII.5) ont été définies dans la réserve de Fina, en s’inspirant de la classification établie en 1956 à Yangambi. Ces classes correspondent à des formations végétales suivantes identifiées lors de nos travaux sur le terrain d’étude :
- Classe 1 : Elle représente les Galeries forestières qui sont des forêts constituant une large
Figure VII.4. Occupation des sols en 1985 dans la réserve de Fina.
- Classe 2 : Elle représente la forêt claire qui se caractérise par un peuplement ouvert avec
des arbres de petite et moyenne tailles (hauteur moyenne supérieure ou égale à 10 m et recouvrement compris entre 50 et 75 %) dont les cimes sont plus ou moins jointives, l’ensemble du couvert demeurant clair ; la strate graminéenne est parfois peu dense ou en mélange avec une autre végétation herbacée et suffrutescente.
- Classe 3 : Elle représente les savanes boisées, caractérisées par des arbres et arbustes
formant un couvert généralement clair laissant largement passer la lumière (recouvrement du sol par les ligneux compris entre 25 et 50 %); dans le cas du Fina, elles occupent le plus souvent des plaines et des vallées; la végétation herbacée est dominée par des graminées comme Andropogon gayanus et Pennisetum pedicellatum.
- Classe 4 : Elle correspond a la savane arborée avec la présence d’arbres plus hauts que
7 m, avec un recouvrement du sol par les arbres et arbustes compris entre 5 et 25 % ; la végétation herbacée est dominée par les graminées pouvant atteindre plus de 1 m de haut :
Andropogon pseudapricus et Pennisetum pedicellatum.
- Classe 5 : Elle correspond à la savane arbustive similaire à celle de la savane arborée mais
avec une formation végétale dont la strate ligneuse est inférieure à 7 m ; le tapis herbacé, constitué de graminées (Andropogon pseudapricus, Pennisetum pedicellatum, Diheteropogon
hagerupii, Blumea aurita, Spermacoece stachydea, Cassia mimosoides, Monechma ciliatum, Hibiscus asper et Mitracarpus villosus), est continu et supérieur à 80 cm de hauteur ; le
recouvrement du sol dépasse rarement les 15 % du fait des feux de brousse.
- Classe 6 : Elle représente les zones agricoles définies par des sols nus et des formations
végétales fortement anthropisées par une mise à culture longue ou par une succession de mises à culture et de périodes de jachère ; ce sont des savanes parcs à Butyrospermum parkii,
Entada sudanica, Borassus aethiopum qui correspondent à des champs, de jeunes et vieilles
jachères de la périphérie de la réserve ; il s’agit pour la plupart de formations anthropophiles à strate inférieure insignifiante du fait des défrichements qui affectent surtout les arbustes et les herbes ; elles sont également caractérisées par la présence des herbacées comme Monechma
ciliatum, Spermacoece stachydea, Digitaria spp., Dactyloctenium aegyptium, Ipomea spp., Mitracarpus spp. , Eragrostis spp.
VII.2.3. Mise en évidence des changements à l’échelle du paysage
respectivement au profit des savanes arborée et arbustive. Une partie de la forêt claire a été transformée en savane arborée (0,6 %) et en savane arbustive (1,6 %).
L’analyse synthétique des transferts d’occupation entre 1985 et 2004 permet de comprendre l’importance relative des dynamiques paysagères partitionnées de la façon suivante: l’ouverture du milieu (40 % du paysage) se caractérise par une extension des superficies cultivables de la périphérie vers la zone intégralement protégée de la réserve ; la réduction de la savane arborée et l’installation progressive de la savane arbustive.
Tableau VII.1. Matrice de transition en pourcentage d’occupation des sols dans le Fina. 2004 1985 Galerie forestière Forêt claire savane boisée Savane arborée Savane arbustive zone agricole Total Galerie forestière 2,0 0,0 0,2 4,8 2,7 0,0 9,7 Forêt claire 0,1 0,0 0,1 0,6 1,6 0,0 2,4 Savane boisée 1,4 0,0 0,8 6,5 11,2 0,1 20,0 Savane arborée 0,4 0,4 8,4 0,7 13,0 22,4 45,3 Savane arbustive 0,5 0,4 1,0 6,8 10,8 0,0 19,5 Zone agricole 0,1 0,0 0,6 1,9 0,4 0,1 3,1 Total 4,5 0,8 11,1 21,3 39,7 22,6 100
VII.2.4. Dynamique structurale
La savane arbustive et la zone agricole connaissent une augmentation du nombre de taches et de l’aire en 2004 par rapport à 1985 (tableau VII.2).
Le processus de transformation dominant observé pendant cette période pour ces deux classes est la création. Pour les autres classes d’occupation du sol, le processus inverse est remarqué, c'est-à-dire la suppression. Entre 1985 et 2004, les valeurs de la dimension fractale tendent vers 1, ce qui démontre une simplification des formes complexes en formes simples plus ou moins régulières (cercle, carré ou rectangle), conséquence d’une influence anthropique et aussi d’une suppression de certaines taches fragmentées. Cette variation des valeurs de la dimension fractale aura une conséquence sur la structure spatiale et l’abondance de la biodiversité dans ce milieu d’étude.
Tableau VII.2. Nombre de taches (n), surface (a), périmètre (p), dominance (Dj (a)), dimension fractale (Dfij) des différentes classes d’occupation du sol de 1985 à 2004.
Savane boisée Savane arborée Savane arbustive Zone agricole Galerie forestière Forêt claire 1985 n1985 8 169 10 405 5 781 12 317 4 483 4 005 a1985 (km2) 1 230,74 2 870,48 1 278,85 189,61 211,31 635,29 p1985 (km) 5 426,5 16 021,7 4 169,9 16 851,2 13 407,9 5 657,0 Dj (a) 0,29 0,86 0,08 0,11 0,19 0,09 Dfij 1,21 1,18 1,15 1,14 1,11 1,16 2004 n2004 7 371 6 910 13 263 12 669 2 559 1 526 a2004 (km2) 708,01 2 636,08 2 700,03 295,99 51,29 24,47 p2004 (km) 4 395,0 15 100,6 23 037,7 11 684,0 1 286,5 700,1 Dj (a) 0,04 0,45 0,58 0,15 0,16 0,05 Dfij 1,15 1,11 1,21 1,15 1,10 1,09 VII.3. Discussion VII.3.1. Cartographie
La comparaison des deux images TM 1985 et ETM+ 2004 a permis de mesurer la dynamique du paysage dans la réserve de Fina. Les classifications supervisées effectuées ont permis de distinguer des formations mixtes comme les savanes boisées et arborées qui ne sont pas quelque fois bien différenciées. Cette confusion est due à des réponses spectrales qui sont visuellement similaires pour certaines formations ligneuses. A ces difficultés s’ajoute l’impact des feux de brousse qui réfléchissent dans le proche infrarouge et ressortent en noir. Ces mêmes difficultés ont été signalées par d’autres auteurs (N’Geussan et al., 2006) .
L’utilisation des données complémentaires entre autres la carte de végétation du Projet PIRL (Nasi & Sabatier, 1988), la carte des paysages du Projet de Recherche sur l’Utilisation Rationnelle du Gibier (Heringa et al., 1988) et surtout nos visites de validation des classes de végétation sur le terrain sur base des nombreux points de contrôle effectués ainsi que les discussions avec les populations riveraines sur l’évolution de l’occupation du sol ont permis de corriger ces erreurs.
VII.3.2. Dynamique de la végétation : impacts climatiques et anthropiques VII.3.2.1. Impacts climatiques
Dans la réserve, la baisse progressive de la pluviométrie a eu comme effet, le tarissement précoce de beaucoup de mares et la baisse du niveau de la nappe phréatique (OPNBB, 1999 ; Diarra, 1985). Les nombreuses mares, jadis permanentes tarissent le plus souvent en février-mars, mettant à rude épreuve la faune sauvage.
En effet, une année isolée de sécheresse, même extrême peut être moins dramatique qu’une suite de deux années (ou plus) de sécheresse modérée (Gareyane, 2008). Outre la sévérité, c’est alors dans la persistance de la sécheresse que réside le risque majeur. La contrainte climatique principale n'est pas simplement la rareté des précipitations, mais également la variabilité dans la distribution, et l'imprévisibilité des précipitations, qui augmente du sud au nord, et constitue des facteurs de contrôle déterminant de l'écosystème Sahélien et de la modification de la végétation (Ozer et al., 2010).
Plusieurs études ont montré les impacts de la baisse progressive de la pluviométrie avec son corollaire de sécheresse sur la flore (Hulme et al., 2001; Darkoh, 2003). Certaines ont montré que les sécheresses répétées dans les années 1970 et 1980 ont eu directement pour effet, notamment en Afrique, d’augmenter la mortalité des espèces ligneuses des écosystèmes sensibles (Kossi et al., 2009, Habiyaremye & Roche, 2004). D'autres ont montré que les sécheresses récurrentes ont rendu plus difficile la capacité de régénération naturelle en particulier le tapis graminéen (FAO, 1997b). Indirectement, le prolongement des périodes de chaleur et l’assèchement des milieux induisent une activation de stress physiologiques dans l’arbre qui pourrait réduire ses systèmes de défense contre les attaques pathologiques (Wardell et al., 2003).
Aujourd'hui, dans la réserve, de nombreux ligneux morts sur pied sont visibles surtout dans la partie nord de la réserve, et les espèces végétales les plus touchées sont entre autres
Pterocarpus erinaceus, Pterocarpus lucens, Vitellaria paradoxa, Parkia biglobosa. Cette
mortalité pourrait être liée à une aridité croissante du climat réduisant la disponibilité en eau utile et en nutriments, limitant le fonctionnement physiologique des arbres (Kossi et
al., 2009). Les espèces les plus sensibles à la sécheresse disparaissent progressivement. Elles
sont remplacées pour les ligneux par des espèces comme Acacia seyal, Guiera senegalensis,
Combretum glutinosum. Les herbacées pérennes sont remplacées par des herbacées annuelles
qui semblent être les mieux adaptées à ce type de climat (Diarra, 1985; FAO, 1997b).
VII.3.2.2. Impacts anthropiques
particulièrement remarquable en Afrique subsaharienne, où la rapide croissance démographique et la crise d’espace agricole des anciens refuges forestiers incitent à l’émigration et à la recherche des terres « vierges » (Ba et al., 2004).
La dégradation de l’écosystème forestier de la réserve est matérialisée par la fragmentation des reliques de forêts claires et des galeries forestières ainsi que la suppression des classes de savanes boisée et arborée. L’irruption frauduleuse, multiple et répétée de l’Homme, l’exploitation du bois d’œuvre, la transhumance (coupes et mutilations des ligneux fourragers) pourraient expliquer ce phénomène. La coupe abusive de bois a déjà été révélée comme un facteur important dans la dynamique régressive des ligneux (Faye et al., 2008). La fragmentation entraîne la réduction d’un habitat continu de grande taille en habitats plus petits et isolés les uns des autres (Tabarelli et al., 2008).
La diminution de la taille des fragments d’habitats et l’augmentation de leur isolement réduisent, à long terme, la viabilité des populations d’espèces végétales et animales qui y vivent de par la limitation, voire la disparition des échanges entre ces populations, du fait du manque de connectivité (Cristofoli & Mahy, 2010). La facilité de pénétration dans ces différents milieux peut expliquer leur vulnérabilité à l’anthropisation.
Le processus d’apparition de la savane arbustive et des zones agricoles est remarquable dans la réserve et tend à se généraliser. Cela est dû à une difficulté d’adaptation du système agraire resté archaïque. En effet, l’utilisation des terres était jadis basée sur une agriculture traditionnelle itinérante avec des défriches fréquentes et importantes (Kio, 1981 ; Yossi et
al., 2003). Cependant, dès lors que la densité de la population devient importante, la période
de jachère se raccourcit et la végétation se dégrade, souvent irréversiblement (Kio, 1981 ; Vilà Cabrera et al., 2008). En outre, au cours des défrichements pour la mise en culture, de nombreux arbres sont abattus.
Malgré la préservation des arbres utiles dans les champs, la destruction totale des autres et le passage régulier des feux ne favorisent pas la reconstitution de la végétation originelle (Kio, 1981 ; Dembélé, 1996). Seuls les arbustes sont capables de se régénérer rapidement (Nasi, 1994). Il s’ensuit alors une modification profonde de la structure et de la composition de la végétation (Nasi, 1994 ; Fournier et al., 2001), l’installation d’espèces pionnières ou même d’espèces rudérales (Tabarelli et al., 2008). Cela est mis en évidence par les valeurs élevées des indices de dominance et de dimension fractale des classes anthropisées (zones agricoles et jachères).
VII.4. Conclusion et implications pour la conservation
Les pressions anthropiques et la sécheresse ont entraîné, au cours de la période 1985-2004, une modification de la couverture végétale de la réserve de Fina. Le constat actuel est que l’équilibre écologique de la végétation est perturbé par les activités anthropiques (agricoles et pastorales). Nos résultats corroborent l’idée très répandue de l’assèchement du climat dans les régions sèches et l’opinion généralement admise selon laquelle la pression anthropique sur les ressources ligneuses s’aggrave sans cesse, notamment en région soudanienne et sahélienne. L’accroissement de la population et les actions anthropiques accentuent les phénomènes de dégradation que les sécheresses avaient amorcé. Cela se vérifie dans la réserve de Fina, et confirme notre hypothèse, bien vrai que des insuffisances demeurent dans la distinction de la part de ce qui est dégradé par le climat et de ce qui est dégradé par les pressions anthropiques. L’étude a montré que l’occupation progressive du sol par des cultures est l’une des causes essentielles de la modification de la végétation. Elle a également mis en exergue les modes actuels d’utilisation des ressources végétales qui n’obéissent pas à des normes de durabilité. Cela constitue une inquiétude pour la conservation de l’écosystème de la réserve.
Pour contribuer à conserver l’écosystème et sa biodiversité, une sensibilisation des populations s’impose. Il faudrait d’abord empêcher l’occupation continue et anarchique des terres par l’aménagement de l’espace à la périphérie de la réserve : la création et le développement de forêts villageoises, gage de la gestion durable des ressources naturelles et dans lesquelles les populations pourront tirer des produits forestiers pour leurs besoins quotidiens. La valorisation des produits forestiers non ligneux permettrait de diversifier leurs revenus.
Ensuite, il serait nécessaire d’envisager l’augmentation de la productivité par l’amélioration du système agraire archaïque au profit d’un système agrosylvopastoral (association cultures et légumineuses ligneuses, synergie agriculture-élevage), d’un procédé de culture intensive (plus économique du point de vue de la superficie) ou encore de rotation des cultures pour éviter la perte de fertilité des sols. La récupération des terres dégradées par la vulgarisation des techniques de défense et de restauration des sols ou par le reboisement des essences forestières locales utiles pour les populations s’avère également indispensable.
