ARTICLE
Auteur(s) : Ali
Mahamane1, Aboubacar Ichaou2, JM Karimou
Ambouta3, Saadou Mahamane1,
Boubé Morou1, Ibrahim Amani2, Hango Mahamadou4, Jean Marc
d’Herbès5, Philippe Gineste6, Issoufou Wata6, Abassa Issaka7
1Département de biologie, Faculté des sciences,
Université Abdou Moumouni, BP 10662, Niamey, Niger
2Institut national de la recherche agronomique du Niger
(Inran), BP429, Niamey, Niger
3Faculté d’agronomie, Université Abdou Moumouni, BP
10660, Niamey, Niger
4Institut de recherche pour le développement (IRD), BP
11416, Niamey, Niger
5Institut de recherche pour le développement (IRD), US
Désertification, BP 64501, 34394 Montpellier, France
6Réseau d’observatoires de surveillance écologique à
long terme (Roselt), Ministère de l’Environnement et de la Lutte
contre la Désertification, BP 578, Niamey, Niger
7Ministère de l’Hydraulique, de l’Environnement et de la
Lutte contre la Désertification, BP 578, Niamey, Niger
Dans le cadre des activités du Réseau d’observatoires de
surveillance écologique à long terme (Roselt) de l’Observatoire du
Sahara et du Sahel (OSS), un suivi des jachères a été mené au Niger
dans le territoire de l’Observatoire de Dantchandou à partir
d’indicateurs de suivi écologique. Ces derniers sont définis à
partir de descripteurs biophysiques (sol, flore et végétation)
suivant une démarche conceptuelle et méthodologique qui a été
progressivement développée afin d’étudier et de renforcer les
connaissances sur les mécanismes, causes et conséquences de la
désertification [1]. Ces indicateurs de changements
environnementaux permettent : i) de mieux cerner les problèmes
de désertification et de décrire les tendances d’évolution des
paramètres biophysiques ; et ii) de fournir une information
utile pour l’aide à la décision.
Dans le contexte de l’Observatoire de Dantchandou, les systèmes
de culture sont caractérisés par l’alternance de périodes de mises
en culture et de jachères [2]. Les critères de remise en culture
après la jachère ne sont pas toujours les mêmes d’un exploitant à
l’autre [3]. Le critère principal est généralement la durée de
jachère et quelquefois l’apparition d’espèces indicatrices. Or,
suivant les situations géomorphologiques, les états de surface du
sol jouent un rôle déterminant sur la remontée de la fertilité des
sols. L’objectif de ce travail est de caractériser les paramètres
phytoécologiques de dynamique des écosystèmes constitués par les
jachères.
Les objectifs spécifiques sont i) caractériser les états de
surface actuels ainsi que les communautés végétales ; et ii)
identifier les indicateurs de gestion durable.
Contexte et problématique
Le site de Dantchandou (13° 32’ N, 2° 42’ E) est situé à 75 km
au nord-est de Niamey (figure 1). Le climat
local est tropical semi-aride avec des précipitations annuelles
moyennes estimées à 477 mm au cours de la période de 1997 à
2004. La saison des pluies s’étend de juin à septembre (90 %
des précipitations annuelles). Les sols sont à texture dominante
sableuse [4]. Actuellement, 60 % des terres sont cultivées et
la remontée de la fertilité est assurée par la mise en jachère des
terres en culture pendant trois ans. La jachère se caractérise,
entre autres, par sa durée, par les techniques culturales qui sont
appliquées à la terre. Cependant, ces jachères ne représentent plus
que 17 % de la superficie totale de la commune (tableau 1). Le dispositif de suivi comporte
six jachères mises en défens depuis juillet 1993 et décrites
par Delabre [2], soit 14 saisons de pluies. Les six stations
retenues présentent chacune une superficie approximative d’un
hectare [2]. Elles sont situées sur les unités topographiques les
plus couramment concernées par la pratique de l’agriculture
vivrière (figure 1). Les trois
stations Ch I, Ch II et Ch III se situent sur un cordon dunaire
(tableau 2). La station Ha s’étend
sur une jupe sableuse. La station MI est située dans un thalweg
parcourant un glacis et la station MII sur un glacis.
Tableau I Occupation des terres du site de
Dantchandou.
|
Unités d’occupations des terres
|
Superficie (en ha)
|
%
|
|
Cultures pluviales stricto sensu
|
2 9979
|
37,7
|
|
Cultures pluviales sous parc arboré
|
17 777
|
22,4
|
|
Jachères
|
13 864
|
17,5
|
|
Terrain dégradé
|
8 977
|
11,3
|
|
Brousse tigrée
|
7 914
|
10,0
|
|
Fourrés de thalwegs
|
913
|
1,1
|
|
Mares
|
3
|
0
|
|
Totaux
|
79 427
|
100
|
Tableau II Caractéristiques des six jachères.
|
Ch I
|
Ch II
|
Ch III
|
Ha
|
M I
|
M II
|
|
Âge en année
|
12
|
12
|
13
|
13
|
11
|
29
|
|
Géomorphologie
|
Dune
|
Dépression sur dune
|
Dune
|
Jupe sableuse
|
Bas-fond
|
Glacis
|
Méthodologies de collecte des données
Le suivi a concerné les espèces herbacées et ligneuses ayant subi
divers traitements des états de surface suivant un protocole défini
par d’Herbès et Delabre [2]. Les traitements portent sur la mise en
défens, la coupe des essences ligneuses, le scarifiage, le
sarclage, le paillage, etc. Sur la strate ligneuse, les mesures se
rapportent à la hauteur totale des individus des différentes
essences ainsi qu’au diamètre des tiges. Les descripteurs de la
strate herbacée concernent la phytomasse épigée en g/m2,
la hauteur moyenne du tapis herbacé, la composition floristique
suivant la méthode des points quadrats et les états de surface du
sol [4]. Les résultats présentés dans cet article ne concernent que
les parcelles de mise en défens. Les résultats des autres
traitements feront l’objet de publications ultérieures.
Analyse des données
Ordination des relevés provenant des six jachères pendant la
période du suivi
L’ordination des relevés est réalisée à partir de l’analyse
factorielle des correspondances (AFC, logiciel CANOCO [5]) en
utilisant les données floristiques issues de relevés de points
quadrats réalisés de 2001 à 2004. Le tableau des données correspond
à une matrice de 48 relevés et 63 espèces.
Influence des facteurs environnementaux
L’analyse canonique des correspondances (ACC) est utilisée pour
caractériser les relations qui existent entre les cortèges
floristiques et les variables environnementales [5]. Les données
floristiques sont constituées par les listes floristiques établies
annuellement sur les différentes jachères. Les variables
environnementales comprennent les descripteurs de la topographie
(piedmont, mi-versant, replat sableux et vallée) et les états de
surface du sol tels que définis par Casenave et Valentin [4].
Indices de diversité
La diversité alpha des stations évalue le rapport qui existe entre
les espèces au sein d’une communauté. C’est la diversité des
espèces dans une communauté ou un habitat [6]. Elle est calculée à
partir de l’indice de Shannon-Weaver en utilisant les fréquences
des espèces relevées le long des lignes de points quadrats [7].
Pour apprécier la régularité de la distribution des espèces dans la
communauté, l’équitabilité de Pielou est calculée à partir de
l’indice de Shannon et du nombre total des espèces. La comparaison
des listes floristiques est réalisée à l’aide de la formule de
Sörensen [7]. La diversité bêta correspond à l’importance du
remplacement des espèces ou des changements biotiques le long de
gradients environnementaux [8]. La diversité bêta ainsi calculée
permet d’apprécier les différences entre les communautés herbacées
déterminées par les paramètres du milieu biophysique [9].
Résultats
Caractéristiques des jachères
La figure 2
illustre la répartition des relevés suivant les deux premiers axes
de l’AFC. Ces deux axes expliquent 56,1 % de la variabilité
totale du nuage de points. La répartition des relevés correspond à
un gradient topographique du milieu. En effet, l’axe 1 isole
dans sa partie positive, les relevés sur sol sableux et profond à
Eragrostis tremula, Cenchrus biflorus et Aristida adscensionis et
dans sa partie négative, les relevés sur sol superficiel encroûté
en surface avec développement d’un tapis à Zornia glochidiata et
Schoenefeldia gracilis.
Évolution de la diversité floristique des jachères
Évolution de la diversité alpha
La diversité alpha des jachères varie en dents de scie avec une
tendance à l’augmentation sur l’ensemble des jachères, sauf en 2002
où la pluviométrie (388 mm) est déficitaire par rapport à la
moyenne (451 mm ; figure 3). Ce déficit
hydrique se caractérise par une diminution des fréquences
spécifiques pour certaines espèces. Ainsi, seules quelques espèces
déterminent le recouvrement et les valeurs calculées de
l’équitabilité de Pielou sont faibles (figure 3).
Évolution de la diversité bêta
Avec l’augmentation de la pluviométrie (477 mm en 2003 et
484 mm en 2004), la valeur relativement importante de cette
diversité est déterminée par l’importance des germinations
d’annuelles (figure 4). En
revanche, entre 2003 et 2004, les listes floristiques
sont très semblables pour une même jachère.
Évolution de la phytomasse herbacée en fonction des
jachères
Pour les six jachères, il existe une forte corrélation entre la
pluviométrie annuelle et la productivité primaire (figure 5). Cette
productivité est moindre pour l’ensemble des jachères en 2002,
année caractérisée par une pluviométrie faible (388 mm).
Suivant la toposéquence, la productivité est plus importante sur
les replats sableux ou cordons dunaires pour lesquels les sols sont
profonds et les vallées à meilleur bilan hydrique.
Discussion
Déterminants de la dynamique de la végétation des jachères
L’analyse canonique des correspondances (ACC) montre que huit
descripteurs du milieu physique déterminent un impact fort sur la
structuration de la végétation (figure 6) :
quatre modalités de la topographie et quatre modalités des états de
surface du sol.
Dans les vallées, les ressources en eau sont importantes alors
que le piedmont et le mi-glacis se caractérisent par un fort
développement de croûtes algales qui accentuent le ruissellement
[10]. Quant au sol nu, il rend les biotopes très instables car les
semences de diverses espèces ne s’y installent pas, alors que les
croûtes algales ont tendance à diminuer l’infiltration des eaux de
pluie. À l’opposé de cette croûte, les croûtes de décantation
sont généralement le reflet de microstations plus stables où
s’opèrent des phénomènes de sédimentations de limons fins, de
matière organique et de semences provenant de diverses espèces.
Relativement aux placages des termites, ils témoignent d’une forte
activité biologique déterminant le recyclage de la matière
organique.
Déterminants de la phytodiversité
La flore de la région est dominée par des espèces annuelles très
sensibles aux variations de la pluviométrie. En conditions de
pluies erratiques, ce sont les espèces xérophytiques qui sont
avantagées. En revanche, lorsque les pluies de début de saison sont
importantes et régulières, la densité des espèces plus hygrophiles
augmente. Aussi, lorsque les états de surface ne limitent pas
l’infiltration des eaux de pluie, la diversité floristique peut
être importante. En revanche, les croûtes d’érosion comme algales,
limitent considérablement les possibilités d’infiltration [2]. Il
en résulte une limitation de l’installation de nombreuses
herbacées.
L’interaction de ces paramètres écologiques avec les usages
détermine des physionomies variables à l’échelle du terroir
villageois [11].
Pour Ambouta et al. [10], la mise en jachère favorise la
formation et l’extension des croûtes d’érosion car il y a arrêt du
travail cultural, et notamment des sarclages [2]. En revanche, ces
croûtes régressent avec la reprise de l’activité des termites dans
les jachères de 4 à 7 ans, pour s’accentuer à nouveau dans les
jachères plus âgées. En effet, dans ces systèmes de culture, les
vieilles jachères correspondent la plupart du temps à des parcelles
abandonnées car trop dégradées. Tous les indicateurs de
régénération s’estompent à partir de 6 à 7 ans. Pour Delabre
[2] ces vieilles jachères, dégradées, étaient sur un autre mode de
fonctionnement et échappaient donc à un processus d’évolution
attendue [4]. Dans ces jachères âgées s’étendent des croûtes
superficielles entraînant une augmentation du ruissellement et de
l’érosion sur l’ensemble du bassin-versant.
Quel mode de gestion des jachères ?
Les résultats du suivi montrent que, même si la durée de mise en
jachère augmente, la diversité floristique comme la phytomasse
herbacée n’évoluent pas significativement. A contrario, les croûtes
algales ont tendance à s’étendre, augmentant ainsi le
ruissellement. Cet indicateur doit dès lors aider l’exploitant à
prendre une décision de remettre en culture toutes les stations
caractérisées par cet état de surface. En effet, son apparition
correspond à un optimum qui est à l’origine, d’une part, d’un
certain plafonnement de la diversité floristique et de la
phytomasse et, d’autre part, d’une augmentation sensible du
ruissellement. La mise en culture permet une meilleure
infiltration. Pour Valentin et al. [12] la culture détruit les
croûtes d’érosion qui se développent dans les jachères âgées. En
revanche, si rien n’est fait, on note une augmentation de l’érosion
[13, 14].
Enfin, l’activité des termites est un indicateur qui doit aider
les exploitants à augmenter le recouvrement par la litière afin de
stimuler cette activité biologique. En effet, c’est par la
décomposition de la litière que la mésofaune incorpore efficacement
la matière organique dans le sol, ce qui améliore sa structure.
Conclusion
Les résultats obtenus montrent que la dynamique des communautés des
jachères est fortement influencée par les facteurs écologiques.
Pour ce site, les sols nus augmentent en proportion avec l’âge de
la jachère. Le développement des croûtes algales a pour conséquence
de réduire l’infiltration des eaux et ainsi limite la germination
pour de nombreuses espèces d’herbacées. Pour une année, le facteur
principal qui préside à la composition floristique est la
topographie qui détermine la distribution actuelle des croûtes de
surface. Cette étude montre finalement qu’à partir du moment où les
croûtes algales sont dominantes, il est plus judicieux de remettre
en culture les stations puisque, a priori, il existe un seuil
limite au fonctionnement de l’écosystème. La surveillance à long
terme des jachères permet ainsi de fournir les signaux d’alerte, au
travers d’indicateurs écologiques simples, nécessaires à
l’agriculteur pour gérer au mieux ses parcelles et optimiser sa
production.
Remerciements
Les auteurs remercient vivement toutes les personnalités physiques
et morales qui ont bien voulu apporter leur contribution dans la
conduite des activités de terrain, en fournissant des informations
et des avis qui ont considérablement facilité ce travail. Ces
remerciements vont en particulier à Mmes Sandrine
Jauffret et Maud Loireau et à M. Éric Delabre pour leur aide à
toutes les étapes de l’élaboration de ce document.
Références
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