ARTICLE
sec.2011.0305
Auteur(s) : Maman Maârouhi Inoussa1 maman_maarouhi@yahoo.fr, Ali
Mahamane1,2 ali_mahamane@yahoo.fr, Cheikh
Mbow3 cheikh_penda@yahoo.fr, Mahamane
Saadou1,2 saadou_mahamane@yahoo.fr,
Bachmann Yvonne4 Bachmann@bio.uni-frankfurt.de
1 Université Abdou Moumouni de Niamey
Faculté des sciences
Département de biologie
Laboratoire Garba Mounkaila
BP 10662
227 Niamey
Niger
2 Université de Maradi
Faculté des sciences
BP 465
227 Maradi
Niger
3 Université Cheikh Anta Diop de Dakar (Ucad)
Institut des sciences de l’environnement (ISE)
Laboratoire d’enseignement et de recherche en géomatique (LERG)
Avenue Cheikh Anta Diop
BP 5005
Dakar Fann
Sénégal
4 Institute of Ecology, Evolution and Diversity
Siesmayerstr. 70
60323 Frankfurt
Germany
Tirés à part : M. Maârouhi Inoussa
La plupart des paysages de par le monde sont modifiés ou
transformés par les activités humaines engagées pour répondre aux
besoins socioéconomiques des populations (Fahrig, 2003) et à
présent par les effets du changement global (Walker et al.,
1999), ce qui conduit à la fragmentation et à la perte d’habitats
de la faune et de la flore. Ces phénomènes sont inquiétants pour la
gestion de la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes
dans les aires protégées (Clerici et al., 2007 ; Jérémy
et al., 2007). En Afrique de l’Ouest, les formes dominantes
de perturbations qui contribuent à façonner la structure et la
physionomie de la végétation (Hien et al., 2002 ;
Nicholson, 2005 ; Grégoire et Simonetti, 2010), au sein des
aires protégées sont : les feux de brousse ; l’herbivorie
et l’irrégularité de la pluviométrie. Devant une problématique
aussi complexe, l’observation des mutations du paysage forestier au
cours du temps s’impose afin d’estimer la nature de l’évolution des
processus naturels et anthropiques pour une gestion durable des
ressources naturelles.
L’analyse de la dynamique des formations forestières s’inscrit
aussi dans le cadre des initiatives et stratégies d’atténuation des
effets du changement climatique global, résultant de la convention
cadre des Nations unies sur les changements climatiques. En effet,
il s’agit désormais de mieux gérer le couvert végétal, dans
l’optique de la séquestration de carbone (Williams et al.,
2008 ; Mbow, 2009).
Aujourd’hui l’utilisation de la télédétection et des données
géospatiales pour la cartographie de la végétation et l’occupation
des terres est une activité courante des institutions intéressées
par la gestion des ressources végétales (Achard et al.,
1996). L’imagerie satellitaire joue un rôle incontournable dans le
processus de caractérisation et d’aménagement des écosystèmes.
Dans le Parc national du W du Niger (PNWN), de nombreuses études
adoptant des approches de télédétection et de SIG pour l’analyse de
la dynamique d’écosystèmes ont été réalisées (Couteron et Kokou,
1992 ; Benoît, 1998 ; De Wispelaere, 2002 ; Barbier
et al., 2006 ; Clerici et al., 2007). Cependant,
des données spécifiques sur la dynamique des forêts claires font
défaut. Pourtant, ces dernières sont parmi les faciès les mieux
structurés de la zone qui offrent un habitat particulier à la faune
sauvage. Les forêts claires jouent un rôle capital dans la
conservation de la biodiversité dans le PNWN en particulier et les
aires protégées d’Afrique de l’Ouest en général. D’où l’intérêt
d’analyser la dynamique spatio-temporelle de ce type de végétation.
Dans d’autres pays d’Afrique tropicale, la thématique de la
dynamique des forêts claires a déjà fait l’objet d’études. Le plus
souvent l’objectif est d’évaluer les impacts des exploitations
humaines et les conséquences du climat sur cette formation
forestière. Dans certains cas, on assiste à une progression des
forêts claires (Bassett et Zuéli, 2000) et dans d’autres, la
dégradation est observée (Kossi et al., 2009). L’hypothèse
de cette étude est que les variabilités climatiques combinées aux
effets des feux d’aménagement et de l’herbivorie influencent la
dynamique spatio-temporelle des forêts claires dans le PNWN. Les
objectifs poursuivis sont : i) d’établir les cartes
d’occupation des sols et des changements des états entre 1984
et 2002 en mettant l’accent sur les forêts claires ; ii)
d’estimer les superficies de ces forêts claires aux deux dates et
d’identifier les types d’évolution (stabilité, progression ou
régression) de cet habitat.
Matériel et méthode
Zone d’étude
Le Parc national du W du Niger (PNWN) se situe en Afrique de
l’Ouest, entre 11° et 12° 35 de latitude Nord et entre 2° et
3° 50 de longitude Est. C’est la composante nigérienne du Parc
régional du W du Niger, à cheval sur les frontières du Bénin
(563 280 hectares), du Burkina Faso (235 000 hectares) et du Niger
(220 000 hectares) (figure 1). Depuis
sa création en 1954, cette aire protégée a acquis graduellement
divers statuts : zone humide d’importance internationale,
particulièrement pour les oiseaux d’eau en 1982, ensuite Site
Ramsar en 1987 puis, Patrimoine mondial de l’Unesco en 1996. Il
appartient à la catégorie II de l’Union internationale pour la
conservation de la nature (UICN) (2002). Cette requalification
juridique a permis au PNWN de bénéficier d’une protection intégrale
où toute exploitation extractive est proscrite. Sa protection a été
renforcée ensuite par la création d’autres réserves à la périphérie
permettant une réduction de la pression humaine. Il est ainsi
encadré par la Réserve totale de faune de Tamou (77 000 hectares)
et la Réserve partielle de Dosso (306 000 hectares). Il s’agit
d’une des plus anciennes aires protégées d’Afrique et l’une des
plus riches de la zone soudano-sahélienne en termes de biodiversité
(Lamarque, 2004).
La zone du W appartient au système climatique tropical de type
soudano-sahélien, dont le rythme des saisons est réglé par le
déplacement du Front intertropical (FIT) (Giannini et al.,
2003). Le climat est caractérisé par une grande saison sèche
(octobre-avril) et une courte saison pluvieuse (mai-septembre).
L’analyse des données climatologiques issues de la station de la
Tapoa (période de 1981 à 2002) montre une forte variation des
totaux pluviométriques pendant cette période. La précipitation
annuelle la plus élevée est enregistrée en 1990 avec 963 mm
alors que la plus faible est celle de 1983 avec 169 mm (figure 2). Le
Parc national du W est parcouru par trois principaux cours
d’eau : le fleuve Niger et deux de ses affluents (Tapoa et
Mékrou).
Données images
L’ensemble de la zone a pu être couvert par une mosaïque de deux
scènes Landsat (Path 192, Rows 051 et 052) pour
chacune des dates considérées. Les images choisies sont acquises à
la même période de l’année afin de réduire les problèmes liés aux
différences d’angles solaires, au changement phénologique de la
végétation et à la différence d’humidité des sols. Ainsi, les deux
images sont : une couverture ancienne TM du 23 novembre
1984 et une couverture ETM+ relativement récente du
17 novembre 2002. Les prises de vue du début de la saison
sèche ont aussi l’avantage d’avoir un très faible taux de
couverture nuageuse.
Toutes les images sont issues de la base de données de
l’United State Geological Survey (USGS) acquise au niveau du
Laboratoire d’enseignement et de recherche en géomatique de
l’université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal) dans le cadre de
sa collaboration avec le Laboratoire Garba Mounkaila de
l’université Abdou Moumouni (Niger).
Collecte des données de vérité terrain
Pour vérifier les résultats de la classification et apporter des
précisions pour les zones difficiles à interpréter sur les
compositions colorées, des données phytoécologiques ont été
collectées sur le terrain. L’échantillonnage s’est fait sur la base
d’une spatio-carte réalisée à partir des images Landsat ETM + de
2005. Au total, 335 sites ont été visités sur chacun le type de
végétation selon la typologie de Yangambi (Aubreville, 1957)
modifiée (De Wispelaere, 2002) pour la cartographie de la
végétation. En même temps, les informations suivantes ont été
collectées : espèces végétales dominantes sur le site,
coordonnées géographiques (à l’aide d’un GPS), géomorphologie
(plateau, versant, bas versant, bas fond, plaine, bourrelet
sableux), états de surface du sol, texture du sol, présence de
blocs de cuirasse, de blocs de grès, de gravillons et autres
perturbations telles que les marques d’activités biologiques
(turricules de vers, termitières, fourmilières), passage du feu et
pâturage illégal.
Traitement des images
Les images utilisées dans le cadre de ce travail ont été déjà
géoréférencées (UTM, WGS 84), avec corrections radiométriques.
Aucune correction n’a été faite en dehors du mosaïquage des scènes
et du lissage de la dynamique des images. Le mosaïquage de chacune
de deux images s’est effectué par l’ajustement des valeurs
radiométriques de la scène I (Path 192, Row 051)
par rapport à la scène II (Path 192, Row 052)
pour que la même valeur de réflectance représente la même classe
d’occupation sur les deux scènes. Par la suite, pour une question
d’harmonie et afin de faciliter la superposition des images pour
l’analyse diachronique, l’image de 1984 est recalée par rapport à
celle de 2002, prise comme référence avec une erreur très faible
(inférieure à un pixel). La méthode de classification dirigée (ou
supervisée) par maximum de vraisemblance a été utilisée pour les
deux images. Par ailleurs, pour éliminer les pixels isolés ou des
petites zones non classifiées et pour homogénéiser les résultats de
la classification thématique en vue de la phase de vectorisation,
les images classifiées ont été filtrées. Le filtre est réalisé à
partir d’une analyse majoritaire avec une taille de fenêtre de
3 × 3 pixels. Afin de vérifier la validité de la performance de
classifications, les zones témoins représentant chacune des classes
thématiques et les données de référence collectées sur le terrain
ont servi à effectuer le test de confusion. Le résultat du test
donne pour chacune des images classifiées la matrice de
confusion présentée sous forme d’un tableau à double entrée, la
précision globale (la proportion des pixels bien classés calculée
en pourcentage), le coefficient Kappa (le rapport entre le nombre
de pixels bien classés et le total des pixels sondés) et les
erreurs d’omission, EO (1) et de commission, EC (2). Le traitement
d’images a été fait à l’aide du logiciel ENVI 4.3 :
(1)
(2)
- EO = erreur d’omission ;
- EC = erreur de commission ;
- R = somme des totaux des rangées.
Analyses cartographiques
Après la vectorisation automatique, les résultats de la
classification sont exportés en format vectoriel pour les
traitements cartographiques à l’aide du logiciel ArcGIS 9.3. Au
cours de cette étape, les différentes classes thématiques
définitivement retenues lors de la classification constituent la
légende des cartes d’occupation réalisées. Neuf classes thématiques
sont retenues : savane arbustive et brousse tachetée ;
savane boisée et savane arborée ; forêts claires ; savane
herbeuse à arbustive ; prairie et végétation aquatique ;
eau libre ; végétation très clairsemée sur affleurement
rocheux ; galerie forestière et cordon ripicole et zone
brÛlée.
Le croisement de deux cartes d’occupation du sol de 1984 et de
2002 a permis d’établir la carte de l’évolution des forêts claires
et des autres unités paysagères durant ces 18 années. Ce croisement
a été réalisé en se fondant sur une codification des classes de
végétation et une comparaison des codes entre les deux cartes. Il
s’agit d’une approche d’identification des changements à partir des
changements de codes pour les vecteurs homologues. Ainsi, pour
décrire ces changements d’occupation du sol intervenus
entre 1984 et 2002, une matrice de transition a été
réalisée. Cette matrice de transition entre les deux états
(t0 et t1) est obtenue à partir des données
issues des analyses statistiques conduites au niveau de chaque
carte. Elle correspond à une matrice carrée décrivant de manière
condensée, les changements d’état des classes thématiques pendant
la période considérée (Bamba et al., 2008). Les valeurs des
colonnes et des lignes représentent des proportions des aires
occupées par chaque classe d’occupation du sol à la date
correspondante. Les colonnes de la matrice indiquent les états
d’occupations des sols en 2002 et les lignes correspondent aux
états en 1984. Par ailleurs, l’appréciation de processus de
modification des forêts claires et des autres classes a fait
intervenir l’analyse du nombre (N), de l’aire (a), et du périmètre
de taches (P). Le nombre de taches est l’un des paramètres les plus
importants pour décrire le paysage. Pour une classe, le nombre
total de taches est la somme des taches qui composent cette classe.
Quant à l’aire totale (exprimée en hectares) d’une classe j,
c’est la surface totale occupée par l’ensemble de ses taches
i (3). Le périmètre total (P), de chaque classe (exprimé ici
en km) est la somme des contours de chacune des taches
(Pi) de cette classe (4) :
(3)
Avec ai= surface occupée par une tache.
(4)
Ces trois paramètres sont considérés comme étant les principaux
éléments de la description de la configuration d’un paysage
(Barima, 2009). En effet, ils interviennent dans l’identification
du processus spatial responsable des changements des états à
travers l’approche de l’« arbre de décision » utilisé en
écologie du paysage (Bogaert et al., 2004). L’arbre comporte
les dix processus de transformation spatiale suivants :
- – suppression : disparition d’une ou de plusieurs
taches ;
- – création : formation de nouvelles taches ;
- – déformation : changement de forme des taches sans
changement de superficie ;
- – dissection : subdivision des taches par des lignes de
largeur uniforme et de petite dimension ;
- – agrandissement : expansion de taille des
taches ;
- – fragmentation : rupture de la continuité en plusieurs
taches disjointes, de formes et de tailles différentes ;
- – perforation : formation de trous dans les
taches ;
- – déplacement : translocation d’une ou de plusieurs
taches ;
- – agrégation : fusion de taches
- – rétrécissement : réduction de taille des taches.
Les paramètres d’entrée à introduire dans l’« arbre de
décision » sont le nombre (N), l’aire (a) et le périmètre (P)
de taches appartenant à une classe considérée. Dans cette étude,
ces paramètres ont été calculés pour chaque classe sur l’image de
1984 (N1984, a1984, et
P1984) et sur celle de 2002 (N2002,
a2002, et P2002) et la prise de décision se
base sur la comparaison de leurs valeurs. Il est important de
signaler que dans le cas où N2002
> N1984 et a2002
< a1984, il existe deux processus
éventuels : fragmentation ou dissection. Alors, la conclusion
a fait intervenir la comparaison de t au tobs1. Le choix de t est subjectif (avec 0
< t ≤ 1) mais tobs est calculé (5).
Nous avons adopté le seuil de t = 0,5 (Barima, 2009). Ainsi,
lorsque tobs < 0,5 on parlera de fragmentation
et de dissection lorsque tobs > 0,5.
(5)
Résultats
Vérification de la classification
La discrimination entre les différentes classes thématiques
(unités d’occupations des sols) est statistiquement significative
pour les images de 1984 et 2002. En effet, les résultats
de l’analyse de fiabilité sont dans l’ensemble très similaires,
avec des précisions globales variant de 92 à 96 % et des
valeurs du coefficient Kappa élevées avec 0,90 et 0,98
respectivement pour 1984 et 2002 (tableau 1). Les matrices de confusion montrent
globalement qu’il n’existe pas d’énormes confusions entre les
classes tant lors de la classification de l’image de 1984 que de
celle de 2002 (tableaux 2 et 3).
Mieux, les forêts claires sont assez bien distinguées des autres
classes. Dans les deux cas, plus de 80 % des pixels de la
classe thématique (C) sont correctement classés. Cependant,
quelques erreurs de commission et d’omission sont
enregistrées : 30 % et 19 % en 1984 et 19,7 %
et 10,9 % en 2002. Au niveau de l’image de 1984, les classes
(I) et (G) présentent les plus faibles proportions de pixels
correctement classés avec respectivement 60 et 67 %. Aussi,
40 % et 33 % de pixels appartenant respectivement à (I)
et (G) ont été incorrectement exclus de celles-ci, alors que dans
le même ordre, des erreurs de commission de 76 et 30 % sont
observées. Par ailleurs, lors de la classification de 1984, la
classe (D) a connu une erreur de commission de 50 %. Il faut
noter aussi que les classes (A) et (B) ont enregistré des erreurs
de commission très faibles à nulles (0 % à 2 %) au niveau
de deux images.
Tableau 1 Valeurs de la précision globale et de coefficient
kappa issues de la classification des images de 1984
et 2002.
| Images Landsat |
Précision globale (%) |
Coefficient Kappa |
| 1984 |
92 |
0,9 |
| 2002 |
96 |
0,98 |
Tableau 2 Matrice de confusion et erreurs d’omission et de
commission issues de test de précision de la classification des
images de 1984.
|
|
| Données de référence |
|
|
| Classes thématiques |
A |
B |
C |
D |
Eté |
F |
G |
H |
I |
Omission(%) |
| Image classifiée en 1984 |
A |
91 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
| B |
9 |
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| C |
0 |
0 |
81 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0 |
32 |
19 |
| D |
1 |
0 |
0 |
94 |
2 |
3 |
0 |
0 |
4 |
6 |
| E |
0 |
0 |
0 |
1 |
95 |
4 |
0 |
10 |
0 |
5 |
| F |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
87 |
30 |
1 |
0 |
13 |
| G |
0 |
0 |
7 |
5 |
0 |
5 |
67 |
0 |
3 |
33 |
| H |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
89 |
0 |
11 |
| I |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
60 |
40 |
| Commission (%) |
0 |
2 |
30 |
50 |
13 |
2 |
76 |
0 |
18 |
|
A : eau ; B : zone brÛlée ; C : forêts
claires ; D : galerie forestière et cordon
ripicole ; E : savane arbustive et brousse
tachetée ; F : savane boisée et savane dorée ;
G : savane herbeuse à arbustive ; H : végétation
très claisemée sur affleurement rocheux ; I : prairie et
végétation aquatique.
Tableau 3 Matrice de confusion et erreurs d’omission et de
commission issues de test de précision de la classification des
images de 2002.
|
|
| Données de référence |
|
|
| Classes thématiques |
A |
B |
C |
I |
F |
G |
H |
E |
D |
Omission (%) |
| Image classifiée en 2002 |
A |
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,0 |
| B |
0 |
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,4 |
| C |
0 |
0 |
89 |
4 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
10,9 |
| I |
0 |
0 |
0 |
95 |
2 |
2 |
0 |
0 |
0 |
5,3 |
| F |
0 |
0 |
0 |
0 |
91 |
5 |
0 |
0 |
1 |
9,4 |
| G |
0 |
0 |
11 |
0 |
0 |
91 |
0 |
0 |
0 |
9,5 |
| H |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
92 |
0 |
0 |
7,7 |
| E |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0,4 |
| D |
0 |
0 |
0 |
1 |
7 |
0 |
0 |
0 |
99 |
1,0 |
| Commission(%) |
0,0 |
0,0 |
19,7 |
22,8 |
1,3 |
3,9 |
6,6 |
2,4 |
34,6 |
|
A : eau ; B : zone brÛlée ; C : forêts
claires ; D : galerie forestière et cordon
ripicole ; E : savane arbustive et brousse
tachetée ; F : savane boisée et savane dorée ;
G : savane herbeuse à arbustive ; H : végétation
très claisemée sur affleurement rocheux ; I : prairie et
végétation aquatique.
État d’occupation des sols en 1984 et 2002
Neuf unités d’occupation des sols ont été retenues. Les cartes
d’occupation des sols sont reproduites figures 3 et
4 avec une mise en relief des forêts claires. La carte
de 1984 fait ressortir une faible représentation de forêts claires
(1 %) avec en revanche une prédominance des formations
savanicoles dans la zone d’étude (figure 3). La même
tendance est observée sur la carte de 2002, mais la superficie des
forêts claires est plus importante (2,7 %) (figure 4). Dans les
deux cas, les forêts claires sont de faible étendue par rapport aux
autres formations forestières (tableaux 4 et
5).
Tableau 4 Matrice de transition de l’occupation du sol (en
pourcentage) entre 1984 et 2002 dans le Parc national du
W du Niger.
|
|
| 2002 |
|
| Classes thématiques |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
Totaux |
| 1984 |
A |
0,6 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,6 |
| B |
0,0 |
3,0 |
0,1 |
0,0 |
2,2 |
0,8 |
0,7 |
0,2 |
0,0 |
7,0 |
| C |
0,0 |
0,0 |
0,5 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
1,0 |
| D |
0,0 |
0,0 |
0,1 |
0,1 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,2 |
| E |
0,0 |
9,3 |
0,5 |
0,3 |
18,4 |
6,6 |
1,4 |
15,3 |
0,1 |
51,8 |
| F |
0,0 |
1,2 |
0,9 |
0,2 |
5,5 |
3,2 |
0,1 |
2,2 |
0,0 |
13,3 |
| G |
0,0 |
2,4 |
0,2 |
0,0 |
2,8 |
1,2 |
0,8 |
2,5 |
0,1 |
10,0 |
| H |
0,0 |
4,4 |
0,1 |
0,0 |
2,9 |
0,9 |
1,0 |
3,4 |
0,0 |
12,7 |
| I |
0,1 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,8 |
0,7 |
0,1 |
0,4 |
0,0 |
3,3 |
| Totaux |
0,7 |
20,7 |
2,7 |
1,2 |
32,8 |
13,6 |
4,1 |
24,0 |
0,2 |
100 |
A : eau ; B : zone brÛlée ; C : forêts
claires ; D : galerie forestière et cordon
ripicole ; E : savane arbustive et brousse
tachetée ; F : savane boisée et savane dorée ;
G : savane herbeuse à arbustive ; H : végétation
très claisemée sur affleurement rocheux ; I : prairie et
végétation aquatique.
Tableau 5 Nombre (N), surface (a) et périmètre (P) des
différentes classes d’occupation du sol dans le Parc national du W
du Niger entre 1984 et 2002.
|
|
| Classes thématiques |
|
|
| A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
| 1984 |
N |
6 |
1 644 |
2 203 |
865 |
6 046 |
8 789 |
4 031 |
8 625 |
9 702 |
| a (ha) |
1 028 |
22 617 |
4 088 |
560 |
11 4791 |
16 227 |
10 068 |
41 260 |
13 666 |
| P (km) |
169 |
2 443 |
1 469 |
324 |
15 048 |
5 821 |
3 029 |
9 212 |
5 436 |
| 2002 |
N |
53 |
2 276 |
2 643 |
1 984 |
6 844 |
7 056 |
2 861 |
7 181 |
472 |
| a (ha) |
1 473 |
41 148 |
6 041 |
2 721 |
73 428 |
30 492 |
9 108 |
59 343 |
551 |
| P (km) |
200 |
4 892 |
1 997 |
1 090 |
10 616 |
7 325 |
2 282 |
10 778 |
231 |
A : eau ; B : zone brÛlée ; C : forêts
claires ; D : galerie forestière et cordon
ripicole ; E : savane arbustive et brousse
tachetée ; F : savane boisée et savane dorée ;
G : savane herbeuse à arbustive ; H : végétation
très claisemée sur affleurement rocheux ; I : prairie et
végétation aquatique.
Détection des changements spatio-temporels
La carte de changement d’état est réalisée par le croisement de
deux cartes d’occupation des sols de 1984 et 2002 (figure 5).
Celle-ci illustre des cas de stabilité et surtout de progression
des forêts claires dans le PNWN au cours de la période considérée.
Toutefois, il existe aussi de très rares cas de régression
ponctuelle. L’analyse de la matrice de transition de l’occupation
du sol (en pourcentage) entre les deux images a permis de
quantifier les changements survenus (tableau
4). En effet, le taux des forêts claires (C) a augmenté,
passant de 1 % en 1984 à 2,7 en 2002, soit un taux de
1,7 % de la superficie totale de la zone d’étude. Cette
augmentation provient de la transformation des autres
formations en forêts claires. Il s’agit principalement de la
classe de savane boisée et savane arborée (0,9 %) et de la
classe de savanes arbustives et brousse tachetée (0,5 %).
Parallèlement, il est enregistré 0,5 % de (C) resté stable
entre les deux dates. Il a été aussi enregistré un processus de
conversion des forêts claires en savane boisée et arborée
(0,2 %), galerie forestière et cordon ripicole (0,1 %) et
savanes arbustives et brousse tachetée (0,1 %).
L’augmentation des proportions est également constatée au niveau
des autres classes thématiques. Le cas le plus remarquable est
celui de la classe de végétation très clairsemée sur affleurement
rocheux qui a presque doublé, passant de 12,7 % en 1984 à
24 % en 2002. Il faut noter aussi que la surface brÛlée est
passée de 7 % en 1984 à 20,7 % en 2002. En revanche,
certaines unités du paysage ont plutôt enregistré une réduction de
leur superficie. Il s’agit entre autres de la savane herbeuse à
arbustive et des savanes arbustives et brousse tachetée avec
respectivement 10 et 51,8 % en 1984 et 4,1 et 20,7 % en
2002 (tableau 4).
Le tableau 5 récapitule les
différents paramètres de structure spatiale (N, a, et P) calculés
pour les différentes classes en 1984 et en 2002. Ces paramètres ont
permis de détecter les changements de la structure spatiale du
paysage du Parc entre les deux dates. Pour les classes forêts
claires (C), zone brÛlée (B), eau libre (A), et galerie forestière
et cordon ripicole (D) on a : N2002
> N1984 et a2002
> a1984, il y a donc création de nouvelles
taches. Au niveau des classes savanes arbustives et brousse
tachetée (E) et savane herbeuse à arbustive (G), on trouve
que : N2002 > N1984 et
a2002 < a1984. Dans ces conditions,
il y a fragmentation ou dissection. Mais, dans les deux cas
tobs > 0,5 (0,6 et 0,9 respectivement pour E et
G), alors ces classes ont subi le processus de dissection
entre 1984 et 2002. En revanche, pour les classes de
savane boisée et savane arborée (F), de végétation très clairsemée
sur affleurement rocheux (H) et prairie et végétation aquatique
(I), on a : N2002 < N1984, ce
qui implique que le processus de suppression est survenu au niveau
de ces classes. On remarque que les processus d’agrégation,
d’agrandissement, de déformation, de fragmentation, de déplacement,
de perforation et de rétrécissement n’ont pas été observés dans
cette étude.
Discussion
Les valeurs de coefficient Kappa variant entre 0,90 et 0,98
respectivement pour 1984 et 2002 prouvent que les
classifications réalisées sont fiables si l’on se réfère à
l’échelle de Landis et Koch (1977). L’examen des résultats de la
matrice de confusion classe par classe confirme qu’au niveau des
deux images, il n’y a pas eu globalement de fortes confusions entre
les classes. Cela s’explique, d’une part, par la qualité des images
et, d’autre part, par le choix des classes thématiques. En effet,
le choix des classes de végétation repose non seulement sur les
valeurs radiométriques des classes, mais aussi sur le choix des
zones d’entraînement. C’était un compromis entre la qualité
spatiale des images, la complexité du paysage de la zone et les
résultats statistiques. Les données de terrain récoltées lors de
« vérité terrain » et la connaissance de la zone d’étude
ont facilité les analyses et l’interprétation visuelle des
images.
L’analyse de la dynamique de changement a fait ressortir un
processus de création de nouvelles taches de forêts claires
conduisant à l’augmentation de leur superficie entre 1984 à 2002.
Cette augmentation de superficie provient du boisement de savane
boisée, de savane arborée et de savanes arbustives et brousse
tachetée. En l’absence d’activités humaines de reconstitution des
forêts claires dans la zone, cette augmentation des superficies
pourrait s’expliquer principalement par l’effet de la protection.
De plus, il se trouve que dans le PNWN, les forêts ne brÛlent
généralement pas, sauf en années très sèches ou en cas de forte
fréquence du feu, où celui-ci arrive à pénétrer localement grâce à
la litière (Benoît, 1998 ; Mahamane, 2006). Cette dynamique de
la constitution des forêts claires est également à mettre en
relation avec leur position topographique le long des vallées et
talwegs qui atténue les effets de la sécheresse sur ce type de
végétation (Saâdou, 1990). Toutefois, cette augmentation de
superficie des forêts claires reste relative dans la mesure où l’on
constate que ce sont les formations minoritaires qui ont les taux
de changement les plus forts (forêts claires, galerie forestière et
cordon ripicole, eau libre…). En effet, il ressort des analyses de
la précision que l’erreur associée aux changements des petites
superficies est beaucoup plus grande que celle associée aux
changements des grandes superficies. De plus, la résolution de
30 m des données LANDSAT utilisées peut constituer une limite
dans l’analyse spatiale. Cette résolution (30 m) pourrait
avoir une influence sur la précision de la classification de
petites superficies telle que les forêts claires (Bamba, 2010),
surtout que certaines forêts claires sont d’extension spatiale très
faible.
Par ailleurs, en considérant la dynamique des autres classes
dans la zone, la classe de végétation très clairsemée sur
affleurement rocheux a connu un accroissement très important
passant de 12,7 à 24 %. Cette situation peut être considérée
comme une forme de dégradation de la végétation de la zone
explorée, parce que l’augmentation de la superficie de cette
formation s’est effectuée au détriment principalement des savanes
arbustives et brousse tachetée (15,3 %). D’autres formations
– prairie et végétation aquatique et savane herbeuse à
arbustive – ont aussi connu le phénomène de dégradation dans
une moindre mesure. La transformation des superficies de ces
formations peut être expliquée par l’impact des feux de végétation.
En effet, ce sont les faciès de savane qui brÛlent le plus dans le
PNWN et cela se confirme par une augmentation de la surface brÛlée
passant de 7 à 20,7 % de la superficie totale du Parc entre
les deux dates. D’autre part, les impacts du feu pourraient être
amplifiés par l’herbivorie. En effet, l’exploitation de la
végétation par les herbivores et aussi le pâturage modifient
considérablement sa structure et la rendent parfois vulnérable au
feu de végétation (Hibert et al., 2010). Clerici et
al. (2007), ont déjà signalé la réduction des savanes
arbustives dans le complexe WAP et la zone périphérique
entre 1984 et 2002.
Le constat sur l’augmentation de la superficie des forêts
claires a été également signalé dans la région de Korhogo en Côte
d’Ivoire (Bassett et Zuéli, 2000). Selon les auteurs, cette
dynamique est due à l’existence d’une faible pression anthropique
et à une prédominance des feux précoces dans la zone. Toutefois, la
sécheresse et les activités humaines ont le plus souvent entraîné
la dégradation du couvert végétal surtout en milieu anthropisé
(Chappell et Agnew, 2004 ; Dai et al., 2004 ;
Nicholson, 2005 ; Fall et al., 2006 ; Camberlin
et al., 2007 ; Kossi et al., 2009). De façon
globale, la végétation du PNWN ne fait pas exception. Cependant, le
processus de changement est variable selon la formation considérée.
Par conséquent, en ce qui concerne la question de la dynamique de
la végétation, il faut prendre chaque situation à part et analyser
les tendances en fonction du statut de la zone, du type de
formation végétale considérée et des interventions en cours (Achard
et al., 1996 ; Mbow, 2009).
Conclusion
Le suivi de la végétation dans les régions semi-arides s’impose
tant aux décideurs politiques et aux acteurs du développement
qu’aux scientifiques. Aussi est-il nécessaire que des
investigations soient réalisées périodiquement sur chaque type de
végétation à toutes les échelles. Au cours de cette étude, la
cartographie de l’état de changement de l’occupation des sols dans
le Parc national du W du Niger entre 1984 et 2002 a
révélé de fortes modifications du paysage de la zone. Il ressort
que les formations végétales ont enregistré des dynamiques
variables d’une classe thématique à une autre pendant cette
période. En effet, trois processus de changement du paysage ont été
enregistrés : la création, la suppression et la dissection.
Ces changements sont principalement dus à des perturbations liées
aux feux et à l’herbivorie. Malheureusement, cette modification des
écosystèmes du PNWN n’est pas sans conséquences sur la conservation
de la biodiversité. Néanmoins, la tendance à la constitution de
certains faciès de végétation, dont les forêts claires, pourrait
servir d’indicateur de la bonne protection du Parc national du W du
Niger vis-à-vis des exploitations forestières. Les investigations
devront être poursuivies avec des images spatiales postérieures à
2002 et de très haute résolution dans la mesure où l’augmentation
de superficie a été surtout observée sur les classes
minoritaires.
Les résultats de la présente étude vont constituer une situation
de référence sur l’état des forêts claires pour le suivi à moyen et
long terme de l’évolution de cette formation forestière via
la mise en place d’un dispositif permanent. Le but final étant
naturellement de mettre à la disposition des gestionnaires du Parc
national du W des données scientifiques fiables sur cet habitat
pour l’amélioration des activités d’aménagement afin de bien gérer
et conserver la biodiversité globale.
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1 t : valeur seuil prédéfinie utilisée
comme référence pour évaluer le ratio entre les aires de deux dates
données a1 et a0 (tobs).
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