Thèse de Doctorat:

Elie Padonou (2015). Bowalization, son impact sur la biodiversité, le sol et les moyens de
subsistance des populations au Bénin (Afrique de l’Ouest). 2015. Thèse de doctorat, Faculté des sciences agronomiques, Université d’Abomey-Calavi, République du Bénin, 172 pages.


Promoteur: Prof. Ir. Brice SINSIN.

 

Résumé: La désertification et la dégradation des terres constituent des problèmes mondiaux qui affectent les sols, la végétation et la vie des populations rurales. Le bowal (pluriel bowé) est une forme particulière de terres dégradées qui apparaît dans les régions tropicales. C’est le résultat de l’exposition des cuirasses latéritiques due à l’érosion du sol. Peu de recherches ont abordé cette forme spécifique de terres dégradées.

Le présent travail vise à accroître la compréhension sur la façon dont la bowalization affecte la biodiversité, le sol et les moyens de subsistance des populations. Les principaux objectifs étaient (i) d’analyser les indicateurs spatiaux des bowé; (ii) analyser les relations de cause à effets pour évaluer les changements passés et futurs dans le mode de répartition des espèces sélectionnées et la diversité végétale sur les bowé et (iii) d’évaluer le risque lié aux conséquences de l’utilisation des terres sur la bowalization. Neuf chapitres composent cette présente étude.

Le chapitre 1 est une introduction et établit la justification et les objectifs de la thèse.

Le chapitre 2 décrit la zone d’étude qui a couvert l’ensemble du pays (la République du Bénin).

Le chapitre 3 a porté sur la perception des agriculteurs sur la bowalization et les stratégies d’adaptation. Cela a été fait au moyen d’interviews semi-structurées et des questionnaires avec 279 ménages de neuf groupes ethniques dans la zone semi-aride (Peulh, Bariba, Dendi, Nagot et Mocolé) et la zone subhumide (Fon, Mahi, Holli et Adja) du Bénin. Le test Chi-carré  de Pearson et l’analyse factorielle des correspondances simples ont été réalisés pour analyser les perceptions des populations sur les causes, les conséquences et les stratégies d’adaptation sur les bowé dans les deux zones climatiques. La bowalizationa été signalée être induite par l’utilisation non adaptée des terres et l’érosion des sols. La bowalizationconduit à la perte de la biodiversité dans les deux zones climatiques et induit la réduction de la capacité de rétention en eau des sols. Il a également induit des difficultés d’enracinement des cultures et l’augmentation de la température du sol. Les agriculteurs de la zone semi-aride ont adopté la plantation du niébé et de l’arachide sur les bowé avec la houe au lieu et place de la traction animale. Les groupes ethniques des deux zones climatiques qui dépendent principalement de l’élevage du bétail ont pratiqué la transhumance et utilisé des compléments alimentaires pour les animaux.

Le chapitre 4 a déterminé la répartition spatiale des bowé et les différences dans les caractéristiques physico-chimiques des soils entre bowé et forêts claires. Les sites des bowé ont été cartographiés et des échantillons de sol ont été prélevés sur les bowé et dans  les forêts claires. Les résultats indiquent que les bowé sont directement liés aux sols ferrugineux et au régime de précipitation. Les bowé ont des valeurs de conductivité électrique, de matière organique, de phosphore assimilable, de limon et d’azote total significativement plus faibles que les sols forestiers, tandis que le potassium échangeable est plus élevé sur les bowé. Les bowé peuvent apparaître là où le sol est ferrugineux dans un régime de précipitation uni-modale.

Le chapitre 5 a porté sur l’impact de la bowalization sur la phytodiversité, les formes de vie et la morphologie des plantes dans la zone subhumide du Bénin en considérant Combretum nigricans comme une étude de cas. Les variables morphologiques de C. nigricans (hauteur, nombre de tiges, nombre de branches, diamètre à hauteur d’homme, et diamètre de la couronne) ainsi que les communautés végétales ont été déterminées sur les sols sablo-argileux, les sols concrétionnés et les bowé. Les résultats ont montré que les communautés végétales sont plus diversifiées sur les sols sablo-argileux et concrétionnés que sur les bowéC. nigricans a développé plus de tiges (3,6 ± 1,4 vs 1,3 ± tiges 0,4 tiges), plus de branches (5,9 ± 2,4 vs 3,2 ± branches 0,6 branches) et de grand diamètre de la couronne (5 ± 1,48 m contre 3,4 ± 1,2 m) sur les bowé que sur les sols sablo-argileux. Les formes de vie les mieux adaptées sur les bowé sont les thérophytes.

Dans le chapitre 6, les questions suivantes ont été abordées: quelles sont les caractéristiques de la végétation sur les bowé? Comment varie les types de végétation sur les bowé? Quelles sont les espèces, les formes de vie, les types chorologiques et les familles de plantes qui caractérisent les bowé? Quelles sont les espèces, les formes de vie, les types chorologiques et les familles de plantes qui sont affectés par l’extension des bowé? Cette étude a révélé que les bowé sont caractérisés par des prairies et des savanes. La composition des espèces sur les bowé varie en fonction des zones climatiques. Les espèces ligneuses sont plus fréquentes sur les bowé dans la zone subhumide que dans la zone semi-aride. Les géophytes, hémicryptophytes et phanérophytes ont été plus fréquentes sur les bowé dans la zone subhumide que dans la zone semi-aride. La différence entre les deux zones climatiques par rapport à l’occurrence des thérophytes sur les bowé n’est pas significative. La fréquence des chamaephytes était plus élevée sur les sites des bowé dans la zone semi-aride. Les types chorologiques Afro-tropical, afro-malgache, Pluri régionales africaines et pantropicale ont été plus fréquentes sur les bowé que dans les forêts claires dans chaque zone climatique alors que l’inverse a été observée pour les types chorologiques guinéo-congolais et soudano-zambéziens. Les familles de plantes telles que Amaranthaceae, Zingiberaceae, Chrysobalanaceae, Connaraceae, Loganiaceae, Moraceae et Ochnaceae ont été trouvés seulement sur les bowé dans la zone subhumide, tandis que les Convolvulaceae, Loganiaceae, Rhamnaceae, Araceae, Colchicaceae, Cucurbitacées, Olacaceae, Pedaliaceae, Amaranthaceae, et Cyperaceae ont été seulement trouvé sur les bowé dans la zone semi-aride.

Le chapitre 7 a identifié les espèces résistantes aux changements climatique pour la restauration écologique des bowé en soumettant les espèces les plus communes aux bowé avec des variables importantes de l’environnement (l’élévation, les variables bioclimatiques actuelles, et les types de sol) au programme de modélisation de niche écologique (Maxent, Domain and GARP) . Les données climatiques IPCC4/CIAT et IPCC5/CMIP5 ont été appliquées pour les prévisions futures (2050). Asparagus africanusAndropogon pseudapricus et Combretum nigricans ont été identifiés comme les espèces les plus résistantes pour la restauration écologique des bowé dans la zone semi-aride tandis que Asparagus africanusDetarium microcarpum et Lannea microcarpa sont les plus appropriées pour la restauration écologique des bowé dans la zone subhumide.

Les questions suivantes ont été abordées dans le chapitre 8: Comment les modes d’occupation des terres changent avec la bowalization? Quels sont les facteurs qui régissent la modification du couvert végétal et la bowalization? Y a-t-il des preuves d’occurrence des bowé en raison des pratiques agricoles? Combien d’année d’utilisation des terres occasionnent l’apparition des bowé? Quel serait l’extension des bowé dans le futur? L’analyse des changements d’occupation et d’utilisation des terres a été utilisée pour répondre à ces questions en s’appuyant sur les cartes d’occupation des terres de 1975, 1990 et 2010 de la commune de Banikoara. La chaine de Markov a été utilisée pour les prédictions à l’horizon 2050. Les résultats ont montré des changements considérables dans les modes d’occupation des terres avec les cartes des trois périodes (1975, 1990 et 2010). Le type d’occupation des terres sur lequel les bowé sont observés (terres agricoles et savane dégradée) a persisté, et augmenté avec un taux de 0,0542 ha/an, à 0,0952 ha/an au cours des périodes 1975-1990, 1990-2010; tandis que la végétation naturelle (forêts denses, forêts claires et savanes arborées) a diminué au même rythme. Les scénarios prévoient également la même tendance. Un total de 26% (1286346 ha) et 31% (1293693 ha) de la couverture de la végétation naturelle serait convertie en terres agricoles et savane dégradée vers 2050, si nous supposons la dynamique enregistrée respectivement pendant les périodes 1975-1990 et 1990-2010. Ainsi la bowalization persisterait et augmenterait à l’horizon 2050. Le chapitre 9 a synthétisé les résultats de cette recherche, les nouveaux domaines de recherche identifiés et a fait des recommandations d’aménagement. La bowalization est le résultat de l’exposition des cuirasses latéritiques en raison de l’utilisation non adaptées des terres et l’érosion des sols là où existent les sols ferrugineux dans un régime de précipitation uni-modale. Les facteurs importants qui occasionnent la bowalization ont été évalués dans cette étude sur la base du sol, la géomorphologie, le climat et les modes d’utilisation des terres. Cependant, d’autres indicateurs spatiaux comme les types de roche-mères peuvent également être utilisés. Les bowé sont également couverts par un certain nombre de termitières. Jusqu’à présent, les types de termitières sur les bowé et leur rôle ne sont pas encore clairement établis. Les bowé ont montré des valeurs significativement plus faibles de conductivité électrique, de matière organique, de phosphore assimilable, de limon et d’azote total par rapport aux sols forestiers, tandis que leur potassium échangeable est plus élevé. La connaissance de la dépendance des caractéristiques physiques et chimiques des sols développés sur les bowé et les différents types de roches mères permettrait d’accroître la compréhension des facteurs favorisant la bowalization. L’identification des facteurs les plus importants favorisant la bowalization à l’échelle régionale permettrait de lutter contre ce phénomène.

La bowalization a induit la perte d’espèces et a modifié la structure morphologique de C. nigricans. Les caractéristiques de la végétation sur les bowé sont les prairies et les savanes dominées des types chorologiques afro-malgaches, afro-tropicales, Pluri régionales africaines et Pan tropicales et les thérophytes comme formes de vie. Certaines espèces sont appropriées pour la restauration écologique des bowé. Elles sont : Asparagus africanusAndropogon pseudapricus et Combretum nigricans dans la zone semi-aride ; Asparagus africanusDetarium microcarpum et Lannea microcarpa dans la zone subhumide. L’utilisation d’autres caractéristiques fonctionnelles (les caractéristiques végétatives, des feuilles, des tiges et de la régénération) permettraient d’accroître notre compréhension de l’impact de la bowalization sur la diversité végétale. En outre, la quantification des impacts de la bowalization sur la production agricole est nécessaire. Des stratégies d’adaptation ont été élaborées par certains agriculteurs afin de réduire l’impact de la bowalization. Ces stratégies doivent être testées afin de déterminer les meilleures pouvant être promues. Il serait également utile d’examiner les indicateurs environnementaux associés aux sols et à la botanique en considérant de vastes ensembles de données à l’échelle régionale pour prévoir  et analyser les aires de répartition des espèces de plantes ainsi que la diversité végétale en relation avec les principaux facteurs de bowalization.

Le modèle markovien utilisé dans cette étude a montré que la bowalization a persisté et a augmenté au cours de la période considérée (1975, 1990 et 2010), au moment où les formations végétales naturelles (forêt dense, forêt claire et savane) ont diminué. La même tendance va prévaloir également vers 2050 si nous supposons les dynamiques enregistrées pour les périodes considérées. Cependant, le modèle n’est pas spatialement explicite et suppose que les probabilités de transition sont homogènes dans le temps. Des modèles explicites, plus détaillés et spatiaux sur l’utilisation des terres et les types d’occupations du sol peuvent être utilisés dans l’avenir pour améliorer la compréhension de l’impact de la dynamique des changements des modes d’occupation et d’utilisation des terres sur la bowalization. En outre, ce modèle n’a pas pris en compte la relation entre l’apparition des bowé et les processus d’érosion. En utilisant l’équation universelle de perte de sol avec les SIG, on peut améliorer la compréhension de la relation entre l’érosion des sols et la bowalization. La bowalization a été évaluée indirectement dans cette étude sur la base des modes d’occupation des terres tels que les terres agricoles et les savanes dégradées où elle apparait le plus. Cependant toutes les terres agricoles et les savanes dégradées ne sont pas couvertes par les bowé.Il n’était donc pas possible de quantifier et de prévoir la couverture exacte des bowé. La limite observée avec la méthode utilisée dans cette étude devrait être prise en compte pour d’autres études similaires. Des recherches futures sont nécessaires afin d’améliorer la compréhension de la bowalization et de ses impacts.