Spatial carbon, nitrogen and phosphorus budget of a village territory in the West African savanna : I. Element pools and structure of a mixed-farming system

La viabilité des systèmes agropastoraux de savane ouest-africaine dépend largement de la gestion des ressources organiques endogènes car celles-ci satisfont les besoins locaux en nourriture, en fourrage et en bois, et maintiennent la qualité du sol. C'est pourquoi les stocks de carbone, d'azote et de phosphore du sol (horizon 0-20 cm; mesure de P assimilable uniquement) et de la biomasse végétale (aérienne et souterraine jusqu'à 40 cm de profondeur) ont été évalués dans les différents systèmes de gestion de l'espace (SGE) et types de concessions pour un terroir du Sud Sénégal à la fin de la saison des pluies. Le système agricole se caractérisait par une densité de population égale à 33 hab. km-2 et une charge animale de 51 unités de bétail tropical (UBT; 1 UBT = 250 kg de poids vif) par kilomètre carré. Les jachères, les cultures vivrières (céréales pluviales et riz) et de rente (arachide, coton) ont représenté 46, 25 et 17% des 258 ha gérés par le village. Des contrastes importants ont été trouvés entre exploitations, en particulier en terme de disponibilité du bétail. La vaine pâture et le parcage de nuit pourraient de ce fait conduire à des transferts de fertilité déséquilibrés entre les champs des petits éleveurs et ceux des gros éleveurs. Le village avait une organisation en auréoles concentriques avec un gradient positif d'intensification et de production alimentaire depuis la savane vers le village. Des relations claires sont apparues entre distribution spatiale de C, N et P et les fonctions agro-pastorales des SGE et des exploitations, tandis que la diversité à toutes les échelles apparaissait comme un pilier du fonctionnement du système. L'auréole de case était principalement consacrée à la production alimentaire; elle couvrait 8% de la surface et représentait 5, 7 et 14% des stocks de C, N et P de l'ensemble du terroir villageois. L'auréole de brousse entourant l'auréole de case s'étendait sur 73% du terroir et hébergeait 66 à 71% des stocks de C, N et P du village. Le bas-fond (rizière) couvrait 6% de la surface et stockait 9% du carbone et 16% de l'azote et du phosphore. Les stocks de C, N et P dans la végétation et le sol étaient de 29,7, 1,52 et 28,6 10-3 t/ha. Les principaux lieux de stockage du carbone étaient le sol (52%), la biomasse aérienne ligneuse (22%), les souches (8%) et les racines épaisses (diamètre>2mm) (8%). Dans les conditions de la croissance démographique actuelle (2,5%), les pertes simulées de carbone dues à l'expansion de l'espace cultivé, devraient conduire à une émission de 0,26 tC/ha/an pendant les 15 prochaines années, ce qui est beaucoup plus faible que les valeurs rapportées dans les zones tropicales plus humides, mais indique une crise agroécologique possible dans les prochaines décennies. (Résumé d'auteur

Changes in foliar nutrient content and resorption in Fraxinus excelsior L., Ulmus minor Mill. and Clematis vitalba L. after prevention of floods

This paper focuses on the impact of flood on tree mineral nutrition through measurement of resorption (i.e. transfer of nutrients from leaves to perennial organs). Nutrient (N, P, K, Mg, Ca) concentrations in leaves of three representative species, Fraxinus excelsior L., Ulmus minor Mill. and Clematis vitalba L. were measured before and after abscission on flooded and unflooded hardwood forests of the upper Rhine plain. The nutrient concentrations in the soils, which were measured in the top layer of the study sites, were higher in the flooded sites for P but slightly lower for N and K, and identical at both types of site for Ca and Mg. The summer foliage concentrations were higher for N and P in the flooded areas, and probably related to the flooding process, which contributes to regular nutrient inputs in the flooded forest, causes high fluctuations of water level and increases bioavailability of certain nutrients. Resorption occurred for all nutrients in the three species, and was higher for N, P and K (40-70 %) than for Ca and Mg (0-45 %), but not significantly different at the two sites. This paper stresses the variability of the test species response (nutrient content and resorption) to the soil and flood water nutrient sources, and tries to specify parameters which control resorption, i.e. soil fertility, tree species or flood stress. © 1999 Inra/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS

Frequency characteristics of aerial scenes with respect to a video imagining system

Thesis (M.A.)--Boston UniversityAn overall investigation is made of operating characteristics, theoretical limitations and optimum range values for video communication of aerial scenes. Reasons are given for the selection of a particular receiver and the importance of this type of study is indicated from the A.D.P. crystals' complex A.C. frequency response. The restricted contrast range, due to haze, is noted in evaluating the various video systems

Échanges du phosphore à l'interface eau-sédiment dans un bassin de maturation (lagunage de Boujaad) et un étang d'alevinage (station de pisciculture Deroua, Béni-Mellal), Maroc

Les sédiments utilisés dans cette étude sont prélevés dans deux milieux différents (bassin de maturation du lagunage de Boujaad et étang d'alevinage de la station Deroua, Béni-Mellal) dans le but de comprendre les conditions du milieu qui provoquent les échanges du phosphore à l'interface eau-sédiment et de comparer les échanges du phosphore à ce niveau.Cette étude a montré une différence dans la composition chimique des deux sédiments. En effet, au niveau de l'étang d'alevinage, le phosphore inorganique représente une part majoritaire (92,5%) surtout liée au calcium. En revanche, le phosphore total est réparti en phosphore organique (49,2%) et inorganique (49,8%) au niveau du bassin de maturation.Dans le bassin de maturation, le relargage du phosphore est plus important et il est sous forme inorganique lié essentiellement aux hydroxydes de fer. La fixation du phosphore par les sédiments est importante particulièrement en conditions aérobies, aussi bien dans le bassin de maturation que dans l'étang d'alevinage.Sediment samples used in this work were taken from two different sites (maturation pond of Boujaad lagunage and fry pond of the Deroua fish farm) in order to understand and compare the conditions affecting phosphate exchanges across water-sediment interface.This study showed a difference in the chemical composition of the two sediments. In the fry pond, the majority of the phosphate was present as inorganic phosphate (92.5%), especially in forms bound to calcium. On the other hand, total phosphate was divided equally into organic (49.2%) and inorganic (49.8%) phosphorus in the maturation pond. In this pond, phosphate solubility increased in the interstitial water under anoxic conditions. The phosphate released came principally from the inorganic fraction, particularly from Fe(OOH)-P. The maturation pond sediments, which had accumulated much organic matter, liberated more orthophosphate than did the fry pond sediments. Under air flushing, phosphate adsorption is significant particularly in the maturation and fry pond sediments

Étude préliminaire sur les échanges de phosphore à l'interface eau- sédiment au sein de la retenue d'Al Massira (Maroc)

Les échanges de phosphore à l'interface eau-sédiment ont été étudiés dans la retenue Al Massira. La campagne de prélèvements a été menée pendant la faible oxygénation des eaux profondes au mois d'octobre 1991. Les mesures des échanges de phosphore ont été réalisées in situ en chambre benthique.Les valeurs de pH sont élevées et reflètent clairement l'influence de la nature géologique du bassin versant sur la composition chimique des eaux. Ce bassin versant, formé essentiellement de roches sédimentaires calcaires, est vraisemblablement à l'origine des concentrations élevées en calcium mesurées dans les chambres benthiques.En période de faible oxygénation, on note une augmentation des teneurs en phosphore particulaire dans les eaux surnageantes en raison de la présence de complexes calcium-phosphore, fer-phosphore et manganèse-phosphore. En période d'anoxie, la réduction de ces complexes est accompagnée d'une aug- mentation des teneurs en phosphore.La densité bactérienne et la concentration en phosphore total et notamment en orthophosphates suivent une évolution temporelle comparable. Une fraction non négligeable du phosphore particulaire serait liée aux bactéries.Des mesures drastiques de déphosphatation du tributaire Oum Errbia doivent être prises pour éviter la dissociation des complexes Ca, Fe, Mn-Phosphore et le relargage de phosphore biodisponible.Phosphorus exchange at the sediment-water interface was studied in the Al Massira reservoir. This reservoir, located on the Oum Errbia river, is the most important freshwater resource in Morocco. It provides drinking water to the whole population of Casablanca and contributes to farming and to the functioning of several industrial plants. Our investigations were made in October 1991 and coincided with low oxygen concentrations in the deep layers. The measurements of phosphorus exchange have been made in sitn with a benthic chamber device.The results showed that these exchanges were regulated by a combination ofthe physical chemical variability of the environment and the geological composition of the catchment basin.The pH, which permanently exceeded 7 in Massira, suggests that calcium-bound phosphorus was primarily CaHFO4. Moreover, given the high phosphonrs inputs into the reservoir (570 tonnes. year-1), and despite the fact that, as soon as it reached the reservoir, a large fraction of this element was associated with to calcium, it's likely that the Massira reservoir is subject to eutrophication.In low oxygenated deep layers, we observed an increase in particulate phosphorus concentrations of the overlying water, due to the simultaneous presence of calcium-phosphorus, iron-phosphorus and manganese-phosphorus forms. Under anoxic conditions, the reduction ofthese complexes resulted in an increase of phosphorus concentrations.Bacterial cell numbers and total phosphorus concentratioru showed a comparable temporal behaviour. This would suggest that attached bacteria contributed at least partially to the total particulate phosphoms concentrations.We suggest that a drastic control of phosphorus inputs into the waters must be done through a program of dephosphorylation of tributaries to avoid the dissocation of calcium-, iron-, manganese-bound phosphorus with release upwards of bioavailable phosphorus

Spatial carbon, nitrogen and phosphorus budget of a village territory in the West African savanna : II. Element flows and functioning of a mixed-farming system

La disponibilité de la matière organique dans le système plante-sol, et les usages multiples des ressources organiques, sont d'importants déterminants de la viabilité des systèmes agropastoraux d'Afrique de l'Ouest. L'usage des stocks organiques disponibles au début de la saison sèche a donc été caractérisé par l'estimation des flux de carbone (C), d'azote (N) et de phosphore (P) provenant de la biomasse entre les différents systèmes d'utilisation de l'espace d'un village du Sud Sénégal. La récolte de grains, l'élevage, et la récolte de bois et de paille ont été responsables respectivement de 27, 59 et 14% des sorties de carbone de l'espace exploité par le village. L'élevage a contribué à 83, 86 et 79% des restitutions de C, N et P au sol. Les retours provenant des résidus de cultures ont représenté seulement 13 à 15% du recyclage du carbone et des nutriments. Les principales pertes de carbone ont été liées à la respiration du bétail, à la combustion du bois et aux exportations par les récoltes des cultures de rente. Ces dernières ont été responsables de la plupart des sorties de d'azote et de phosphore du système, les autres pertes d'éléments minéraux étant principalement les déjections humaines non recyclées. En conséquence de ces transferts et du recyclage in situ de la biomasse herbacée, des volumes importants de carbone (3,8 tC h&-1 an-1) ont été apportés aux cultures vivrières de l'auréole de case. Des bilans positifs d'azote et de phosphore n'ont été enregistrés que pour les cultures vivrières des auréoles de brousse et de case. En tenant compte des flux abiotiques, les pertes d'azote et de phosphore du système se sont chiffrées à -4 kgN et -1 kgP/ha/an, c'est à dire bien moins que les valeurs couramment admises dans la région. Les flux de carbone liés aux récolte, à la collecte du bois, et à l'élevage, pourraient augmenter de 44% en 15 ans sous le fait de la pression démographique. Le rapport entre flux et stocks de carbone dans la biomasse aérienne doublerait en 12 ans. C'est pourquoi une rapide diminution de la durabilité du système pourrait se produire dans les prochaines décennies si aucune intensification des systèmes de production n'est initiée. (Résumé d'auteur

Estimation des formes du phosphore dans la rivière Venoge en crue

Des échantillons d'eau de rivière ont été prélevés près de l'embouchure de la Venoge, affluent du Léman, au cours de cinq crues survenues entre octobre 1986 et novembre 1987. Les échantillons ont été extraits de grands volumes d'eau à l'aide d'une centrifugeuse à débit continu. La concentration de matières en suspension, et les formes du phosphore de ces échantillons ont été dosés. L'interprétation de ces données, basée sur une méthode de régression progressive, montre que la concentration en phosphore particulaire total peut être estimée par deux paramètres, la fraction de suspensions supérieure à 63 µm et la concentration en phosphore réactif dissous. Par ailleurs, puisqu'il existe des relations statistiques entre le phosphore particulaire total et les autres formes du phosphore particulaire, il est possible d'évaluer la concentration de ces dernières (formes de phosphore apatitique, non apatitique, organique et inorganique). Le phosphore total dissous peut être pareillement estimé en fonction du phosphore réactif dissous. L'estimation des formes du phosphore et ainsi que celle de leur charge en crue peut donc se faire même lorsque le volume des échantillons est limité, c'est-à-dire, lorsque la quantité de matières en suspension n'est pas suffisante pour l'analyse de toutes les formes du phosphore particutaire.In order to gain a better understanding of phosphorus transport in a storm-dependent river system, water samples were collected near the mouth of the River Venoge, Switzerlang, during five storm events between october 1986 and november 1987. Suspended sediment (SS) was extracted from large-volume water samples by continuous flow centrifugation. Soluble and particulate forms of phosphorus were subsequently analysed with the centrifuged and filtered (0.45 µm) waters, and freeze-dried SS in a < 63 µm fraction.However, the sampling usually performed at more than 4-hour intervals could not guarantee that no information had been missed, for example, the instantaneous fluctuation of soluble reactive phosphorus (SRP) during the events. Although more frequent sampling using an auto-sampler is feasible, the small volume of raw water cannot provide sufficient sediment for all the analyses of phosphorus forms. Thus, it would be useful to find a model capable of estimating phosphorus concentration in different forms, whenever the present measurements are not possible.A multivariate progressive analysis of the measured phosphorus data set shows that total particulate phosphorus (TPP) concentration can be estimated as a function of two parameters, the percentage of a SS fraction coarser than 63 µm and the SRP concentration measured in filtered water. On the other hand, general statistical relationships exist between the various forms of phosphorus. Total soluble phosphorus (TSP) is dependent upon SRP. Organic phosphorus (OP) and non-apatite inorganic phosphorus (NAIP) can be approximately assessed from TPP, measured or calculated. Then, apatite phosphorus (AP), inorganic phosphorus (IP) and total phosphorus in raw water can be calculated by means of summation/substraction operations.Modelling is apparently suitable to the storm events during which only a limited volume of water samples could be collected. It also provides a rapid way to estimate the partitioning of phosphorus loads in high flow periods of the river system, thereby reducing the field and laboratory work required

Modifications et stabilité du phosphore échangeable d'un ferralsol ingéré par un ver géophage

L'un des paramètres des cinétiques de dilution isotopique du phosphore est modifié par l'ingestion, du ferralsol étudié, par le ver géophage #Pontoscolex corethrurus (#Glossoscolecidae, #Oligochaeta$). La concentation d'ions phosphate de la solution du sol et le compartiment d'ions immédiatement échangeables associé au sol sont nettement augmentés. Divers mécanismes pouvant expliquer ces modifications sont discutés. La minéralisation du phosphore organique s'effectue au profit des formes les plus rapidement échangeables. (Résumé d'auteur