Evaluation of methane emissions attributable to the agricultural sector in West Africa (1961-2050)

peer reviewedL’objectif de ce travail est de faire le point sur l’évolution des émissions méthane (CH4) liées au secteur agricole en Afrique de l’Ouest au cours des cinquante dernières années (1961-2010). Les principales sources agricoles de production de CH4 sont les ruminants (fermentation entérique) et la production de riz (décomposition anaérobie). Pour ce faire, nous avons eu recours aux statistiques de la FAO tant pour la production rizicole que pour les têtes de cheptel. Il apparaît que l’évolution des émissions de CH4 est partout à la hausse quoique présentant des disparités relativement importantes entre les pays sahéliens et les pays plus humides du Golfe de Guinée. En effet, les pays riverains du Sahara semblent mettre à profit une certaine amélioration pluviométrique observée au cours de ces deux dernières décennies pour augmenter les effectifs du cheptel. Au contraire, les pays plus humides continuent le développement de la riziculture. Une relation étroite est trouvée entre la population humaine et les émissions de CH4 imputables au secteur agricole. Aussi, l’évolution démographique projetée d’ici à 2050 pose question par rapport à la marge de progression des émissions de CH4 en Afrique de l’Ouest.The objective of this study is to review the evolution of methane (CH4) emissions related to agriculture in West Africa over the last fifty years (1961-2010). The main agricultural sources of CH4 are ruminants (enteric fermentation) and rice production (anaerobic decomposition). To do this, we used the FAO statistics for both rice production and livestock. It appears that CH4 emissions are regionally rising although presenting large differences between the Sahelian countries and those of the Gulf of Guinea. Indeed, the countries bordering the Sahara seem to take profit of improving rainfall over the past two decades to increase livestock. On the contrary, wetter countries increase rice development. A close relationship is found between the human population and CH4 emissions from the agricultural sector. Yet, human population increase projected by 2050 is questionable, particularly in relation to the margin of CH4 emissions increase in West Africa

Evolution récente des extrêmes pluviométriques en Mauritanie (1933-2010)

peer reviewedUn ensemble d’indicateurs a été compilé pour vérifier si la fréquence et/ou l’intensité des précipitations a significativement évolué au cours des dernières décennies dans la République Islamique de Mauritanie. Cette étude s’appuie sur des indices nationaux basés les séries quotidiennes de précipitations de neuf stations synoptiques qui couvrent la période 1933-2010. L’analyse des précipitations a été réalisée en calculant annuellement treize indices pluviométriques : le total pluviométrique (PTOT), le nombre total de jours humides (précipitations ≥1 mm, JP), la lame d’eau moyenne précipitée par jour humide (Simple day intensity index, SDII), la pluviométrie maximale enregistrée sur 1 jour (Px1J), la fréquence des événements pluviométriques ≥ 10 mm (P10), ≥ 20 mm (P20), intenses (P95) et extrêmes (P99). Le poids relatif des cinq derniers indices dans le total pluviométrique annuel étant également apprécié. Les résultats montrent que les indices PTOT, JP, P10 et P20 présentent une tendance à la baisse significative sur la période 1933-2010. Dans le même temps, la fréquence des précipitations intenses et extrêmes évolue peu. De facto, la lame d’eau moyenne précipitée par jour humide (SDII) augmente de manière significative. Les résultats obtenus vont dans le sens des conclusions du Groupe d’expert intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec) à l’échelle globale, à savoir des précipitations extrêmes inchangées dans un contexte global de dessiccation. Selon de nombreux modèles, la dégradation pluviométrique pourrait s’amplifier dans les décennies à venir. Dès lors, des stratégies d’adaptation transfrontalières devraient être envisagées d’urgence car le processus de réchauffement de la planète n'est pas susceptible de diminuer dans les prochaines décennies

Simple regression functions for estimating herbaceous fodder production in Senegal rangelands from the S10 NDVI of SPOT-Vegetation

peer reviewedFace à la situation actuelle de changement climatique et ses conséquences sur l’homme et les ressources naturelles, les Systèmes d’Alerte Précoce (SAP) sur le disponible fourrager en zones pastorales constituent des stratégies essentielles dans la lutte contre l’insécurité alimentaire, notamment au niveau des pays du Sahel ouest-africains comme le Sénégal. L’évaluation du stock de fourrage s’y effectue habituellement à partir d’une régression linéaire entre les données de biomasse mesurée sur le terrain et l’indice de végétation par différence normalisée (NDVI) issu du satellite SPOT VEGETATION. Mais, compte tenu de la nature non-linéaire de la relation NDVI-biomasse herbacée, cinq autres fonctions d’ajustement sont testées afin de déterminer celles qui traduisent au mieux cette relation.Les données de biomasse ont été collectées au niveau de cinquante-et-un Sites de Contrôle au Sol (SCS) dont trente-six ont servi à la calibration et quinze pour évaluer la précision des modèles. Les variables utilisées sont le NDVI moyen et le NDVI maximum, enregistrés au cours de la saison. Les résultats obtenus montrent que les modèles Exponentiel et Puissance sont les plus cohérents et précis pour l’estimation de la biomasse herbacée à partir du NDVI. Toutefois, cette approche empirique par régression simple reste globalement imprécise pour l’évaluation de la biomasse herbacée au Sénégal vu les valeurs relativement élevées du RMSE qui varient entre 324,07 et 858 kg/ha selon l’année

Bulletin agrométéorologique - Situation au 30 juin 2010

A la fin du mois de juin, les conditions météorologiques peuvent être qualifiées de globalement bonnes sur la plus grande partie du territoire belge. De bons rendements sont annoncés sans toutefois atteindre les rendements exceptionnels comme ceux du blé de l’an dernier. Les analyses spatiales dérivées de la télédétection confirment cette tendance favorable tout en indiquant une hétérogénéité importante dans certaines régions du pays qui peut être mise sur le compte de précipitations orageuses localisées. Les conditions climatiques des prochaines semaines seront déterminantes pour conserver tous les bons potentiels de rendement des cultures et éviter que la situation ne se dégrade pour les zones à plus faible potentiel

Bulletin agrométéorologique - Situation au 30 avril 2009

Alors que l’on pouvait craindre les conséquences de l’hiver froid que nous avons connu cette année, il apparaît, au niveau de nos indicateurs météorologiques et de nos indicateurs spatiaux dérivés de la télédétection, que les grandes cultures ont dans l’ensemble bien passé l’hiver et elles ont largement rattrapé le retard accumulé au cours des mois d’hiver et du tout début de printemps. Ceci se vérifie également sur le terrain où les stades phénologiques sont très proches de la situation normale. Aucune prévision de rendement n’est faite à ce stade

Visite technique des experts du Centre Regional Aghrymet/Projet ECOAGRIS au Centre Commun de Recherche de la Commission Europeenne a Ispra/Italie

D’une part, cette visite technique s’inscrit dans le cadre de la collaboration entre le Centre AGRHYMET et le Centre Commun de Recherche (CCR) de la Commission Européenne. D’autre part, cette visite permet aux chercheurs du JRC-D5 engagés dans le suivi-technique et scientifique du projet ECOAGRIS de faire le suivi. En effet, les experts du CCR/Ispra appuient les activités du Centre AGHRYMET et spécialement le développement de l’outil Cadre Harmonisé (CH) et l’analyse régionale de la sécurité alimentaire et nutritionnelle en Afrique de l’Ouest et au Sahel. En outre, le CCR a signé avec la DG DEVCO un Arrangement Administratif (AA) dans le cadre du projet « Technical and scientific Support to agriculture and Food and Nutrition Security (TS4FNS »). Dans le cadre de cet instrument, le CCR est un partenaire technique dans l’implémentation du projet ECOAGRIS. C’est dans le but de faire le suivi technique et scientifique du projet ECOAGRIS et d’assurer une formation aux outils développés par le CCR que cette formation a été organisée. Une revue de l’état d’avancement du projet a été présentée. Des outils varies développés par le CCR-D5 et D6 ont été partages avec les experts du projet ECOAGRIS. Plus spécifiquement, des modules sur le produit ASAP, CST, e-Station et l’analyse des séries chronologiques ont été présentés. En plus d’une formation théorique sur l’analyse des séries chronologiques, une formation pratique sur l’analyse économétrique des séries chronologiques/time series a été organisée avec le logiciel STATA. Cette formation a été couronnée de succès étant donne que la région de l’Afrique de l’Ouest possède des données sous forme de séries chronologiques (prix, données climatologiques, nutrition, production, etc.…). Cette formation a une plus-value pour des modèles de prévision.JRC.D.5-Food Securit

Etat des lieux sur les aménagements hydro-agricoles au Burkina-Faso par Analyse des Correspondances Multiples

peer reviewedDue to the semi-arid nature of the Sahelian countries in Africa, irrigation infrastructures are essential in supporting the improvement of agricultural production. Their proper operation is, therefore, a key indicator for the sustainable development of agriculture in this region. However, there is a lack of critical assessment on the operating state of these hydro-agricultural facilities in Burkina Faso. In this study, we applied a multiple correspondence analysis (MCA) to 4070 hydro-agricultural facilities from 1950 to 2020 and classified them according to the Permanent Interstate Committee for Drought Control in the Sahel’s (CILSS) typology classification system (Type 1 to Type 5). The MCA made it possible to see the relationships between a development typology and variables such as “functionality”, “condition of the development”, or “year of construction”. The results indicate that the irrigated lands with surface areas of less than 100 ha, which were funded by the government or organizations (associations, NGOs) and managed by local communities, are the least functional ones and in bad condition. Their dysfunction indeed conceals deep-seated causes that have not yet been resolved as the infrastructures keep on deteriorating. Therefore, establishing a sustainable and efficient management system for these agricultural infrastructures is imperative. The findings of this study can be used as a practical decision-making tool for implementing agricultural policies in the Sahel region.2. Zero hunge

Modélisation spatiale des flux organiques et minéraux assurant la productivité durable des systèmes culture-élevage dans le sahel nigérien dans le sahel nigérien

L’agriculture et l’élevage occupent plus de 80% de la population des zones semi-arides de l’Afrique de l’Ouest. Ces populations en tirent l’essentiel de leur alimentation et de leurs revenus. L’un des problèmes de cette agriculture est la pauvreté des sols. Dans les pays comme le Niger où prédominent les agroécosystèmes culture- élevage, le rôle du bétail dans le recyclage de la matière organique et des éléments minéraux azote, phosphore et potassium peut constituer un atout pour l’augmentation de la production agricole et animale et assurer une sécurité alimentaire durable. Les bilans et flux de ces matières organiques et éléments minéraux ont été utilisés comme indicateurs d’état qui caractérisent la durabilité des systèmes de production. Cette recherche porte sur l’évaluation de ces flux et bilans organiques et minéraux aux échelles de l'exploitation agricole et du terroir dans le sud-ouest du Niger et la mise au point d'un indicateur de risque d'épuisement de la fertilité des terres des exploitations. L'étude porte sur trois terroirs agropastoraux de cette région couvrant une superficie de 500 km2 et sur un échantillon de 461 exploitations agropastorales. Les trois terroirs diffèrent essentiellement par leur pression agricole sur les terres, et par l'importance de l'élevage. Dans ces systèmes mixtes culture-élevage, la dualité de l'organisation spatiale qui les caractérise avec une gestion des cultures à l'échelle parcellaire centralisée à l'échelle de l'exploitation agricole et une gestion de l'élevage liée aux ressources pastorales communautaires de tout le terroir, fait que les modèles classiques de gestion sont confrontés à cette intégration d'échelles. Deux modèles ont été donc été utilisés pour l’évaluation des flux et bilans partiels de N, P, K à des échelles différentes, celle de l’exploitation agricole et celle des occupations de sol à l’échelle du terroir. NUTMON, un modèle existant, est utilisé dans la détermination des flux à l’échelle de l’exploitation et de ses composants. La modélisation spatiale des flux à l’aide des systèmes d’information géographique est opérée par articulation de NUTMON avec l’outil NUTPAST développé dans cette thèse. Cet outil développé avec les systèmes d'information géographique prend en compte la dynamique spatio-temporelle de la végétation et du cheptel pour l’évaluation de l’ingestion et de l’excrétion animale à l’échelle de l'ensemble des occupations au sein d'un terroir. Un indicateur de risque intégré d'épuisement de la fertilité des terres a été conçu par exploitation à partir de variables de viabilité biophysiques relatives à l'utilisation de l'espace communautaire et de variables socio-économiques en lien avec la propriété des terres et du cheptel.Les bilans partiels obtenus à l'échelle du terroir montrent globalement un équilibre entre les flux de gestion agricoles et de l'élevage à l'échelle des terres des exploitations, avec des valeurs de N,P,K moyens respectifs de 0.3 ± 0.6, 1.2 ±0.2, 0.9 ± 0.5 kg/ha.Ce bilan fait ressortir une grande disparité entre les exploitations qui montrent un bilan fortement positif chez les propriétaires de bétail et négatif chez les villageois ayant très peu de bétail. Les indicateurs de risque, basés sur les facteurs de pression sur les terres, les dotations en terres et bétail par habitant, laissent apparaître qu'en dépit d'une faible intensification par la fumure, la pression agricole sur les terres combinée à la faible dotation des exploitations agricoles en bétail est un facteur de risque d'épuisement relatif de la fertilité des sols très élevé à l'échelle des villages. Ce qui peut compromettre la durabilité de l'agriculture dans ces régions. Les problèmes d'utilisation des ressources communautaires au profit des seuls propriétaires de bétail posent le problème en termes de politique foncière dans ces agroécosystèmes. Avec la pression agricole actuelle, un autre mode d'intensification agricole est à rechercher avec une politique foncière d'accès aux ressources équitable

Spatial modeling of organic and nutrients fluxes in Niger sahelian crop-livestock agro-ecosystems

L’agriculture et l’élevage occupent plus de 80% de la population des zones semi-arides de l’Afrique de l’Ouest. Ces populations en tirent l’essentiel de leur alimentation et de leurs revenus. L’un des problèmes de cette agriculture est la pauvreté des sols. Dans les pays comme le Niger où prédominent les agroécosystèmes culture élevage, le rôle du bétail dans le recyclage de la matière organique et des éléments minéraux azote, phosphore et potassium peut constituer un atout pour l’augmentation de la production agricole et animale et assurer une sécurité alimentaire durable. Les bilans et flux de ces matières organiques et éléments minéraux ont été utilisés comme indicateurs d’état qui caractérisent la durabilité des systèmes de production. Cette recherche porte sur l’évaluation de ces flux et bilans organiques et minéraux aux échelles de l'exploitation agricole et du terroir dans le sud-ouest du Niger et la mise au point d'un indicateur de risque d'épuisement de la fertilité des terres des exploitations. L'étude porte sur trois terroirs agropastoraux de cette région couvrant une superficie de 500 km2 et sur un échantillon de 461 exploitations agropastorales. Les trois terroirs diffèrent essentiellement par leur pression agricole sur les terres, et par l'importance de l'élevage. Dans ces systèmes mixtes culture-élevage, la dualité de l'organisation spatiale qui les caractérise avec une gestion des cultures à l'échelle parcellaire centralisée à l'échelle de l'exploitation agricole et une gestion de l'élevage liée aux ressources pastorales communautaires de tout le terroir, fait que les modèles classiques de gestion sont confrontés à cette intégration d'échelles. Deux modèles ont été donc été utilisés pour l’évaluation des flux et bilans partiels de N, P, K à des échelles différentes, celle de l’exploitation agricole et celle des occupations de sol à l’échelle du terroir. NUTMON, un modèle existant, est utilisé dans la détermination des flux à l’échelle de l’exploitation et de ses composants. La modélisation spatiale des flux à l’aide des systèmes d’information géographique est opérée par articulation de NUTMON avec l’outil NUTPAST développé dans cette thèse. Cet outil développé avec les systèmes d'information géographique prend en compte la dynamique spatio-temporelle de la végétation et du cheptel pour l’évaluation de l’ingestion et de l’excrétion animale à l’échelle de l'ensemble des occupations au sein d'un terroir. Un modèle de régression par quantile et de régression logistique polytomique on été utilisés pour la détermination d’un indicateur de risque. Cet indicateur de risque intégré d'épuisement de la fertilité des terres a été conçu par exploitation à partir de variables de viabilité biophysiques relatives à l'utilisation de l'espace communautaire et de variables socio-économiques en lien avec la propriété des terres et du cheptel. Les bilans partiels obtenus à l'échelle du terroir montrent globalement un équilibre entre les flux de gestion agricoles et de l'élevage à l'échelle des terres des exploitations, avec des valeurs de N,P,K moyens respectifs de 0.3 ± 0.6, 1.2 ±0.2, 0.9 ± 0.5 kg/ha. Ce bilan fait ressortir une grande disparité entre les exploitations qui montrent un bilan fortement positif chez les propriétaires de bétail et négatif chez les villageois ayant très peu de bétail. Les indicateurs de risque, basés sur les facteurs de pression sur les terres, les dotations en terres et bétail par habitant, laissent apparaître qu'en dépit d'une faible intensification par la fumure, la pression agricole sur les terres combinée à la faible dotation des exploitations agricoles en bétail est un facteur de risque d'épuisement relatif de la fertilité des sols très élevé à l'échelle des villages. Ce qui peut compromettre la durabilité de l'agriculture dans ces régions. Les problèmes d'utilisation des ressources communautaires au profit des seuls propriétaires de bétail posent le problème en termes de politique foncière dans ces agroécosystèmes. Avec la pression agricole actuelle, un autre mode d'intensification agricole est à rechercher avec une politique foncière d'accès aux ressources équitable.Agriculture (including crop and livestock) employs more than 80% of the work force in semi-arid regions of West Africa and provide most of the food requirements and incomes. In most developing countries, soil nutrient depletion is a major issue for soil degradation. Crop-livestock integration is an effective means by which nutrients can be rapidly recycled within and between farms. In West Niger, where mixed farming systems dominate, livestock's role in recycling organic matter and mineral nutrients (nitrogen, phosphorus and potassium) must be better assessed to increase production and ensure sustainable food security. Nutrient flows through forage uptake and excretion deposit by grazing livestock must be assessed at a wider scale than the farm. Organic matter and nutrients balance and fluxes were used as measurable criteria for sustainable agriculture production. This research focuses on these indicators assessments at farm, land use unit and village level. This study was conducted in three agropastoral territories in the Fakara region of western Niger (Dantiandou District) that lies between the Niger River to the west and the Dallol Boboye (Bosso), a fossil valley tributary of the Niger, to the east. The area has homogeneous geological characteristics and rainfall conditions, but land use history, human and animal population density and cropping intensity vary within the region. 461 farms were concerned. In the mixed crop-livestock systems, the duality of the spatial organization, crop management at field level and livestock management with communal rangeland is a major issue for nutrients balance and fertility management modeling. Two models were then used to assess flows and nutrients balances. The NUTMON Toolbox developed by Dutch researchers is used to assess agricultural fluxes at farm parcels level. Spatial modeling was done with NUTPAST, a GIS tool developed in this thesis framework to assess livestock intake and excretion fluxes at land use scale. This tool takes into account the spatiotemporal patterns of vegetation as well as livestock seasonal variation. Quantile regression analysis and multinomial polytomous logistic regression modeling was used to assess soil fertility depletion risk indicator based on farm agriculture viability variables and nutrients partial balance. The results obtained show a less negative partial nutrients balance than in previous studies when the livestock spatio-temporal effect is taken into account. The results bring functional improvement and analytical evaluation of flows and partial nutrients balance calculation, while taking into account the functions of livestock in the organic matter recycling. The overall partial balance of N, P, K are 0.3 ± 0.6, 1.2 ± 0.2, 0.9 ± 0.5 kg/ha. The review highlighted a wide disparity between farms which show a strongly positive balance among livestock owners and negative balance among Fakara small farmers with few land and livestock endowments. Owning animals allows some households to maintain soil fertility by capturing and mobilizing soil nutrients. Risk indicators, based on land pressure indicator at 3x3 km geographic grid level, livestock endowments and land per capita reveal that despite a slow intensification, the trend for a risk of relative depletion of soil fertility is very high. This trend may compromise the sahelian agriculture sustainability. The problems of unequal benefit from communal resources remain a big issue of the sahelian agriculture. With increasing pressure on land, it is necessary to look beyond the traditional free range communal grazing systems to more intensive alternatives and stronger land tenure policies