50 years of woody vegetation dynamics in the Senegalese Sahel (Ferlo) : bases for a functional diversity approach

Sahelian woody vegetation has been the topic of many researches since the great drought that struck the Sahel in the 1970s-1980s. However, there is currently no consensus about the long-term trends of these savannas as observations sometimes seem contradictory according to the indicators used. Moreover, the observed trends often lack an understanding of the consequences on ecosystem functioning and subsequently on the provision of ecosystem services (ES), even if a decrease in ES is often assumed. As the inhabitants of the sylvo-pastoral zone of Senegal rely on these ES in their daily life, it is crucial to be able to predict the woody vegetation response to the current pressures acting on these ecosystems. In this research, we investigate the long-term trends of woody vegetation in order to discuss its persistence and its effects on two ecosystem functions (primary productivity and biogeochemical cycles) when facing three types of disturbances (drought, fire and grazing). This vegetation is examined from 1965 to 2018 using different indicators of the vegetation state and persistence, computed at several spatial scales and derived from multiple datasets (field inventory, remote sensing and literature). We first studied the spatial differentiation of the current woody vegetation according to the topography. Second, we evaluated changes since 1965 onward in terms of specific composition, density and woody cover. Third, we transposed the different indicators from the first two parts into a functional level of the woody communities, focusing on the vegetation response to pressure and effects on ecosystem. Based on this functional approach, we suggest some avenues for a potential management of this zone, in order to maintain the sylvo-pastoralism as land use.(AGRO - Sciences agronomiques et ingénierie biologique) -- UCL, 202

Low topographic positions enhance woody vegetation stability in the Ferlo (Senegalese Sahel)

Woody vegetation provides multiple services to the pastoralists in the Sahel and sincethedroughtof1972–1984, concerns have been raised about its persistence. Some studies have observed a decline in tree density and specific richness while others have reported a greening at a larger scale. In this study,an extensive field inventory was carried out around two deep wells in the Ferlo (Senegal).The influence of topography and proximity of deep wells on woody vegetation density, diversity and regeneration was studied. An analysis of the size class distribution was carried out to gain insight into the population dynamics of some species. This study highlights the key role of low topographic positions in favouring woody vegetatio nestablishment with a higher species richness and a greater density. The remoteness of deep wells seems to have no effect on these variables. The instability of several tree species populations was evident from the size class analysis. As large trees play an important role in hosting regeneration,the persistence of th ecurrent woody vegetation is threatened. Given the positive impact of depressions on woody vegetation, further research should focus on the setopographic features and their role as central pieces in a potential management plan

A Functional Trait-Based Approach to Evaluate the Resilience of Key Ecosystem Functions of Tropical Savannas

International audienceThe persistence of the woody vegetation of the Sahelian savannas, and their supported ecosystem functions, have been questioned since the great drought of 1970s–1980s. To assess the resilience of this vegetation to drought and grazing, we undertook a trait-based approach using field inventory, historical survey databases, and traits data literature. Using a hierarchical clustering approach, we gathered the species present from 1970 to 2015 into functional groups according to their effect traits related to primary productivity and biogeochemical cycles. First, we studied the evolution of functional redundancy (FRe) and response diversity (RDiv) of the functional effect groups to drought and grazing, two indicators of resilience, since the 1970s. Second, we looked at the spatial variation of these two indices in 2015, according to local topography. FRe and RDiv of 80% of the functional groups examined declined since 1970, endangering the persistence of the studied functions. Local topography strongly influenced current FRe and RDiv, with depressions presenting higher values. Finally, by examining species’ abundances, their regeneration, and the functional group to which they belong, we determined some key species that could benefit from protection to ensure the persistence of the ecosystem functions supported by the woody vegetation. This study has expanded knowledge about the savanna’s response to pressures and has shown how a functional traits-based approach could be an effective tool to guide the management of tropical savannas

A Functional Trait-Based Approach to Evaluate the Resilience of Key Ecosystem Functions of Tropical Savannas

The persistence of the woody vegetation of the Sahelian savannas, and their supported ecosystem functions, have been questioned since the great drought of 1970s–1980s. To assess the resilience of this vegetation to drought and grazing, we undertook a trait-based approach using field inventory, historical survey databases, and traits data literature. Using a hierarchical clustering approach, we gathered the species present from 1970 to 2015 into functional groups according to their effect traits related to primary productivity and biogeochemical cycles. First, we studied the evolution of functional redundancy (FRe) and response diversity (RDiv) of the functional effect groups to drought and grazing, two indicators of resilience, since the 1970s. Second, we looked at the spatial variation of these two indices in 2015, according to local topography. FRe and RDiv of 80% of the functional groups examined declined since 1970, endangering the persistence of the studied functions. Local topography strongly influenced current FRe and RDiv, with depressions presenting higher values. Finally, by examining species’ abundances, their regeneration, and the functional group to which they belong, we determined some key species that could benefit from protection to ensure the persistence of the ecosystem functions supported by the woody vegetation. This study has expanded knowledge about the savanna’s response to pressures and has shown how a functional traits-based approach could be an effective tool to guide the management of tropical savannas

Dynamique de la strate ligneuse

Avec un recouvrement moyen de 1 à 5 % pour la strate arborée et de 0 à 20 % pour la strate buissonnante, la densité des ligneux au Sahel est faible. Cependant, cette composante ligneuse est capitale dans ces écosystèmes à vocation essentiellement pastorale : durant la seconde partie de la saison sèche, 40 % du régime des bovins et 80 % de celui des petits ruminants proviennent du fourrage aérien. Les ligneux fournissent également de nombreux fruits comestibles qui entrent, avec les écorces et les feuilles, dans la composition de remèdes traditionnels ; le bois est utilisé en construction et comme combustible. Il est donc important de caractériser l’état de ces peuplements ligneux ainsi que leur évolution à long terme. En 2012, la végétation ligneuse a été étudiée sur 30 placettes d’un quart d’hectare sur la même zone d’échantillonnage que pour les herbacées (cf 1.3.). La circonférence, le diamètre du houppier et la hauteur de tous les individus adultes ont été mesurés et les régénérations comptabilisées. Des enquêtes auprès des populations ont également permis de compléter les données d’inventaires. La végétation ligneuse du bassin de collecte de la Laiterie du Berger est organisée en formation très ouverte, avec un couvert ligneux moyen (arbres et arbustes) de 3.3 % et une densité de 47 individus/ha. La strate arbustive y est dominante, avec une hauteur moyenne des individus adultes de 2.3 m. La flore compte 12 espèces, réparties en 8 familles avec une forte dominance du buisson Boscia senegalensis et de l’arbre sempervirent, Balanites aegyptiaca. Ces espèces particulièrement résistantes à la sécheresse, représentent respectivement 67 % et 19 % des individus (régénérations comprises). Les espèces Acacia senegal, Adansonia digitata, Combretum glutinosum, Faidherbia albida et Maerua crassifolia ne sont présentes qu’à l’état d’individus isolés. On note également la présence de la liane Leptadenia hastata et de Prosopis juliflora, une espèce exotique, introduite aux abords des villages

Dynamique de la strate ligneuse

Avec un recouvrement moyen de 1 à 5 % pour la strate arborée et de 0 à 20 % pour la strate buissonnante, la densité des ligneux au Sahel est faible. Cependant, cette composante ligneuse est capitale dans ces écosystèmes à vocation essentiellement pastorale : durant la seconde partie de la saison sèche, 40 % du régime des bovins et 80 % de celui des petits ruminants proviennent du fourrage aérien. Les ligneux fournissent également de nombreux fruits comestibles qui entrent, avec les écorces et les feuilles, dans la composition de remèdes traditionnels ; le bois est utilisé en construction et comme combustible. Il est donc important de caractériser l’état de ces peuplements ligneux ainsi que leur évolution à long terme. En 2012, la végétation ligneuse a été étudiée sur 30 placettes d’un quart d’hectare sur la même zone d’échantillonnage que pour les herbacées (cf 1.3.). La circonférence, le diamètre du houppier et la hauteur de tous les individus adultes ont été mesurés et les régénérations comptabilisées. Des enquêtes auprès des populations ont également permis de compléter les données d’inventaires. La végétation ligneuse du bassin de collecte de la Laiterie du Berger est organisée en formation très ouverte, avec un couvert ligneux moyen (arbres et arbustes) de 3.3 % et une densité de 47 individus/ha. La strate arbustive y est dominante, avec une hauteur moyenne des individus adultes de 2.3 m. La flore compte 12 espèces, réparties en 8 familles avec une forte dominance du buisson Boscia senegalensis et de l’arbre sempervirent, Balanites aegyptiaca. Ces espèces particulièrement résistantes à la sécheresse, représentent respectivement 67 % et 19 % des individus (régénérations comprises). Les espèces Acacia senegal, Adansonia digitata, Combretum glutinosum, Faidherbia albida et Maerua crassifolia ne sont présentes qu’à l’état d’individus isolés. On note également la présence de la liane Leptadenia hastata et de Prosopis juliflora, une espèce exotique, introduite aux abords des villages