Spatio-temporal Dynamics of Land Use and Land Cover in the Alibori Basin in Northern Benin Republic (West Africa)

Forest ecosystems of the Alibori basin are subject to multiple anthropogenic pressures witch therefore modify their land use and their land cover. This research aims at analyzing the spatio-temporal dynamics of land use and land cover in the Alibori basin in Northern Benin. The methodological approach used is based on the diachronic analysis of land cover from Landsat 2, 7, and 8 satellite images acquired respectively in 1980, 2000, and 2020, and the evaluation of land cover change parameters (conversion rate, level of deforestation, intensity and speed of change of land cover units). The results obtained reveal that the number of classes has increased from 8 to 9 with the appearance of plantations between 1980 and 2000. Between 1980 and 2020 the basin recorded a degradation of forest formations and an anthrogenization of savannah formations. The intensity and speed of loss of area are quite rapid in dense dry forests, open forests, and wooded savannahs between 1980 and 2020. The average rate of deforestation decreased from 1.27% annually between 1980 and 2000 to 1.26% annually between 2000 and 2020

Analyse Spatiale du Potentiel en eau Souterraine dans le Bassin du Zou au Sud du Benin (Afrique de L'ouest)

In the granite-gneiss basement of the Zou basin, drinking water access is mainly provided by fracture aquifers. In order to facilitate the borehole drilling, this study, on one hand, established the fracture map and on the other hand evaluated the groundwater potential in this part of Benin. First, Sobel directional filters are used to extract a representation of the fracture network. From these data, three majority directions are identified: N180-N30, N90- N110 and N60-N70. Other minority groups, in particular, N130-N140, also affect these crystalline and crystallophyllian formations. The fracture lengths are concentrated in a range of 1 to 2 km (65 %) and the extreme values lower than 1 km and greater than 2 km are respectively 12.7 % and 22 %. This set of direction reveals an average fracture density of 2.4 km.km-2 with areas such as the South of Iroukou having low values (0.8 ± 0.9 km.km-2 ) and high values in Dassa (5.2 ± 0.9 km.km-2 ). These results are useful for drilling because more than 60% of boreholes located within 200 m of an identified fracture is positive. In addition, other maps such as alteration thickness, lithology, drainage, rainfall, and slope are confronted with fracture density using multicriteria decision analysis. Based on the contribution of each map to groundwater availability, the weights are 0.158, 0.074, 0.126, 0.302, 0.065 and 0.275, respectively. It turns out after spatial analysis that the basin is characterized by a very low (9.2 %) to low (18 %) potential towards Djidja, Gangan and Glazoué, moderate (24.7 %) in the Zoudji and Yagbo and good (27.5 %) to very good (20.6 %) around Savalou. The water potential of these blocks of aquifers can change significantly even at the local scale. Despite the constraints, these resources are essential to achieving the Sustainable Development Goal 6 in the basin, of course after a thorough study of the aquifers in order to guarantee drinking water supply of the populations and the durability of the boreholes.Dans le socle granito-gneissique du bassin du Zou, l'accès à l'eau potable est principalement assuré par les aquifères de fractures. Dans l'optique de faciliter l'implantation des forages, cette étude d'une part a établi la carte de fractures et d'autre part évalué le potentiel en eau souterraine dans cette partie du Bénin. D'abord les filtres directionnels Sobel sont utilisés pour extraire une représentation du réseau de fractures. De ces données, trois familles de directions majoritaires sont identifiées : N180-N30, N90-N110 et N60-N70. D'autres minoritaires notamment N130-N140 affectent aussi ces formations cristalline et cristallophyllienne. Les longueurs de fractures se concentrent dans un intervalle de 1 à 2 km (65 %) et les extrêmes inférieurs à 1 km et supérieurs à 2 km donnent respectivement 12,7 % et 22 %. Cet ensemble de direction révèle une densité de fractures moyenne de 2,4 km/km2 avec des zones telles que le Sud de Iroukou de faible valeur (0,8 km/km2 ) et Dassa de forte densité (5,2 ± 0,9 km/km2 ). Ces résultats sont utiles à l'implantation car plus de 60 % des forages situés à moins de 200 m d'une fracture identifiée est positif. De plus, d'autres cartes telles que l'épaisseur d'altération, la lithologie, le drainage, la hauteur de pluies et la pente sont confrontées à la densité de fractures à l'aide de l'analyse multicritère de décision. Selon la contribution de chaque carte à la disponibilité des eaux souterraines, les poids sont respectivement : 0,158 ; 0,074 ; 0,126 ; 0,302 ; 0,065 et 0,275. Il ressort de l’analyse spatiale que le bassin est caractérisé par un potentiel très faible (9,2 %) à faible (18 %) vers Djidja, Gangan et Glazoué, modéré (24,7 %) dans les environs de Zoudji et Yagbo et bon (27,5 %) à très bon (20,6 %) vers Savalou. Le potentiel en eau de ces blocs d'aquifères peut varier de façon significative même à l'échelle locale. Malgré les contraintes, cesressourcessont essentielles à l'atteinte de l'Objectif de Développement Durable 6 dans le bassin, bien entendu après une étude approfondie des aquifères afin de garantir l’approvisionnement en eau potable des populations et la pérennité des forages

Rate Of Land Cover Change And Its Determinants In The Soudano-Guinea Transition Zone Of Benin Republic

The paper assesses land cover dynamics and its associated drivers in the soudano-guinea transition zone of Benin Republic, using both spatial and non-spatial data. Multispectral and multi temporal Landsat imageries (Landsat TM of 1986, ETM+ of 2000 and OLI-TIRS of 2013) were used for the analysis of land cover dynamics through a supervised classification. Logistic Multiple Regression model is used to analyse the relationship between the rate of land cover change and nine explanatory variables considered as potential factors of land cover change rate. Land cover change rate was estimated to an average of -4.34% annually. This rate appears higher than the national rate estimated at -1.2% by Food and Agriculture Organization (FAO). The rate of change classified into four modalities ranging from -8.77 to -1.13, show a gradual decrease towards the northern part of the study area. From the R2, it is observed that the nine variables explained about 35.30% of the occurrence of land cover change. Variables such as ‘rank of agriculture in the source of income’ and ‘accessibility’ are significantly influencing the rate of land cover change in the study area.  The paper further advocates for the need to dwell more on indirect factors which remotely influence environmental dynamics. Key Words: Land cover, Rate of change, Benin, Logistic multiple regression, Determinant

Scénario socio-économique et écologique des changements de l’occupation des terres au Bénin

This study appreciates the dynamic of land cover in a faraway or middle future. It is based on a combinatory approach that integrates spatial remote sensing, geographic information system and cellular automata techniques. Landsat TM of 1986, ETM of 2000 and NigeriaSat1 of 2006 images were used for the extraction of land cover information. These information were processed and converted to ASCII format in ArcGIS and then recuperated in SPACELLE cellular automata application model, where predictions of land cover were made towards 2025 and 2034, under defined conditions. The change detection reveals a progressive trend of farm and fallow lands, shrub and woody savannah between 1986 and 2006. Dense forest and gallery forest presented a regressive trend in the four landscape units selected. The socio-economic scenario reveals that vegetation formations will almost disappear at the profit of farm and fallow lands and settlements in 2016, 2025, trend that will be consolidated in 2034. The ecological scenario has turned to an environmental stability scenario that translated into a relative dynamic of land cover units. It preserves the resources because their degree of degradation will be low

Scénario socio-économique et écologique des changements de l’occupation des terres au Bénin

This study appreciates the dynamic of land cover in a faraway or middle future. It is based on a combinatory approach that integrates spatial remote sensing, geographic information system and cellular automata techniques. Landsat TM of 1986, ETM of 2000 and NigeriaSat1 of 2006 images were used for the extraction of land cover information. These information were processed and converted to ASCII format in ArcGIS and then recuperated in SPACELLE cellular automata application model, where predictions of land cover were made towards 2025 and 2034, under defined conditions. The change detection reveals a progressive trend of farm and fallow lands, shrub and woody savannah between 1986 and 2006. Dense forest and gallery forest presented a regressive trend in the four landscape units selected. The socio-economic scenario reveals that vegetation formations will almost disappear at the profit of farm and fallow lands and settlements in 2016, 2025, trend that will be consolidated in 2034. The ecological scenario has turned to an environmental stability scenario that translated into a relative dynamic of land cover units. It preserves the resources because their degree of degradation will be low

Scénario socio-économique et écologique des changements de l’occupation des terres au Bénin

Cette étude apprécie la dynamique de l’occupation des terres et son probable devenir dans un avenir moyen et lointain au Centre du Bénin. Elle se base sur une approche combinatoire qui intègre la télédétection spatiale, les systèmes d’information géographique et les automates cellulaires. Des images Landsat TM de 1986, ETM de 2000 et NigeriaSat1 de 2006 ont été utilisées pour l’extraction des informations sur l’occupation du sol. Ces informations ont été traitées et converties sous format ASCII dans ArcGIS, puis récupérées dans le modèle des automates cellulaires SPACELLE où des projections ont été faites aux horizons 2025 et 2034, suivant deux scénarios qui pourraient se produire sous des conditions socio-économiques définies. La détection des changements indique une tendance progressive des champs et jachères, les savanes arborées et arbustives entre 1986 et 2006. Quant à la forêt dense et la forêt-galerie, elles présentent une tendance régressive au niveau des quatre unités paysagiques sélectionnées. Le scénario socio-économique révèle que les formations végétales vont quasiment disparaître au profit des champs et jachères et des agglomérations en 2016, 2025, tendance qui va se consolider davantage en 2034. Le scénario écologique a tourné à un scénario de stabilité environnementale, se traduisant par une dynamique relative, mais qui préservera les ressources surtout les formations végétales, car leur degré de dégradation ne sera pas aussi élevé.This study appreciates the dynamic of land cover in a faraway or middle future. It is based on a combinatory approach that integrates spatial remote sensing, geographic information system and cellular automata techniques. Landsat TM of 1986, ETM of 2000 and NigeriaSat1 of 2006 images were used for the extraction of land cover information. These information were processed and converted to ASCII format in ArcGIS and then recuperated in SPACELLE cellular automata application model, where predictions of land cover were made towards 2025 and 2034, under defined conditions. The change detection reveals a progressive trend of farm and fallow lands, shrub and woody savannah between 1986 and 2006. Dense forest and gallery forest presented a regressive trend in the four landscape units selected. The socio-economic scenario reveals that vegetation formations will almost disappear at the profit of farm and fallow lands and settlements in 2016, 2025, trend that will be consolidated in 2034. The ecological scenario has turned to an environmental stability scenario that translated into a relative dynamic of land cover units. It preserves the resources because their degree of degradation will be low

Dynamique spatiale et structure du paysage dans la commune de Zè, Bénin

International audienceAu Bénin, l’altération du couvert végétal par les actions anthropiques entraine des modifications au sein de la configuration du paysage. Le présent travail a pour objectif d’évaluer les liaisons entre les éléments du paysage, leurs influences réciproques et les principales transformations observées dans le temps et dans l’espace pour une gestion rationnelle et durable de la commune de Zè au Bénin. Il a été possible à travers la combinaison des techniques de la télédétection, des SIG et de l’écologie du paysage. Ainsi, les images satellitaires TM (1986), ETM+ (2000) et OLI - TIRS (2018) de Landsat ont été utilisées et traitées par la méthode de classification supervisée avec l’algorithme de Maximum de vraisemblance avec Envi 5.2. Des indices qui intègrent la mesure de la composition et de la configuration paysagère ont été sélectionnés pour l’analyse quantitative du paysage à l’aide du logiciel Fragstats 4.2. Il a été observé des changements spatio-temporels dans le paysage. Les mosaïques de champs et jachères qui occupaient 27,59 % en 1986 ont progressé en 2018 avec 43,80 % tandis que les forêts dégradées au cours de ces mêmes dates ont régressé respectivement de 19,34 % à 0,65 %. Cela a entrainé la diminution de 37 % du nombre total de taches et celles de l’indice de Shannon qui est passé de 1,77 bits à 1,50 bits respectivement de 1986 à 2018. De ce fait, il faut retenir une tendance d’homogénéisation et de fragmentation du paysage naturel qui s’est transformé en paysage artificiel par agrégation. Cette tendance sera maintenue si aucune mesure n’est prise

Analyse spatiale multicritère et identification des sols propices à la production du maïs à Ouessè au Bénin

Au Bénin, le maïs occupe une place prépondérante dans le tissu productif. Il constitue le principal aliment de base de toute la partie méridionale du pays soit les 2/3 de la population nationale. Malgré cette importance, son développement rencontre d’énormes difficultés. La présente étude vise à contribuer à une amélioration de la production du maïs dans la commune de Ouessè au Bénin. La méthodologie utilisée est basée sur les techniques des SIG couplées avec les méthodes d’analyse multicritère à partir des données des composantes physico-chimiques du sol. Les résultats obtenus révèlent que la commune de Ouessè présente un niveau d’aptitude des sols élevé à la production du maïs. Elle totalise environ 9,67 % de zone moyennement apte, 17,73 % de zone d’aptitude élevée et 72,62 % de zone d’aptitude très élevée.In Benin, maize is very important in the agricultural production system. It is the basis for food consumption in the southern part of the country which constitutes about 2/3 of the national population. Despite this, its development is facing some enormous challenges. This study aims at contributing to the improvement of the maize production in Ouessè district in the centre of Benin. The methodology used, based on GIS technique coupled with multicriteria analysis using physio-chemical soil component. The result reveal that Ouessè district have high level of soil suitability for maize. It add up 9,67 % mean suitability area, 17,73 % of favorable and 72,62 % of very favorable

Fracture aquifers identification in the Zou basin (West Africa) using remote sensing and GIS

The riparian communities of the Zou basin of West Africa rely heavily on drinking water supplied by fractured aquifer systems. This study aims to provide accurate fracture maps and derived products (fracture density, coincidence map and cross-points) using Landsat 8 (visible and infrared bands) and PALSAR DEM datasets with borehole data collected from the national integrated database. Digital image processing techniques through image enhancement and directional Sobel filters application were used to analyse Landsat 8 and PALSAR data. Results show that the main orientations of fractures are N10-N20, N90-N100 and N180 for the visible, N10-N20, N40-N50, N90, N140 and N180 for the infrared and for the PALSAR DEM, they are N10-N20, N90-N100 and N170-N180. The fracture length overall interval is 0.15 to 21.2 km and the cumulative length of each fracture map is adjusted to power law with characteristic of exponent respectively 0.86, 0.91 and 0.96. The chi square test of cumulative length versus class frequency reveals a significant relationship for the visible and PALSAR fracture maps. Although, the calculated is greater than the theoretical chi square for the infrared, there is a strong and positive correlation for the three fracture maps (0.94, 0.99 and 0.98). More than 50% of the fracture cross-points (CP) occurs with the North-South (NS) orientations. The coincidence map analysis shows that the PALSAR fracture map has the highest ratio of 0.88, proving it should prioritize over the visible and infrared maps. High flow (Q  5 cubic m/h) boreholes located near the N10, N20 and N180 main orientations are more than 50% confirming their significant contribution to aquifers’ productivity. The spatial and statistical analyses of these fractured aquifers are critical to improve drinking water access and water resources planning for the basin communities