Silvopastoral Strategy and Sustainable Management of Forests in Morocco

In Morocco, forests act as a grazing reserve all year long and in a normal year produce 1.5 billion feed units, i.e. 17 % of the national forage assessment. The pastoral question is one of the factors involved in the desertification of forested areas against a bioclimatic background where more than 93% of the national territory is arid. In 2016, the Water and Forestry Department in cooperation with its partners, devised a nation-wide sylvo-pastoral strategy. The approach adopted consists in sustainably managing sylvo-pastoral resources over the long term based on good governance of all goods and services offered by forested areas. This sylvo-pastoral strategy deals with questions relating to the restoration of natural ecosystems, governance and access to resources, the revival of pastoral practices and capacity-building at the local level

Assessing the Impacts of Different Initiatives on the Rehabilitation of Pastoral and Silvopastoral Ecosystems: Big Data Oriented Approach

Moroccan forests, through the provision of goods and ecosystem services, underpins benefits to local communities and play a crucial role for rural area development. The legal framework recognizes to people, living near public forests, the right to graze their domestic livestock. Over the years, the grazing pressure is at levels far beyond the forestland’s carrying capacity throughout the country. Such pressure has been demonstrated as the main cause of forest cover loss and land degradation in Morocco and still threatening the sustainability of forests. To reduce the heavy grazing pressure on forest ecosystems and ensure their regeneration, several initiatives have been conducted such as the program of compensation for forest areas closed to grazing (CFCG), initiated by Moroccan forestry department. Socio-economic impact assessment of this mechanism was presented within several studies but its effectiveness for forest rangeland rehabilitation remains scarce and very spatially limited. To deal with this concern and to assess vegetation dynamics through various spatial and temporal scales, parcels concerned by CFCG and others within similar conditions was chosen. Time series of remotely sensed spectral indices at each parcel was used for vegetation cover dynamics assessment. Google Earth Engine platform (GEE) was used as computing plateform. As result, the spectral indices trends shown a long-lasting degradation tendency in areas planted without compensation compared to those concerned by CFCG. Such results were also verified using aerial images covering the analyzed parcels. As conclusion, within comparable conditions, CFCG improved vegetation cover trends. The use of GEE Platform simplified the process of treatment of remote sensed imagery and made it easy to assess the state of the vegetation and will be of great use in assessing the impacts of different programs and initiatives on the restoration of pastoral and silvopastoral ecosystems

Cloud Computing Solution for Monitoring Arid Rangeland Dynamics: Case of Moroccan Highlands and Southern Acacia Ecosystems

The wide availability of free satellite imagery, the recent development of cloud platforms dedicated to big spatial data (Big Data) that integrates both image archives from different providers, processing algorithms, distributed processing capabilities as well as an application programming interface (API) that facilitate scripting and automation process opened new perspectives for the use of vegetation observation time series over long timestamps and over large spatial scales (almost planetary). This work aims at harnessing these technologies and building up an automated solution to monitor rangeland rehabilitation dynamics in arid lands and to assess the effectiveness of stakeholder’s management strategies. Such solution is based on graphical user interface that facilitate the process and on the use of analysis functions relaying on analysing temporal trajectories (time series) of different spectral indices derived from satellite images (Landsat or Sentinel) at the required spatial analysis scale. The solution is implemented using java script as scripting language using the functions offered by GEE API. The graphical user interface of the first prototype is exploitable by the means of a standard web browser and it is accessible even to people without any background in regard to programming languages or to remote sensing skills. The process was tested for two arid sites on Morocco: acacia ecosystems on the southern part of Morocco and the highlands on Moroccan eastern parts mainly on sites recently rehabilitated. It has been qualified is promising solution

Modeling the spatial distribution of endemic species for their conservation: case of Argania spinosa (L.) Skeels

La conservation et la gestion des espèces endémiques, impose la connaissance de leurs aires de distribution potentielle et des facteurs environnementaux conditionnant ces répartitions. Ce travail vise l’identification des facteurs écologiques régissant la répartition géographique d’Argania spinosa et la cartographie de son aire potentielle sous les conditions climatiques actuelles et ce, pour une meilleure planification de sa gestion. L’approche d’entropie maximale a été utilisée. Le principal résultat est une carte de probabilité continue montrant l’aire potentielle de distribution de l’arganier au Maroc. Le modèle développé est d’excellente qualité. Il valide l’aire de répartition connue, et prédit la présence de l’espèce dans d’autres zones. Les variables les plus significatives conditionnant la distribution de l’arganier sont les précipitations du trimestre le plus froid, la saisonnalité de la température et l’humidité relative moyenne annuelle,Conservation and management of endemic species require knowledge of their potential distribution areas and the environmental factors controlling these distributions. This work aims to identify factors governing the geographical distribution of Argania spinosa and to map the potential distribution of this Moroccan endemic species. Suitability has been assessed under the current climatic conditions in order to ensure sustainable management of that species. The Maximum-Entropy algorithm was used as a Species Distribution Modeling approach to link species locations with environmental characteristics. The main result of the trained model is a continuous probability map showing the potential distribution area of the argan tree in Morocco. The predicted suitable area of Argania spinosa agrees well with documented range. In addition, other areas where the species does not occur presently, seem to be suitable under current climate conditions. Result obtained is a valuable tool for decision makers to better identify suitable sites for conservation and restoration. According to validation criteria, the developed model has an excellent predictive quality. The relative contribution of covariates shows that the most significant parameters explaining the spatial distribution of argan tree are the rainfall of the coldest quarter, seasonality of temperature and annual mean relative humidity

Predicting potential distribution area of thuriferous juniper (Juniperus thurifera) in Morocco

La conservation et la bonne gestion des espèces forestières menacées de dégradation, impose la connaissance de leurs aires de distribution potentielle et des facteurs environnementaux conditionnant leur répartition. Le présent article traite de l'identification des facteurs environnementaux régissant la répartition géographique du genévrier thurifère (Juniperus thurifera L. ssp. africana (Maire) Gauquelin & al.) au Maroc et la cartographie de son aire potentielle sous les conditions climatiques actuelles. L’approche adoptée s’est basée sur le recours à l’algorithme de maximum d’entropie. Le modèle ajusté a permis d'avoir une prédiction d’excellente qualité (AUC = 0,938). Les paramètres environnementaux les plus significatifs conditionnant la distribution du genévrier thurifère au Maroc sont la température minimale du mois le plus froid, la saisonnalité de la température et l'altitude. L’utilisation du modèle a permis d’établir la carte de l'aire potentielle. Celle-ci montre qu'une grande superficie des régions montagneuses de l'Atlas convient à l'expansion des peuplements du genévrier thurifère. L'aire de répartition actuelle ne représente que 5% de l'habitat favorable à cette espèce. Ces résultats pourraient aider les gestionnaires forestiers à mieux identifier les sites appropriés pour la réhabilitation de cette espèce vulnérable dont la superficie est en nette régression. Mots-clés : Maroc, Genévrier thurifère, Entropie maximale, MaxEnt, Modélisation, distribution des espèces, Variables bioclimatiquesConservation and good management of endangered forest species require knowledge of their potential spatial distribution and the environmental factors defining this distribution. The present paper deals with the identification of environmental factors controlling the spatial distribution of thuriferous juniper (Juniperus thurifera L. ssp. africana (Maire) Gauquelin & al.) in Morocco and the mapping of its potential distribution under current climatic conditions. The Maximum Entropy algorithm was used in this assessment. The adjusted model had an excellent predictive quality (AUC = 0.938). Environmental parameters that preclude the spatial distribution of thuriferous juniper are the minimum temperature of the coldest month, temperature seasonality and altitude. The potential area mapped showed that large parts of the Atlas Mountains are suitable to the expansion of Juniperus thurifera stands. Further, current species distribution represents only 5% of its suitable area. These findings will help decision makers and forest planners to better identify suitable sites to rehabilitate this vulnerable species, whose area is declining. Keywords: Morocco, thuriferous juniper, maximum entropy, MaxEnt, species distribution, modeling, bioclimatic variable

Classification binaire sur image satellitale multibandes pour la cartographie du recouvrement arboré (chêne-liège de la Maamora)

Dans cette étude, une classification dirigée binaire « arbre, non arbre», selon la méthode SVM (Support Vector Machine), a été testée pour la cartographie du recouvrement arboré des peuplements naturels de chêne-liège dans les cantons A, B et C de la forêt de la Maamora. L’image multibandes 2,5m de résolution utilisée est issue de la fusion d’une image SPOT multibandes de 10m et d’une image panchromatique Google Earth de 2,5m de résolution. Et pour permettre une lecture technique correcte des résultats obtenus, une carte des densités a été élaborée sur la base d’un quadrillage de 4 ha et selon les classes adoptées dans le cadre des études d’inventaire forestier national. Les résultats de la classification réalisée ont permis d’obtenir un coefficient kappa supérieur à 81,71%. Ils ont montré que la classe « arbre » ne couvre que 35% de la superficie de la zone d’étude, alors que la classe « non arbre » occupent les 65% restants. La carte des densités a permis de révéler des taux de l’ordre de 9%, 24%, 32% et 25% respectivement pour les classes « dense », « moyennement dense », « claire » et « éparse ». Les terrains vides dominent sur près de 9% de la superficie. Cette situation alarmante renseigne sur l’ampleur de la dynamique de dégradation caractérisant les peuplements naturels de chêne-liège de la Maamora, soumis à des pressions multiples. Une telle tendance est largement observée dans le cadre de plusieurs travaux de recherche conduits dans la zone d’étude

Mapping of fire intensity and of sensibility to crown fires in Mediterranean forests. Case of the province of Chefchaouen in northern Morocco

L’évolution actuelle du régime d’incendie de forêts pose de nouveaux défis quant aux pratiques habituelles des plans d’aménagement et stratégies de gestion de feux de forêts. La mise en œuvre d’actions savamment dosées sur le terrain en termes de sylviculture préventive, d’installation des points d’eau ou d’ouverture de tranchée pare-feu, nécessite une compréhension et une cartographie fine du comportement du feu. Le présent article vise, dans un premier lieu, à cartographier l’intensité de feu dans la province de Chefchaouen, une des régions les plus touchées par ce fléau au Maroc, en utilisant la formule Byram; la vitesse de propagation est estimée en utilisant les équations paramétriques issues du modèle physique FireStar, et la modélisation des vents en fonction du relief est réalisée par le logiciel Windninja. Dans un deuxième lieu, la spatialisation des zones sensibles aux feux de cimes a été réalisée en ayant recours au modèle de Nelson & Adkins. L’utilisation du model-builder d’ArcGIS a été d’une grande utilité pour automatiser la production des différentes cartes (carte d’intensité, carte de vitesse de propagation, hauteur des flammes...). Les résultats obtenus montrent que presque 55% des superficies boisées présentent une intensité moyenne à très élevée (> 1700 Kw/m) dont 11% avec des valeurs extrêmes de l’intensité (supérieur à 7000 kW/m). L’étude révèle aussi que 30 % des forêts dans la zone d’étude sont sensibles aux feux de cimes principalement situés dans les zones où la flamme dépasse les 2 m de hauteur. Par ailleurs, la modélisation des vents en fonction du relief en utilisant WindNinja montre que la vitesse utilisée en entrée (2,8 m/s) a été presque triplée (7,72 m/s) sur 83 % du territoire, et la vitesse de propagation atteint un maximum de 1,5 m/s (5,4 km/h) sur presque 10 % de la surface boisée.The current evolution of the forest fire regime poses new challenges to the usual practices of forest management plans and forest fires strategies. The implementation of wisely measured actions on the ground in terms of preventive silviculture, water points or fire breaks, requires a deep understanding and a fine mapping of the fire behaviour. This paper focuses first on mapping the fire intensity using the Byram formula in the province of Chefchaouen, one of the most affected regions by this scourge in Morocco. The fire speed of spread is estimated using the parametric equations derived from the physical model FireStar, the spatially varying wind fields according to the relief are carried out by the Windninja software. Secondly, the localization of sensitive areas to crown fires was carried out using the Nelson & Adkins model. The ArcGIS model-builder has been very useful to produce automatically all different maps (intensity map, propagation speed map, flame height, etc.). Results show that almost 55 % of forest areas have a fire intensity ranging from medium to very high (> 1700 Kw/m), among which 11 % with extreme intensity values (over 7000 kW/m). Also the study reveals that 30 % of the forests in the study area are sensitive to crown fires mainly located in zones with flames exceeding 2 m height. On the other hand, the spatially varying wind fields using WindNinja shows that the input wind speed (2.8 m/s) has almost tripled (7.72 m/s) on 83 % of the territory, and the propagation speed reaches a maximum of 1.5 m/s (5.4 km/h) on almost 10 % of the forested area

Analyse des tendances et des ruptures d’homogénéité dans les series des facteurs climatiques et de la végétation des forêts sud méditerranéennes. Cas de la suberaie de la Maâmora, Maroc

Cet article vise à analyser les chroniques des précipitations, températures et NDVI, générées d’images CHRIPS et MODIS, à l’échelle des cantons A, B et C de la Maâmora, en vérifiant si, durant la période 2001-2016, elles ont identifié des tendances et ruptures, et établi des relations de causalité. Les résultats de l’analyse statistique ont permis de (i) distinguer leur hétérogénéité spatiale et variabilité temporelle marquée par des pics, (ii) révéler un retard de deux mois pour reprendre le cycle du NDVI des cantons B et C, affectés par leur état de dégradation, l’allongement et l’accentuation de la sécheresse. Les tests de Mann-Kendall et Pettitt ont montré la présence de tendances et ruptures légèrement différentes selon les paramètres et les espaces, mais concordantes pour le NDVI du canton B caractérisant une chute depuis Mai-2005 (0.456-0.410). Elles joignent des tendances d’accentuation des Tmax d’été et Tmoy d’automne dudit canton ayant le minimum du NDVI et le maximum des précipitations. Soit l’opposé du canton A bénéficiant d’un adoucissement des Tmax repéré dès août-2008 (28.42°C-27.67°C). Il en découle l’absence de causalité explicite entre les facteurs climatiques étudiés et l’évolution du couvert végétal sous déterminisme d’autres pressions anthropozoïques

Vegetation Dynamics of North African Steppe (Case Study of the Moulouya Plateau In Morocco)

The North African steppe areas represent a heritage of great economic and ecological importance. These areas, which were once prosperous, are currently experiencing significant degradation and a decrease in productivity due to several factors. The objective of this study was to evaluate the dynamics of the steppe vegetation, identify the responsible factors, and present perspectives for their management and restoration. The methodological approach adopted for the characterization of climatic and socioeconomic conditions and the analysis of vegetation dynamics combined classical geomatics methods with a data mining method by mobilizing several sources and on important temporal horizons. This study was optimized by using the Google Earth Engine platform. Results showed that steppe areas are characterized by their plant richness and great potential for resilience despite their low vegetation cover. The analysis of the dynamics of change has highlighted a regressive trend in steppe vegetation during the study period (1995–2020). This study has been able to highlight the extent of the dynamics of the steppes in the study area during the last 26 years and to identify the human activity as the main trigger for the transformation that steppe areas are currently undergoing. Such results improve our knowledge of these areas and open perspectives for their management