Evolution des paysages Sahélines au cours des six dernières décennies dans la région de Niamey : de la disparition de la brousse tigrée à l'encroutement de surface des sols

International audienceIn the Sahel, the rapid increase of the population during the last decades and the climate variation lead to an important environmental degradation. This work aims to measure the impacts of the human pressure on ecosystem during the six last decades. A diachronic cartography of a 100 km² area close to Niamey was done with aerial photographs (1950 and 1975) and GPS measurements (2009). Results showed that the tiger bush vegetation was completely cleared between 1950 and 2009 while the fallow decreases from 7 % to 1 %. In the sandy valley, the increase of cultivated fields from 20,7 % (1950) to 69,4 % (1975) favoured wind and water erosions which allowed surface soil crusting. Between 1975 and 2009, the bare crusted soil dramatically developed at the expense of the cultivated area which represents only 54,4 % of the studied area. The valleys are going to be overloaded because of high sedimentation rate (> 4 cm per year).Au Sahel, l'explosion démographique de ces dernières décennies et les variations climatiques ont provoqué d'importants changements environnementaux. L'objectif de ce travail est de mesurer les impacts de la pression anthropique sur les écosystèmes dans la région de Niamey au cours des six dernières décennies. L'étude est fondée sur une cartographie diachronique d'une aire de 100 km² située près de Niamey au moyen de photographies aériennes (1950 et 1975) et relevés au GPS (2009). Il est apparu ainsi qu'entre 1950 et 2009, la végétation de la brousse tigrée a été complètement déboisée. Dans les vallées sableuses, les surfaces cultivées ont connu une extension passant de 20,7 % à 69,4 % entre 1950 et 1975. Ceci a favorisé l'emprise des érosions hydrique et éolienne qui ont abouti à une dégradation des terres par encroûtement des sols. Celui-ci est à l'origine de la baisse des surfaces cultivées entre 1975 et 2009 (de 69,4 % à 54,4 %). Dans les bas- fonds, la tendance est au comblement du fait d'un taux de sédimentation de plus de 4 cm par an

Evolution des paysages Sahélines au cours des six dernières décennies dans la région de Niamey : de la disparition de la brousse tigrée à l'encroutement de surface des sols

International audienceIn the Sahel, the rapid increase of the population during the last decades and the climate variation lead to an important environmental degradation. This work aims to measure the impacts of the human pressure on ecosystem during the six last decades. A diachronic cartography of a 100 km² area close to Niamey was done with aerial photographs (1950 and 1975) and GPS measurements (2009). Results showed that the tiger bush vegetation was completely cleared between 1950 and 2009 while the fallow decreases from 7 % to 1 %. In the sandy valley, the increase of cultivated fields from 20,7 % (1950) to 69,4 % (1975) favoured wind and water erosions which allowed surface soil crusting. Between 1975 and 2009, the bare crusted soil dramatically developed at the expense of the cultivated area which represents only 54,4 % of the studied area. The valleys are going to be overloaded because of high sedimentation rate (> 4 cm per year).Au Sahel, l'explosion démographique de ces dernières décennies et les variations climatiques ont provoqué d'importants changements environnementaux. L'objectif de ce travail est de mesurer les impacts de la pression anthropique sur les écosystèmes dans la région de Niamey au cours des six dernières décennies. L'étude est fondée sur une cartographie diachronique d'une aire de 100 km² située près de Niamey au moyen de photographies aériennes (1950 et 1975) et relevés au GPS (2009). Il est apparu ainsi qu'entre 1950 et 2009, la végétation de la brousse tigrée a été complètement déboisée. Dans les vallées sableuses, les surfaces cultivées ont connu une extension passant de 20,7 % à 69,4 % entre 1950 et 1975. Ceci a favorisé l'emprise des érosions hydrique et éolienne qui ont abouti à une dégradation des terres par encroûtement des sols. Celui-ci est à l'origine de la baisse des surfaces cultivées entre 1975 et 2009 (de 69,4 % à 54,4 %). Dans les bas- fonds, la tendance est au comblement du fait d'un taux de sédimentation de plus de 4 cm par an

Spatial dynamic of mobile dunes, soil crusting and Yobe’s bank retreat in the Niger’s Lake Chad basin part: Cases of Issari and Bagara

The process of desertification is accelerated in the northern part of Lake Chad basin since the early 1970. Those processes linked to the recurrent drought and a heavy human pressure induced a great environmental damages. So this study based on diachronic cartography (1957, 1975 and 2007) aimed to describe and quantify the degradation dynamics in the contrasting Niger’s Lake Chad basin part. Thus significant environmental changes have been observed in this area from 1957 to 2007. Indeed in the Manga, the natural commodities and fields were threatened by mobile dunes making blocking with sand: the mobile dunes spread from ~200 ha in 1975 to ~900 ha in 2007 while they had not watched in 1957. In the fluvio-deltaic area of Kadzell, the soil crusting and the Yobe River retreat remain the major damages. The crusting area has been multiplied by more than two while the lateral migration of the Yobe bank reached near of 3 m.yr-1. This study highlights the key role of man in the process of degradation related to climate parametersKey words: Lake Chad, degradation dynamics, soil crusting, dunes, human activities

Erosion in cultivated field in Niger : actual and recent dynamics in liaison with human pressure and climatic changes

Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l’érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l’exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l’explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l’origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d’importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d’abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s’est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l’étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s’appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l’érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d’interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N – 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l’évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d’un seuil de 2% et l’érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l’encroûtement des sols. Il est probable qu’à la faveur combinée de la mise en culture de l’ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d’érosion et d’encroûtement s’est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d’enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l’étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l’érosion à partir du milieu des années 80.Sahelian ecosystems, especially those installed on sandy soils react very quickly and intensely to small climatic changes. In this semi-arid area, wind erosion which occurs mainly on cultivated millet fields and is threatening the sustainable use of land resources. Furthermore, the rapid population growth and the severe droughts of the twentieth century have had important impacts on ecosystems. To better manage this fragile environment, it is important first to understand how it works. This thesis was included in the framework of the AMMA project (African Monsoon Multidisciplinary Analyses) and was in the heart of a CORUS 2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) program which aimed to study wind erosion of cultivated sandy soils in the region of Niamey. The strategy followed in this study was based on detailed experimental measurements aiming to precisely quantify and understand current environment dynamics and more precisely, wind erosion dynamics. The results of experimental measurements were used to explain the changes we observed on small catchments of two permanent lakes near Niamey: Bangou Bi and Bangou Kirey (13.51 ° N - 2, 21 ° E). The sediment cores collected in these lakes were then analyzed in light of their catchments changes during the last century. In this study, we highlighted the major role of crop residues cover in traditionally cultivated field against wind erosion. Even at extremely low cover rate, they provide efficient protection for soils. However, below a threshold of 2%, their efficiency dramatically decrease and wind erosion caused large amount of soil losses (in average 130 t per year) and is actively involved in soil crusting. It is likely that this mechanism (wind erosion due very low crop residue cover and soil crusting) occurred by the middle of eighties due to the combined effects of generalized soil cultivation and sever drought of 1985. These processes explained the large degradation of the lakes watersheds we observed from surveys and diachronic mapping between 1975 and 2009. With sediment core analyses, we proposed a model of sedimentation in the Niamey lakes. This model suggests increasing erosion since the 1980’s. From the study of sediments core collected in lakes, we proposed a model explaining sedimentation that suggests an intensification of erosion from the mid 80s

Erosion en milieu sableux cultivé au Niger : dynamique actuelle et passée en liaison avec la pression anthropique et les changements climatiques

Sahelian ecosystems, especially those installed on sandy soils react very quickly and intensely to small climatic changes. In this semi-arid area, wind erosion which occurs mainly on cultivated millet fields and is threatening the sustainable use of land resources. Furthermore, the rapid population growth and the severe droughts of the twentieth century have had important impacts on ecosystems. To better manage this fragile environment, it is important first to understand how it works. This thesis was included in the framework of the AMMA project (African Monsoon Multidisciplinary Analyses) and was in the heart of a CORUS 2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) program which aimed to study wind erosion of cultivated sandy soils in the region of Niamey. The strategy followed in this study was based on detailed experimental measurements aiming to precisely quantify and understand current environment dynamics and more precisely, wind erosion dynamics. The results of experimental measurements were used to explain the changes we observed on small catchments of two permanent lakes near Niamey: Bangou Bi and Bangou Kirey (13.51 ° N - 2, 21 ° E). The sediment cores collected in these lakes were then analyzed in light of their catchments changes during the last century. In this study, we highlighted the major role of crop residues cover in traditionally cultivated field against wind erosion. Even at extremely low cover rate, they provide efficient protection for soils. However, below a threshold of 2%, their efficiency dramatically decrease and wind erosion caused large amount of soil losses (in average 130 t per year) and is actively involved in soil crusting. It is likely that this mechanism (wind erosion due very low crop residue cover and soil crusting) occurred by the middle of eighties due to the combined effects of generalized soil cultivation and sever drought of 1985. These processes explained the large degradation of the lakes watersheds we observed from surveys and diachronic mapping between 1975 and 2009. With sediment core analyses, we proposed a model of sedimentation in the Niamey lakes. This model suggests increasing erosion since the 1980’s. From the study of sediments core collected in lakes, we proposed a model explaining sedimentation that suggests an intensification of erosion from the mid 80s.Les écosystèmes sahéliens, et tout particulièrement ceux qui se développent sur des sols sableux, réagissent très vite et très intensément aux moindres changements climatiques. Dans cette zone semi-aride, l’érosion éolienne qui affecte essentiellement les surfaces cultivées met en péril l’exploitation durable des ressources en terre. Par ailleurs, l’explosion démographique de ces dernières décennies et les grandes crises climatiques à l’origine des sécheresses du vingtième siècle ont eu d’importantes répercussions sur le milieu. Pour gérer au mieux ce milieu fragile, il importe d’abord de bien comprendre son fonctionnement. Ce travail de thèse s’est donc inscrit dans le programme de recherche AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson africaine) et se situe au coeur du programme CORUS2 (Coopération pour la Recherche Universitaire et Scientifique) concernant essentiellement l’étude de la dynamique éolienne des sols sableux cultivés de la région de Niamey. La stratégie suivie au cours de cette étude a été de s’appuyer sur un important dispositif de mesures expérimentales pour comprendre au mieux et quantifier le fonctionnement actuel du milieu essentiellement vis-à-vis de l’érosion éolienne. Ces mesures expérimentales ont permis d’interpréter les changements que nous avons pu mettre en évidence sur un ensemble de terroirs proches de Niamey qui constituent les bassins versants de deux lacs permanents récents : Bangou Bi et Bangou Kirey (13,51° N – 2,21° E). Les enregistrements sédimentaires recueillis dans ces lacs ont ensuite été analysés en regard de l’évolution de leur bassin versant. Au cours de cette étude nous avons mis en évidence le rôle majeur des résidus de culture dans les champs traditionnels et montré que même à des taux de recouvrement extrêmement bas, ils constituent une protection pour les sols. Cependant leur efficacité chute en deçà d’un seuil de 2% et l’érosion éolienne déplace alors des quantités considérables de terres (130 t/an en moyenne) et participe activement à l’encroûtement des sols. Il est probable qu’à la faveur combinée de la mise en culture de l’ensemble des versant avant 1975 et de la sécheresse de 1985, un tel processus d’érosion et d’encroûtement s’est mis en place expliquant ainsi la dégradation considérable du milieu que nous avons mise en évidence entre 1975 et 2009 à partir d’enquêtes auprès des population et par la cartographie diachronique des petits bassins versant étudiés. A partir de l’étude des sédiments collectés dans les lacs, nous avons pu proposer un modèle de mise en place de ces sédiments qui suggère une intensification de l’érosion à partir du milieu des années 80

Wind erosion as a footprint of evolving Sahelian agro-pastoral systems: acase study in southwestern Niger

International audienc

Au Niger, un paysage sahélien façonné par l'homme

National audienc

Le cycle des aérosols terrigènes au Sahel : ce qu'AMMA nous a appris

Les aérosols terrigènes sont une composante majeure de l'atmosphère au Sahel. Leurs impacts, notamment sur le climat, les cycles biogéochimiques et la santé, en font un objet d'étude tout à fait d'actualité. Pour quantifier ces impacts, il faut d'abord connaître précisément le cycle de ces aérosols (émission, transport, dépôt) et identifier les facteurs qui le contrôlent afin de le modéliser. Dans cet objectif, des expériences intensives ou sur le long terme, faisant appel à des dispositifs de mesure originaux, ont été mises en place grâce au programme AMMA. Cet article rassemble les principaux résultats acquis au cours de ces campagnes. Ils ont permis de mettre en évidence le rôle des états de surface et de la dynamique atmosphérique sur les concentrations en aérosols terrigènes au Sahel et plus particulièrement la contribution majeure des apports sahariens à ces concentrations.Dust emitted from soil by wind erosion is a main atmospheric compound in the Sahel. Its impacts on climate, biogeochemical cycles and human health explain the present increasing interest of this topic. The different terms of the dust life cycle (emission, transport, deposition) and the parameters controlling this cycle have to be understood and described. The following step is to model the dust cycle to quantify these impacts. In this objective, intensive and long term observing periods, using original experimental set up, were implemented in the frame of AMMA project. This paper summarizes the most significant results obtained during these campaigns. They highlight the major role played by surface features and atmospheric dynamics on dust concentrations in the Sahel as well as the major contribution of Saharan emissions to the Sahelian dust load

Impact of very low crop residues cover on wind erosion in the Sahel

International audienceIn the Sahel, with average annual precipitation in the order of 500 mm yr− 1, wind erosion occurs mainly on cultivated millet fields whose surfaces are only partially covered by crop residues. The impact of these residues on wind erosion was not clearly established. The objective of this study is thus to quantify the actual amount of crop residues in traditional Sahelian fields and to determine their impacts on wind erosion by reference to a bare surface throughout the seasonal cycle over several years. At the beginning of the year during dry season, Sahelian farmers use to "clean" their fields, i.e. cut and lay flat on the soil surface any millet stalks still standing and yearly sprouts of shrubs. After this clearing, the crop residues cover (CRC) regularly decreases passing from 12% to less than 2% four months later. On traditional cultivated plot, crop residues efficiently prevent soil losses by wind erosion during the dry season and considerably reduce erosion fluxes at the beginning of the rainy season. However, for CRC lower than 2%, wind velocities were sufficient to produce important erosion even during dry season. A minimal cover rate of about 2% (100 kg ha− 1) thus appears as critical to reduce wind erosion. This reduction is driven by the higher aerodynamic roughness length which increases the wind erosion threshold velocity. If field clearing is made in January, as currently done, the CRC just after clearing should be about 800 kg ha− 1 to maintain CRC above 2% at beginning of the rainy season when wind velocities are the highest and wind erosion the most intense. Our results also demonstrate that during the second part of rainy season wind erosion is reduced, not so much due to vegetation development but rather to a decrease in the number and the intensity of high winds events