Identification of areas affected by desertification in Niger using low resolution satellite data

Abstract

In order to identify areas where desertification may have occurred over the last two decades, 109 stations located in three bioclimatic zones of Niger are analyzed. Time series of remote sensing data are well suited to this task. Here, we use time series of NOAA AVHRR normalized difference vegetation index (NDVI) data and rainfall data. In this study, trend analysis is used to identify areas within the biomes from 1981 to 1999 in Niger with apparent land degradation in semi-arid areas. It appears that most of Niger (98%) recorded increasing rainfall while only 76% experienced increasing maximum NDVI. However, the combination of the two variables through the ratio shows a widespread reduction of the rain-use efficiency with non significant trend for the stations located in northern Sahel (p=0.52), highly significant for those located in central Sahel (p=0.00009) and significant in southern Sahel (p=0.041). Overall, 75.3% of the sample recorded a significant reduction of the NDVIMax/RR ratio. Only one station out of four (24.7%) presented a stability of the ratio. These negative trends suggest a progressive diminution of the vegetation productivity as highlighted by the lowering of the NDVIMax/RR ratio. This situation suggest a consistently environmental degradation and that desertification processes continued during the last two decades over most of the Sahelian belt of Niger.Dans l’optique d’identifier les endroits potentiellement affectés par la désertification au cours des deux dernières décennies, 109 stations réparties dans trois zones bioclimatiques du Niger ont été étudiés. L’analyse conjointe des séries chronologiques de précipitations et d’images satellitales AVHRR de NOAA, transformées en indice de végétation normalisé (NDVI) a permis d’appréhender la dynamique du couvert végétal au sein des biomes considérés de 1981 à 1999. L’évaluation qualitative de la dynamique à long terme du couvert végétal a été réalisée grâce à l’analyse de tendance des valeurs maximales annuelles du NDVI par rapport aux précipitations pendant la période de végétation pour chacun des points étudiés. Sur la période analysée, il ressort que 98% des résultats obtenus pour les précipitations contre 76% des valeurs du NDVIMax/RR montrent une tendance positive allant de modérée à très forte pour l’ensemble des pixels. Par contre, la combinaison des deux variables à travers le rapport NDVIMax/RR montrent un déclin généralisé de l’efficacité de l’utilisation de l’eau par la végétation avec une tendance non significative pour les stations situées dans le Sahel pastoral (p=0,52), hautement significative pour celles localisées dans la zone sahélienne à culture sous pluie (p=0,00009) et significative dans le Sahel méridional (p=0,041). Au total, sur les 109 stations étudiées, 75,3% d’entre elles accusent une baisse du ratio NDVIMax/RR. Seule une station sur quatre (24,7%) révèle une certaine stabilité de ce rapport. Les tendances négatives traduisent une diminution progressive de la productivité végétale qui se reflète dans la baisse du ratio NDVIMax/RR. Cette situation suggère une dégradation environnementale continue et met en lumière que les processus de désertification se sont probablement perpétués au cours des deux dernières décennies sur plus de la moitié de la frange sahélienne du territoire nigérien.Etude de la dynamique environnementale en zone soudanienne et soudano-sahélienne de l’Afrique de l’Ouest : Modifications climatiques et évaluation de la désertification dans le nord Béni