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Résumés et documents

Dynamique des paysages agraires et gestion de l'eau dans le bassin semi-désertique de Phoenix, Arizona, de la Préhistoire à l'époque moderne

Thèse de doctorat en histoire de l'art et archéologie soutenue en 2011 à l'Université de Nice Sophia-Antipolis
Louise Purdue
p. 1-6

Texte intégral

Résumé :

I - Introduction et problématique

1Ce travail de thèse a porté sur l'étude interdisciplinaire des paysages agraires et des systèmes de gestion de l'eau dans le bassin semi-désertique de Phoenix (Arizona, USA). Ce dernier regroupe la basse vallée de la Salt et la moyenne vallée de la Gila River, occupées, exploitées et irriguées depuis les deux derniers millénaires. Pour pallier les conditions environnementales contraignantes, notamment hydrologiques et climatiques, des systèmes d'irrigation performants ont été mis en place par une société paléo-indienne complexe, les Hohokam, entre les IIIème et XVème siècles après J.C. Après cette date, ces systèmes ont été abandonnés pendant près de trois siècles, puis réexploités par les amérindiens Akimel O'Odham dès le XVIIème siècle et par les Pionniers blancs à partir du XIXème siècle. Cette occupation est marquée par des évolutions et des ruptures culturelles associées à des mutations agricoles autour de 1150, 1450 et 1870 après J.C. Étant donné la dépendance et l'interaction constante de ces communautés avec la ressource en eau, sa disponibilité sur le long-terme a-t-elle eu un impact sur les changements observés ? Des évènements localisés temporellement ont-ils complexifié les stratégies d'acquisition de l'eau ? Comment les communautés se sont-elles adaptées à court et long-terme aux évolutions hydro-climatiques ?

II - Approche et démarche

2Pour répondre à ces questions, le paysage a été considéré comme un système interactif (anthroposystème) au sein duquel un socio-système et un écosystème naturel et/ou artificiel interagissent. Les systèmes hydrauliques sont de parfaits objets d'étude pour comprendre et restituer l'évolution des anthroposystèmes. Ils sont en effet considérés comme des structures artificielles, résultats de techniques agraires et dont l'occurrence, la configuration et l'entretien traduisent un contexte socio-économique et technologique. Par ailleurs, ils sont soumis aux contraintes environnementales sur la courte et longue durée (crues, ruissellement, évolution morphologique fluviale avec phase d'aggradation ou incision). Les méthodes de la cartographie et l'étude des photos aériennes permettent de restituer la localisation et l'alignement de ces structures. Il est possible d'en étudier le profil et le remplissage à partir de tranchées et de sondages perpendiculaires à leur axe d'écoulement. Une approche archéologique, géoarchéologique (micromorphologique), chronologique et paléoécologique systémique de ces remplissages sédimentaires conduit à la création d'une typologie des dynamiques paléoenvironnementales, interprétée grâce à des référentiels historiques et modernes pour lesquels des archives écrites et sédimentaires sont disponibles. La corrélation spatiale de ces données paléoenvironnementales, possible grâce à la mise en place d'un cadre chronologique fin, permet de restituer les pratiques agraires et l'adaptation des communautés aux contraintes hydro-climatiques sur la longue durée, localement à régionalement. Cette approche est nécessairement complétée par une analyse spatiale archéologique de l'occupation du territoire ainsi que par la restitution d'un cadre géomorphologique et l'étude d'archives sédimentaires afin de reconstruire l'évolution des paysages fluviaux et identifier les phases de stabilité et d'instabilité paysagères (aggradation, incision, évolution morphologique, développement pédologique).

3Les résultats présentés ci-dessous proviennent de l'étude macroscopique et occasionnellement microscopique de 88 structures hydrauliques (88 datations radiocarbones et typochronologiques) et de 17 séquences stratigraphiques localisées dans les plaines et basses terrasses de la Salt et de la Gila River (15 datations radiocarbones et corrélations chronostratigraphiques).

III - Résultats

1 ) Évolution des paysages irrigués et adaptations humaines

4Entre 250 et 650 après J.C., les formations alluviales et les structures hydrauliques étudiées indiquent une alimentation en eau fluviale faible et un apport complémentaire par la canalisation des eaux de ruissellement. De 650 à 850 après J.C. (période pré-Classique), les plaines s'aggradent par crues-éclair et de nombreux canaux sont détruits et colmatés par des sédiments grossiers. Les Hohokam s'adaptent en déplaçant les barrages de dérivation et pratiquent la chasse et la cueillette. Les plaines se stabilisent à partir de 850-1030 après J.C., au cours du Petit Optimum Climatique Médiéval. L'agriculture irriguée domine alors, la population augmente et l'alimentation en eau des canaux diminue progressivement. Dans ce contexte, un épisode d'élargissement et d'incision des cours d'eau est enregistré entre 1030-1150 après J.C., suite à des épisodes humides El Niño. Les canaux sont détruits, colmatés et les basses terres abandonnées. Malgré un entretien poussé des structures hydrauliques, l'organisation du territoire évolue avec la construction de nouveaux systèmes d'irrigation en amont des précédents et la diversification des pratiques agraires (agriculture sèche, cueillette). Ces évènements sont concomitants à une transition culturelle majeure dans l'ensemble du Sud-Ouest américain, avec l'apparition d'une société hiérarchisée, dans le cadre d'une compétition à l'eau accrue. L'exhaussement du lit est à nouveau attesté à partir du XIIIème siècle et le fonctionnement de l'irrigation est optimal jusqu'en 1450 après J.C. (période Classique). Le bassin de Phoenix est toutefois abandonné jusqu'au XVIIème siècle. Cette déprise agraire est associée à une reconquête de la ripisylve et une stabilisation temporaire des plaines entre 1450 et 1600 après J.C., puis par une reprise de l'aggradation associée à une forte mobilité fluviale jusqu'en 1870, au cours du Petit Âge Glaciaire. Les indiens Akimel O'Odham s'adaptent à ces contraintes en diversifiant leurs pratiques agraires et en déplaçant régulièrement leurs canaux. En réponse à une pression climatique et anthropique maximale associée à l'arrivée des Pionniers européens à la fin du XIXème siècle, les cours d'eau s'élargissent et s'incisent de façon définitive. L'agrosystème des Akimel évolue de façon irréversible (réduction de la superficie irrigable, coupe du bois, pratique de l'agriculture sèche). La Salt et la Gila Rivers sont entièrement asséchées à ce jour suite à leur dérivation incontrôlée et la construction de barrages au cours du XXème siècle.

2 ) Modalité de l'évolution des paysages

5Cette étude, complétée par une analyse des sources sédimentaires, a contribué à la connaissance des dynamiques hydrologiques locales et régionales en précisant les modalités de la morphogénèse en contexte semi-aride et notamment l'impact des changements climatiques à court terme sur les épisodes d'incision. L'accumulation d'un stock sédimentaire érodable dans les bassins amont est favorisée par les pluies de mousson intenses, mais de trop courte durée pour permettre le transit de la charge solide. Ce sont les pluies hivernales, de plus faible intensité, mais de plus longue durée qui conduisent à l'aggradation des plaines en aval. La phase transitoire entre conditions chaudes/sèches inhabituelles (par exemple, l'Optimum Climatique Médiéval) puis fraîches/humides extrêmes (par exemple, les épisodes El Niño) est le facteur de déclenchement de phases d'élargissement puis d'incision, une fois la charge solide évacuée.

IV - Discussion et conclusion

6Dans un environnement hydrologique contraignant, les communautés humaines se sont adaptées aux évènements dits à haute fréquence (par exemple, crues saisonnières), qui ont lieu sur une courte période de temps, mais les évènements à basse fréquence (par exemple, incision des cours d'eau) ont eu un impact certain sur l'organisation, la gestion agricole, voire la structuration sociale des communautés, impact d'autant plus important lorsque la population dépend exclusivement d'une agriculture irriguée et que la pression démographique est forte. Nous réfutons l'hypothèse d'un déclin lié à la disponibilité en eau au XVème siècle. En revanche, une crise environnementale autour de 1000-1150 après J.C., associée à des conditions hydro-climatiques contraignantes conduisant à des migrations massives et une surexploitation du territoire dans un milieu déjà fragilisé car trop spécialisé (irrigation dominante), pourrait être responsable du lent déclin de la communauté d'irrigation Hohokam, 200 à 300 ans plus tard. Le système socio-environnemental des Akimel O'Odham au XIXème siècle semble reproduire le même schéma sur une échelle spatiale et temporelle plus réduite. Ces résultats offrent une illustration des réponses systémiques aux problèmes écologiques et sociaux et peuvent nous permettre d'appréhender plus clairement les causes des stimuli qui affectent nos sociétés modernes.

ABSTRACT:

I - Introduction and problematic

7This Ph.D. research revolved around the interdisciplinary study of agrarian landscapes and water management in the semi-arid Phoenix Basin (Arizona, USA). The latter, composed of the lower Salt River valley and the middle Gila River valley, has been occupied, cultivated and irrigated for the last two millennia. In order to cope with constraining environmental conditions, mainly hydrological and climatic, efficient irrigation systems were built between the IIIrd and the XVth century A.D. by a complex Paleo-Indian community, the Hohokam. After that date, these systems were abandoned for nearly 3 centuries until the Akimel O'Odham Native American tribe as well as white pioneers reused some of these structures during the XVIIth century and the XIXth century respectively. Cultural evolutions and shifts associated with agricultural change occurred during this long-term occupation, mainly around A.D. 1150, 1450 and 1870. Due to the dependence and constant interaction of these communities with water resources, did its long-term availability have an impact on the cultural shifts observed? Did short-term events limit water allocation? How did communities adapt to hydro-climatic changes on the short and long-term?

II - Approach

8In order to answer these questions, landscape was considered as an interactive system (anthroposystem) in which a social system and a natural and/or artificial ecosystem interact. Hydraulic structures are perfect objects of study to understand and reconstruct the evolution of anthroposystems. They are indeed considered as artificial structures, result of agricultural techniques and their occurrence, configuration and maintenance can provide information on technological and socio-economic contexts. Moreover, they are subject to short and long-term environmental events (floods, runoff, and fluvial morphological evolution with phases of aggradation or downcutting). The cartographic method and the study of aerial photographs allow to locate these structures and their alignment. It is then possible to study their profile and their sedimentary fill by digging trenches and test pits perpendicular to their alignment. A systematic archaeological, geoarchaeological (micromorphological), chronological and paleoecological study of these sedimentary fills allows to create of a typology of environmental dynamics, interpreted thanks to historic and modern references for which written and sedimenttary archives are available. This paleoenvironmental data can be spatially correlated, based on a fine chronological framework, in order to reconstruct agrarian practices and estimate the adaptation of communities to hydro-climatic constraints, locally to regionally.

9It is necessary to combine this approach with a spatial analysis of settlement pattern and the study of sedimentary archives to understand the evolution of fluvial landscapes and identify phases of stability and instability (aggradation, incision, morphological evolution, pedogenesis).

10The results presented below were obtained based on the macroscopic and occasionally microscopic study of 88 hydraulic structures (88 radiocarbon and ceramic dates) and 17 stratigraphic sequences located in the plains and low terraces of the Salt and Gila Rivers (15 radiocarbon dates and chronostratigraphic correlations).

III - Results

1 ) Evolution of irrigated landscapes and human adaptations

11The natural stratigraphic sequences and the hydraulic structures dated between A.D. 250 and 650 indicate low fluvial water supply and the capture of runoff water. Between A.D. 650-850 (pre-Classic period), flash flooding contributes to floodplain aggradation and numerous canals are destroyed and filled with coarse deposits. The Hohokam adapted by moving theirs weirs and canals intakes and some of their subsistence strategy revolved around hunting and gathering. Floodplain stability is recorded between A.D. 850-1030 during the Medieval Climate Anomaly. Irrigated agriculture dominates, population increases and water supply in canals decreases progressively. In this context and as a result of El Niño events, widening and downcutting is recorded along both rivers between A.D. 1030-1150. Canals are destroyed, filled with coarse deposits and low lands abandoned. Despite canals being well-maintained, land organization evolves with the construction of a new irrigation system upstream from the previous ones and the diversification of subsistence strategies (dry agriculture, gathering). These events occurred simultaneously to a major cultural shift in the American southwest, with the appearance of a hierarchised society in the framework of increased competition to water (transition pre-Classic to Classic Period). Aggradation is recorded again after the XIIIth century and irrigation seems efficient until the middle of the XVth century (Classic period). However, the phoenix basin is abandoned until the XVIIth century A.D. This episode of land abandonment is associated with a phase of floodplain stability between A.D. 1450-1600 and the development of riparian vegetation. This is followed by aggradation and high fluvial mobility during the Little Ice Age, up until 1870. The Akimel O'Odham adapted to these constraints by diversifying their agricultural strategies and regularly moving their canals. Due to climatic and anthropic constraints as a result of massive Pioneer migration during the XIXth century, a widening and major downcutting event occurred between 1860-1890. The Akimel O'Odham agrosystem evolved in an irreversible way (reduction of the irrigable acreage, wood cutting, dry agriculture). The Salt and Gila Rivers are today completely dry due to their uncontrolled diversion and dam building during the XXth century.

2 ) Modality of landscape evolution

12This study, complemented by a source to sink analysis, contributed to the knowledge of local and regional hydrological dynamics by clarifying the modality of fluvial morphogenesis in semi-arid environments, and mainly the impact of short-term climatic change on downcutting events. The accumulation of an erodible sedimentary load in upstream basins is favored by intense summer monsoon rain, too weak however to enable the downstream transit of this load. It is longer winter rainfall that leads to downstream aggradation. The transition between unusual warm/dry conditions (e.g. Medieval Climate Anomaly) and extreme fresh/humid ones (eg. El Niño events) is the triggering factor of widening and downcutting events, once the sediment load is evacuated.

IV - Discussion and conclusion

13In a constraining environment, human communities have adapted to high-frequency events (e.g. seasonal floods), which occur on a short period of time, but low-frequency events (eg. incision) have had an impact on the organization, the agricultural management and even the social structure of communities. This impact is even more important when the population is important and relies exclusively on irrigated agriculture.

14We refute the hypothesis of a cultural decline due to reduced water availability during the middle of the XVth century. However, an environmental crisis around A.D. 1000-1150, linked to constraining hydro-climatic constraints contributed to massive migrations and land overexploitation in an already fragile because overspecialized environment (dominant irrigation). This might be responsible for the Hohokam cultural decline, 200 to 300 years later. The Akimel O'Odham socio-environmental system reproduced a similar scheme during the XXth century, on a smaller spatio-temporal scale. These results offer an illustration of systemic answers to social and ecological issues and could help us better apprehend the causes of the stimuli that affect our modern societies.

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Pour citer cet article

Référence papier

Louise Purdue, « Dynamique des paysages agraires et gestion de l'eau dans le bassin semi-désertique de Phoenix, Arizona, de la Préhistoire à l'époque moderne », Physio-Géo, Volume 7 | -1, 1-6.

Référence électronique

Louise Purdue, « Dynamique des paysages agraires et gestion de l'eau dans le bassin semi-désertique de Phoenix, Arizona, de la Préhistoire à l'époque moderne », Physio-Géo [En ligne], Volume 7 | 2013, mis en ligne le 07 juin 2013, consulté le 18 décembre 2017. URL : http://journals.openedition.org/physio-geo/3452

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Auteur

Louise Purdue

CEPAM-UMR 7264, Université de Nice Sophia Antipolis, 24 avenue des Diables Bleus, 06357 Nice, FRANCE.
Courriel : louise.purdue@cepam.cnrs.fr

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