1Les écosystèmes végétaux offrent de nombreux services écosystémiques. Ils contribuent au bon déroulement du cycle de l'eau, abritent de la biodiversité animale et végétale, protègent et enrichissent le sol et offrent aux populations du bois, des produits non-ligneux et des ressources pharmaceutiques (G.B. BONAN, 2008). Ils séquestrent et stockent, en outre, du carbone, ce qui leur confère un rôle majeur dans la lutte contre le réchauffement climatique en participant à la réduction de l'effet de serre (G.N. GOUWAKINNOU et al., 2018). En effet, les végétaux absorbent une partie du dioxyde de carbone contenu dans l'atmosphère pour assurer leur activité photosynthétique. Par ce processus, ils stockent le dioxyde de carbone de l'atmosphère dans la biomasse vivante (biomasse aérienne et biomasse souterraine), la nécromasse et le sol par le biais de la litière et du bois mort (GIEC, 2003). Ce dioxyde de carbone est l'un des principaux gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique. Il représente plus de la moitié (55 %) des émissions anthropiques de gaz à effet de serre (G. LESCUYER et B. LOCATELLI, 1999). Sa présence dans l'atmosphère est au minimum de 100 ans, avec des impacts sur le climat qui s'étendent sur des siècles (V. THOURET, 2011). C'est pourquoi, depuis quelques années, les politiques instaurées pour prévenir les changements climatiques se sont principalement portées sur la réduction des émissions de carbone. Ainsi, en stockant le carbone dans le bois, dans d'autres biomasses et le sol, les écosystèmes empêchent le flux du CO2 vers l'atmosphère, où il contribuerait au changement climatique. Toutefois la capacité de ces écosystèmes à assurer la fonction de puits de carbone dépend de leur intégrité et de leur mode de gestion (R.A. HOUGHTON, 2007). En effet, une perturbation de leurs systèmes de fonctionnement par des incendies, des changements d'affectation des terres et d'autres causes peut entraîner des effets inverses par libération de CO2. À l'inverse, leur restauration par des pratiques plus durables conduit à des stocks supplémentaires de CO2.
2Ces écosystèmes font malheureusement l'objet d'énormes pressions, avec pour conséquence une déforestation responsable de 17 % des émissions mondiales de CO2 (GIEC, 2008). Les écosystèmes forestiers tropicaux, qui assurent 48 % à 63 % du stockage de carbone dans les écosystèmes forestiers à l'échelle mondiale, en seraient les principales victimes (Y. PAN et al. 2011). La destruction de ces écosystèmes végétaux constitue également un facteur déterminant dans le déclin de la diversité biologique et des services écosystémiques (J.C. ALEMAN et al. 2018).
3Pour réduire les émissions liées à la déforestation, la communauté internationale, dans le cadre du protocole de Kyoto, a mis en place plusieurs mécanismes, dont la Réduction des Emissions de gaz à effet de serre dues à la Déforestation et à la Dégradation forestière (REDD+), afin d'améliorer les stocks de carbone forestier et la gestion durable des forêts. Ce mécanisme vise à impliquer les pays en développement dans la lutte contre le réchauffement climatique, en les encourageant à maintenir leurs massifs forestiers, moyennant des compensations financières pour les stocks supplémentaires de carbone (A. ANGELSEN et al. 2013).
4À l'image de la zone tropicale, au Sénégal et plus particulièrement dans le bassin arachidier, le couvert végétal a été profondément éprouvé. Plusieurs études ont fait état de l'existence d'énormes pressions qui menacent ces écosystèmes et leurs fonctions (dont A. TOURE, 2002 ; F.B. DIEYE et al., 2013 ; O. SARR et al., 2013). Dans ce contexte, il est intéressant de procéder à l'étude de l'évolution du service rendu par ces écosystèmes en matière de stockage du carbone. C'est sous cet angle, que l'étude a reçu comme objectif d'établir, dans un secteur du Sénégal, un diagnostic de l'effet des changements d'affectation des terres sur les stocks de carbone. À travers l'évolution des unités de peuplement végétal ligneux, les informations recherchées sont, en effet, susceptibles d'inciter à la mise en place d'une politique de gestion qui intégrerait les changements d'affection des terres dans la lutte contre le changement climatique.
5Pour aborder ce travail, le plan suivi a consisté, d'abord à estimer les potentialités en carbone des peuplements végétaux ligneux de la zone d'étude, ensuite à procéder à l'analyse de leur dynamique pour enfin évaluer l'impact des changements observés sur les stocks de carbone.
6L'étude a été menée dans le Centre-Ouest du Sénégal, plus précisément, dans l'arrondissement de Djilor, une localité située dans la région Fatick (Fig. 1). Le secteur se trouve dans la zone éco-géographique du bassin arachidier et est compris entre 13°50'-14°11' de latitude Nord et 16°33'-16°12' de longitude Ouest. Il couvre une superficie de 876 km2. Les altitudes ne dépassant pas 35 m, le relief est plat dans l'ensemble, avec quelques dépressions correspondant aux vallées et bras de mer du Saloum et du Diomboss. Les sols sont essentiellement de type hydromorphe dans les vallées et ferrugineux tropicaux plus ou moins lessivés dans les zones exondées. Le climat est de type nord soudanien, sec à humide, marqué par une courte saison pluvieuse (3 à 4 mois) et une longue saison sèche (7 à 8 mois) (P SAGNA et M. LEROUX, 2000). L'analyse des données climatiques de la station de Fatick, de l'Agence Nationale de l'Aviation Civile et de la Météorologie (ANACIM), indique une pluviométrie annuelle moyenne de 602 mm pour la série allant de 1930 à 2017. La température moyenne y est de 28°C. Elle répond à un régime thermique bimodal, avec deux maxima, en avril (39,4°C) et novembre (34,1°C), et deux minima, en juillet (24,1°C) et janvier (16,8°C). Le couvert végétal spontané est diversifié, associant mangrove, forêt galerie et différents types de savane. L'arrondissement de Djilor abrite une population de 79132 habitants (ANSD, 2014), soit 91 habitants par km2. L'agriculture, essentiellement pluviale, l'élevage, la pêche et le commerce constituent les principales activités des populations locales (ANSD, 2014).
Figure 1 - Carte de localisation de la zone d'étude.
7Deux types de données ont été utilisées : celles obtenues par télédétection et celles acquises sur le terrain.
8Les documents satellitaires utilisés sont des images Landsat TM de 1985 et OLI de 2017 d'une résolution de 30 m, qui ont été obtenues sur le site de EarthExplorer-USGS.GOV/USA à partir de la scène 205/50 (Tab. I). Elles ont été acquises en période sèche, ce qui réduit les problèmes liés aux changements de phénologie de la végétation et à l'humidité du sol. Le choix de ces images a été motivé par le souci de parvenir à une meilleure appréhension des changements d'occupation du sol intervenus dans la zone au cours de trente années au moins avant le démarrage de notre travail en 2017. L'année 1985 se trouve dans une phase de sécheresse marquée, alors que 2017 se place après un léger retour à une pluviométrie plus abondante.
Tableau I - Caractérisation des images utilisées.
9Les images étant corrigées géométriquement, une composition colorée a été effectuée après groupement des bandes. Pour une bonne discrimination des unités d'occupation du sol, les bandes spectrales du proche infrarouge, du rouge et du vert ont été retenues pour le traitement des images. Les assemblages de bandes et les traitements des images ont été effectués à l'aide du logiciel Envi. À la suite de l'assemblage des bandes, l'extraction de la zone d'étude s'est faite sur chacune des nouvelles images générées. Afin de faciliter le choix des différentes classes d'occupation du sol, une classification non supervisée a été préalablement effectuée en utilisant l'algorithme ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technics). Le choix du nombre de classes pour la classification supervisée a été fait en se référant aux résultats de la classification non supervisée et par photo-interprétation. Un total de 14 classes (ou unités) d'occupation du sol ont été identifiées sur l'ensemble de la zone. La planche photographique (Photos 1) en représente une partie.
Photos 1 - Aperçu des unités d'occupation du sol. [clichés : D. GOMIS]
10L'algorithme du maximum de vraisemblance a été utilisé pour la classification supervisée. Pour éliminer les pixels isolés et homogénéiser la classification thématique, un filtre de 3 sur 3 pixels a été appliqué à l'image classifiées. Pour valider la classification, 20 à 30 échantillons ont été recueillis par classe d'occupation du sol à partir des "pixels purs" de Google Earth, donc ne faisant aucun doute sur leur classe d'appartenance, et des relevés de terrain réalisés dans le courant du mois de décembre 2017. Les résultats des tests de vérification ont donné pour, cette année-là, une précision globale de 82 % et un indice KAPPA de 0,85 (Tab. II). L'image de 1985 a été classifiée de manière rétrospective à partir de la ressemblance spectrale des classes de 2017. La validation a également suivi le même processus, qui a abouti à une validation avec une précision globale de 87,2 % et d'un indice KAPPA de 0,85 (Tab. III).
Tableau II - Matrice de confusion de la classification de l'image Landsat OLI 2017.
Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. Sa : savane arbustive. FG : forêt galerie. Th : tanne herbeux. Tv : tanne vif. H : habitat. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. CEP : cours d'eau permanent. CET : cours d'eau temporaire. Va : vasière. M : mare. Sont surlignées en vert, les valeurs de la diagonale supérieures à 85 %, en jaune celles de 50 à 85 % et en brun celles inférieures à 50 %.
Tableau III - Matrice de confusion de la classification de l'image Landsat TM 1985.
Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. Sa : savane arbustive. FG : forêt galerie. Th : tanne herbeux. Tv : tanne vif. H : habitat. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. CEP : cours d'eau permanent. CET : cours d'eau temporaire. Va : vasière. M : mare. Sont surlignées en vert, les valeurs de la diagonale supérieures à 85 %, en jaune celles de 50 à 85 % et en brun celles inférieures à 50 %.
11Les rasters issus de ce processus ont été vectorisés et exportés sur ArcGIS, dans le but d'identifier la correspondance des classes. Cette dernière étape a nécessité le recours à des images de très haute résolution, tirées de l'extension Basemap de ArcGIS pour l'image de 2017 et de Google Earth pour celles de 1985, qui superposées aux données vectorisées ont permis de fusionner les vecteurs de classe identique et de rectifier la classification supervisée.
12Les classes de végétation ont été identifiées sur la base de la nomenclature de Yangambi (J.L. TROCHAIN, 1957). Pour faciliter l'analyse, les unités d'occupation du sol répertoriées sont regroupées en 5 catégories : végétation spontanée (mangrove, savanes, forêt galerie et tanne herbeux), zone dénudée (tanne vif et sol nu), zone artificielle (habitat), zone cultivée sensu lato (culture pluviale et verger/plantation) et zone en eau (cours d'eau permanent ou temporaire, mare et vasière). La dynamique des unités d'occupation a été évaluée à travers le taux d'évolution de leur superficie entre les deux dates (TE) et le taux annuel moyen de leur expansion spatiale (T). Les formules utilisées sont les suivantes :
13Pour une analyse plus fine des changements, la matrice de transition a été établie par croisement des couches d'information sur l'occupation du sol aux deux dates.
14L'estimation de la biomasse ligneuse a été réalisée par une méthode non destructive basée sur des relevés de terrain et des équations allométriques. Ainsi, sur la base des principaux types de couverture ligneuse (mangrove, savane arborée, savane arbustive à arborée, savane arbustive, forêt galerie, terrain en culture pluviale et verger/plantation) issus du traitement de l'image Landsat de 2017, des inventaires floristiques ont été effectués selon une approche stratifiée aléatoire. Dans cette optique, pour connaître le nombre de relevés à réaliser, un pré-inventaire aléatoire a été réalisé sur 5 placettes, carrées et de taille fonction de l'unité ligneuse définie (10 sur 10 m pour la mangrove, 20 sur 20 m pour les formations de savane et la forêt galerie et 40 sur 40 m pour les terrains en culture pluviale). Les différences de taille des placettes répondent à la diversité des écosystèmes et permettent ainsi une mise en œuvre plus efficace de la démarche. Sur la base des volumes des troncs estimés pour chaque unité lors du pré-inventaire, la formule de P. DAGNELIE (1998) a été utilisée pour déterminer le nombre minimum de placettes à traiter suivant un compromis entre le degré de précision à atteindre et les moyens et le temps disponibles :
15Le volume de chaque tronc a été grossièrement estimé à partir de la formule :
16Pour les terrains en culture pluviale et la mangrove, une marge d'erreur de 20 % a été retenue. Dans le cas de la forêt galerie et des savanes, traitées ensemble (avec moyennes et écarts-types pondérés par les superficies), une valeur de 10 % a été adoptée, puis le nombre obtenu a été réparti entre les différentes unités au prorata de leur superficie. Finalement, pour chaque unité, nous avons traité plus de parcelles que le nombre calculé (Tab. IV), au moins 30 par unité, valeur statistique minimale recommandée en termes de représentativité.
Tableau IV - Détail du nombre de relevés effectués.
CV : coefficient de variation. Culture pluv. : culture pluviale.
17La collecte des données a été réalisée, pour le pré-inventaire, du 16 au 18 mars 2018 et du 5 avril au 29 mai 2018, et pour l'inventaire proprement dit, du 15 février au 22 juillet 2019. Sur chaque placette, les paramètres dendrométriques [diamètre à hauteur de poitrine (DHP, soit à 1,30 m de hauteur), hauteur de l'arbre (appréciée à l'aide d'une perche entre le sol et le bourgeon terminal), diamètre du houppier (mesures N-S et E-O) et distance entre deux arbres selon la méthode du plus proche individu] ont été déterminés pour tous les individus de circonférence supérieure ou égale à 10 cm. Les sujets de circonférence inférieure à 10 cm ont été comptés et considérés comme faisant partie de la régénération (D. NGOM, 2013). En effet, selon H. POUPON (1980) les plants juvéniles ont à hauteur de poitrine un diamètre inférieur à 3,5 cm, et donc une circonférence en dessous de 10 cm. L'identification des espèces a été effectuée sur le terrain. Les ligneux non identifiés sur place ont fait l'objet d'un prélèvement d'échantillon, pour une identification ultérieure au laboratoire à l'aide de la "Flore du Sénégal" de J. BERHAUT (1967).
18Dans le but d'établir la structure des peuplements ligneux différents paramètres ont été calculés (Tab. V).
Tableau V - Paramètres structuraux des peuplements ligneux.
19Les quantités de biomasse aérienne des différents individus ont été déterminées en utilisant le modèle pantropical régression de J. CHAVE et al. (2005). L'expression mathématique de ce modèle est la suivante :
20Les densités spécifiques des différentes espèces échantillonnées ont été recueillies dans la base de données Global Wood density database (A.E. ZANNE et al. 2009). Pour les espèces dont la densité du bois n'est pas connue, la valeur de densité par défaut (0,58 g/cm3 pour les forêts tropicales d'Afrique) recommandée par G. REYES et al. (1992) et utilisée par B.T. VROH et al. (2015) a été choisie. Cependant, ce modèle ne prenant pas en compte les palmiers, c'est le modèle proposé par S. BROWN et al. (1997) qui a été utilisé pour l'estimation de la biomasse aérienne de ces arbres. Son expression mathématique est la suivante :
21La biomasse racinaire (BR) a été déduite de la biomasse aérienne par l'utilisation du modèle de M.A. CAIRNS et al. (1997) :
22La biomasse issue de ces équations a été convertie en carbone en utilisant, conformément aux recommandations du GIEC (2006), un coefficient de 0,5.
23Concernant le stock de CO2, la masse moléculaire du carbone est de 12,01 g/mol et celle du dioxygène de 16,00 g/mol, d'où une masse moléculaire du CO2 de 44,08 g/mol. Ainsi le rapport des masses entre le carbone (C) et le dioxyde de carbone donne-t-il 3,664 équivalents CO2 pour une unité de carbone. Le stock de CO2 atmosphérique équivalent est alors estimé en appliquant ce coefficient au stock de carbone issu de la biomasse.
24Cependant, pour l'unité d'occupation verger/plantation, pour laquelle des inventaires floristiques et dendrométrique n'ont pas pu être effectués, les valeurs par défaut du GIEC (2006) ont été utilisées (Tab. VI). Cette démarche a été également adoptée par G.N. GOUWAKINNOU et al. (2018). Dans les vergers, sont cultivés l'anacarde, le manguier, le papayer... Les plantations, destinées à la production de bois, portent des Eucalyptus camaldulensis ou des arbres appartenant au genre Meulaleca.
Tableau VI - Valeurs par défaut des masses de carbone par hectare pour l'unité d'occupation du sol verger/plantation.
Ba : biomasse aérienne. Bs : biomasse racinaire.
25Les flux annuels de carbone engendrés par un changement d'affectation des terres ont été estimés à partir de l'équation 4 du GIEC (2006) :
26Les résultats ont trait aux données phytosociologiques collectées sur le terrain, à l'interprétation des images satellitaires, à la synthèse spatio-temporelle des données recueillies et aux implications en termes de stock de carbone
27Les inventaires floristiques ont permis de recenser un total de 54 espèces ligneuses, réparties en 47 genres et 24 familles. Les familles les mieux représentées sont les Mimosaceae (15 %), les Combretaceae (13 %), les Anacardiaceae (9 %), les Cesalpiniaceae (7 %), les Fabaceae (6 %) et les Rubiaceae (6 %) (Fig. 2).
Figure 2 - Répartition à l'échelle de l'arrondissement de Djilor des espèces et des genres en fonction des familles.
NR : nombre d'espèces. NG : nombre de genres.
28Les nombres d'espèces recensées pour les différents types de formation montrent une richesse spécifique plus élevée dans la savane arbustive à arborée (29 espèces), la savane arborée (28 espèces), la forêt galerie (24 espèces) et les zones cultivées sensu stricto (22 espèces). Les valeurs les plus faibles sont obtenues dans la savane arbustive (16 espèces) et la mangrove (4 espèces).
29La plus forte densité de ligneux a été obtenue pour la mangrove (2202 individus/ha), loin devant les formations de savane et la forêt galerie. Les zones de culture enregistrent la densité la plus faible (8 ind./ha).
30Les surfaces terrières sont plus grandes dans la savane arborée (6,3 m2/ha) et la mangrove (5,7 m2/ha), qui sont suivies de la savane arbustive à arborée (2,6 m2/ha) et de la forêt galerie (2,3 m2/ha). Les plus faibles valeurs concernent les zones cultivées (1,6 m2/ha) et la savane arbustive (1,4 m2/ha).
31Les diamètres moyens, en revanche, sont maximaux pour les zones cultivées (48,4 m) et la savane arborée (16,3 m) et minimaux pour la savane arbustive (9,3 m) et la mangrove (5,7 m). Le constat est identique, du moins pour l'ordre des valeurs, dans le cas de la hauteur moyenne (Tab. VII).
Tableau VII - Richesse spécifique et paramètres structuraux des unités de peuplement ligneux de l'arrondissement de Djilor.
Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. Sa : savane arbustive. FG : forêt galerie. Cp : culture pluviale. Ma ; mangrove.
32Dans l'arrondissement de Djilor, la valeur par hectare du stock de carbone de la végétation ligneuse varie d'un type de couvert à l'autre (Tab. VIII). Avec 25,3 tC/ha, la mangrove présente la valeur par hectare la plus élevée, devant la savane arborée (22,7 tC/ha), la savane arbustive à arborée (11,7 tC/ha), la forêt galerie (10,2 tC/ha), les terrains en culture pluviale (7,5 tC/ha) et la savane arbustive (5,2 tC/ha). Au total la végétation ligneuse de l'arrondissement de Djilor stocke 602 000 tonnes de carbone, soit 9,8 tC/ha. Par ailleurs, pour l'unité verger/plantation, qui n’a pas été inventoriée, les valeurs par défaut du GIEC utilisées donnent un stock global de 14,7 tC/ha (9,4 tC/ha en aérien et 5,3 tC/ha en racinaire).
Tableau VIII - Variation spatiale du stock de carbone suivant les unités de peuplement ligneux.
ms : matière sèche. Éq. : équivalent (en CO2). BA : biomasse aérienne. BR : biomasse racinaire. Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. Sa : savane arbustive. FG : forêt galerie. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. Moy. pond. : moyenne pondérée, en tenant compte des surfaces.
33Les traitements spatiaux issus de la télédétection ont permis d'appréhender l'état des unités d'occupation du sol de la zone d'étude en 1985 et 2017 (Fig. 3). Les cartographies obtenues à partir des images satellitaires Landsat montrent dans l'ensemble, pour les deux dates, un paysage majoritairement occupé par les zones de culture. Néanmoins, en 1985, le couvert végétal est très présent, avec une physionomie constituée pour l'essentiel par de la mangrove et des formations de savane. Pour ces dernières, la savane arborée, très étendue, en forme les noyaux, avec en périphérie de la savane arbustive à arborée et de la savane arbustive. La forêt galerie est également assez bien représentée, notamment le long des cours d'eau temporaires. En revanche, en 2017, mis à part la mangrove, le couvert végétal est fortement fragmenté, réduit à des blocs inscrits dans les limites des aires protégées, tandis que la forêt galerie a subi un rétrécissement considérable.
Figure 3 - Cartes de l'occupation du sol dans l'arrondissement de Djilor en 1985 et 2017.
34Sur la période considérée (Tab. IX), la végétation spontanée s'est considérablement rétractée : 14928 ha, soit une diminution relative de 45,9 % et une diminution annuelle moyenne de 1,90 %. Hormis le tanne herbeux, toutes les unités de cette catégorie ont régressé, en particulier les savanes arborée (-5254 ha ; -75,2 % ; -4,26 % par an) et arbustive (6574 ha ; -69,6 % ; -3,65 % par an). Viennent ensuite la forêt galerie (-1694 ha : -40,9 % ; -1,63 % par an) et la savane arborée à arbustive (-1171 ha : -20,3 % ; -0,71 % par an).
Tableau IX - Dynamique des unités d'occupation du sol entre 1985 et 2017.
Sup. : superficie. TE : taux d'évolution.
Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. Sa : savane arbustive. FG : forêt galerie. Th : tanne herbeux. Tv : tanne vif. H : habitat. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. CEP : cours d'eau permanent. CET : cours d'eau temporaire. Va : vasière. M : mare. Les gains de superficie sont surlignés en vert. Les pertes le sont en jaune.
35Toutes les autres catégories ont enregistré des augmentations de superficie. La première place revient aux zones de culture (+11416 ha ; +33,6 % ; +0,91 % par an), les cultures proprement dites venant en tête pour les valeurs absolues (+10561 ha) et l'unité verger/plantation pour les valeurs relatives (+9,2 % par an).
36L'extension des cours d'eau peut surprendre, mais elle est sans doute liée au recul de la forêt galerie. L'augmentation de la superficie des mares est également à souligner.
37Le croisement de cartes d'occupation du sol réalisées à des dates différentes permet de distinguer les changements à l'échelle de l'unité. À cet égard, on distingue les modifications (changement d'affectation au sein d'une même catégorie) et les conversions (changement de catégorie). En prenant pour critère la qualité du couvert végétal, les modifications peuvent être positives (amélioration) ou négatives (dégradation). Dans le cas des conversions, une évolution positive est qualifiée de restauration et une évolution négative, de déforestation.
38Le tableau X détaille les évolutions observées pour l'arrondissement de Djilor entre 1985 et 2017.
Tableau X - Matrice de transition des unités d'occupation du sol de l'arrondissement de Djilor entre 1985 et 2017.
Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. FG : forêt galerie. Sa : savane arbustive. Th : tanne herbeux. Tv : tanne vif. H : habitat. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. CEP : cours d'eau permanent. CET : cours d'eau temporaire. Va : vasière. M : mare. Les évolutions (modifications et conversions) positives des formations spontanées sont surlignées en vert. Leurs évolutions négatives le sont en jaune. Ces formations sont présentées par ordre de qualité décroissante sur le plan ligneux.
39En ce qui concerne les formations végétales spontanées à caractère ligneux(mangrove, savanes et forêt galerie), qui couvraient une superficie de 32083 ha en 1985, le tableau X montre une stabilité de l'occupation du sol sur 9209 ha, une évolution positive sur 3073 ha et une évolution négative sur 20767 ha. L'évolution négative la plus forte touche la savane arborée, qui ne conserve que 978 ha de sa surface initiale (6089 ha), auxquels ne sont venus s'ajouter que 758 ha de gain. La savane arbustive a elle aussi perdu beaucoup de sa surface initiale (6012 ha, soit 86 %), mais elle a bénéficié d'un gain de 2174 ha, dont près de la moitié (1111 ha) proviennent de la dégradation de la savane arborée.
40Les évolutions subies par les formations ligneuses spontanées ont été marquées par une baisse de qualité, les modifications négatives atteignant 4340 ha contre 2107 ha de modifications positives. La savane arborée a été la plus touchée par les modifications négatives, 3449 ha, soit 49 % de sa superficie initiale, étant transformés en savane arbustive à arborée, en savane arbustive et en forêt galerie. Elle est suivie de la savane arbustive à arborée, dont 891 ha, soit 15 % de sa superficie initiale, ont été transformés en savane arbustive et en forêt galerie, dans ce cas aussi soumise à une forte exploitation.
41Quant aux conversions négatives, elles s'élèvent à 14706 ha, alors que les conversions positives ne représentent que 1169 ha. La savane arbustive a subi de la sorte une perte de 6304 ha (67 % de sa surface initiale), dont 6062 ha au profit des terres cultivées, alors que son gain par conversion n'a été que de 122 ha.
42La culture pluviale est la grande bénéficiaire de ces évolutions. Elle a gagné 13109 ha au détriment des formations ligneuses spontanées, auxquelles elle n'a cédé que 747 ha. Ses autres pertes importantes ont profité aux unités habitat (1206 ha), verger/plantation (616 ha) et tanne vif (341 ha).
43Dernière composante de la végétation spontanée, le tanne herbeux (448 ha en 1985) a peu évolué sur la période d'étude (+19 %), essentiellement par des conversions avec le tanne vif (gain de 138 ha et perte de 80 ha). Mais il ne comporte pas de ligneux.
44Au cours des 32 ans de la période d'étude, le stock de carbone de la végétation ligneuse des formations végétales spontanées a subi des pertes annuelles moyennes par déforestation (2555 t/an) et dégradation (1579 t/an) supérieures aux gains par restauration (577 t/an) et amélioration (578 t/an) (Tab. XI).
Tableau XI - Flux de carbone par changement de la végétation ligneuse entre 1985 et 2017.
VS : végétation spontanée. ZA : zone agricole. Au : autres unités que celles indiquées dans le tableau. Ma : mangrove. SA : savane arborée. SaA : savane arbustive à arborée. FG : forêt galerie. Sa : savane arbustive. Th : tanne herbeux. Tv : tanne vif. H : habitat. Cp : culture pluviale. V/P : verger/plantation. CEP : cours d'eau permanent. CET : cours d'eau temporaire. Va : vasière. M : mare.
45Toutes les formations spontanées ont perdu du carbone en relation avec la diminution de leur superficie (Tab. XII). Mais c'est le recul de la savane arborée qui a produit les plus grosses pertes de carbone (3,7 kt/an en moyenne), loin devant celles de la savane arbustive (1,1 kt/an). Encore faut-il souligner que pour cette dernière, le passage à une activité agricole, même en culture pluviale, est source d'augmentation du stock global de carbone.
Tableau XII- Évolution des stocks de carbone des peuplements ligneux entre 1985 et 2017.
46Au total, les variations des stocks de carbone des peuplement ligneux, spontanés ou non, ont entraîné des émissions de CO2 annuelles moyennes de l'ordre de 11,5 kt, ce qui correspond à une valeur de 0,132 t/ha à l'échelle du terrain d'étude (87582 ha).
47Les Fabaceae (Fabaceae-Faboideae, Fabaceae-Mimisoideae et Fabaceae-Cesalpinia-ceae), Combretaceae et Anacardiacea sont les familles dominantes, en particulier les deux premières. Ce constat est partagé par plusieurs auteurs en zone soudano-sahélienne (O. SARR et al., 2013 ; M.C. MOHAMED MAHAMOUD et al., 2008 ; S. SAMBOU 2004). Cette dominance pourrait être liée à leur adaptation aux conditions climatiques. En effet, les Combretaceae et les Mimosaceae sont des indicateurs d'un climat généralement sec (A. AUBREVILLE, 1949). Elle pourrait aussi relever de leur mode de dissémination. Les Fabaceae, généralement fourragères, aux semences zoochores, sont disséminées par les herbivores qui les consomment, alors que les Combretaceae sont caractérisées par leurs fruits ailés facilement emportés par le vent (O. OUEDRAOGO, 2009). La richesse spécifique des formations étudiées correspond au classement défini par P. DAGET (2003). Elle est moyenne (20 à 30 espèces) pour la savane arborée, la savane arbustive à arborée, la forêt galerie et les terres en culture pluviale. Elle est faible (moins de 20 espèces) pour la savane arbustive et la mangrove. Les observations dendrométriques, sur la densité, la surface terrière, le diamètre moyen et la hauteur moyenne des individus, fournissent les caractéristiques des unités de peuplement ligneux présents sur le terrain d'étude.
48Par hectare, les stocks de carbone des ligneux sont les plus abondants dans la mangrove (25,3 t/ha), devant les savanes arborées (22,7 t/ha) et arbustives à arborées (11,7 t/ha). La savane arbustive a le stock le plus faible (5,2 t/ha), derrière la forêt galerie (10,2 t/ha) et les terrains en culture pluviale (7,5 t/ha). Ces résultats confirment que les stocks de carbone en zone tropicale différent suivant les biotopes (A. MUGNIER et al. 2009 ; S.L. LEWIS et al. 2013). Ces différentiations sont marquées par une diminution de la richesse en carbone lorsque l'on passe de la savane arborée à la savane arbustive, ou des unités les mieux conservées ou les plus productives, comme la mangrove, à celles qui sont les plus dégradées, comme la savane arbustive. Cela s'explique par la fréquence différentielle des grands arbres. En effet, il est établi que le stock en carbone aérien tend à augmenter avec l'accroissement de certains paramètres structuraux, dont la surface terrière (S. GOURLET-FLEURY et al. 2011 ; Y. ISSIFOU MOUMOUNI et al. 2017). C'est pourquoi les terrains en culture pluviale, pauvres en ligneux, ont une richesse en carbone plus grande que la savane arbustive, car ils portent des arbres de grande dimension.
49La richesse en carbone trouvée pour la végétation ligneuse de la savane arbustive se trouve dans l'intervalle des valeurs obtenues (1-7 t/ha) par le Programme de Gestion Durable et Participative des Énergies Traditionnelles et de Substitution (PROGEDE, 2016, in S. SAMBOU, 2017) dans le Nord du Sénégal, en zone sahélienne, dans les savanes arbustives des massifs forestiers de Malème, Delby, Mbirkilane et Younoféré. Pour d'autres formations, nos résultats, en revanche, sont inférieurs, par exemple, à ceux de C. MBOW (2009) dans les forêts classées de Ouli (21 t/ha) et Patako (14 t/ha) pour la savane arbustive à arborée et de Patako (33 t/ha) et Kantora (38 t/ha) pour la savane arborée, ou à ceux de S. SAMBOU (2017) dans la forêt galerie de Patako (97 t/ha). Ces forêts classées sont situées en zone soudanienne, plus au sud que le terrain faisant l'objet de la présente étude. Cela témoigne de l'importance de la pluviométrie dans les potentialités en carbone des écosystèmes, les bilans hydriques étant plus déficitaires au nord qu'au sud. Dans le cas de la mangrove, la valeur obtenue à Djilor apparaît relativement faible par rapport à la moyenne nationale de 31 t/ha (P.L. WOOMER et al. 2004). Mais que dire de la comparaison avec les 184 t/ha annoncés par N.G. AJONINA et al. (2014) pour l'estuaire du Ghana. Pour expliquer cette situation, outre la prise en compte des gradients latitudinaux et donc de la pluviométrie, il faudrait sans doute explorer d'autres pistes, en particulier la salinité des sols, qui peut être à l'origine d'une faible productivité des mangroves. Pour les terrains en culture pluviale, la richesse en carbone liée aux ligneux est sensiblement au-dessus des 2 t/ha trouvés par A.A. DIATTA et al. (2016) dans le bassin arachidier, qui appartient à la même zone éco-géographique que l'arrondissement de Djilor. Cette valeur est toutefois largement surpassée par les 30,4 t/ha obtenus par P.M. ONDO OKAMA (2010) dans la communauté rurale de Touba Toul, dans le Nord du Sénégal, en zone sahélienne. La plus grande fréquence des arbres de grande dimension résulte certainement ici, en dehors des aspects climatiques, de meilleures pratiques de gestion et de conservation agroforestières.
50L'analyse diachronique des unités d'occupation du sol montre des changements importants entre 1985 et 2017, sous forme de modifications (sans changement de catégorie d'affectation) et de conversions (avec changement de catégorie). Les formations végétales spontanées ont subi des modifications négatives sur 4355 ha et positives sur seulement 2115 ha. Mais surtout, les conversions lui ont fait perdre 16499 ha, alors qu'elles ne lui ont apporté que 1571 ha. Toutes les formations végétales spontanées, à l'exception des tannes herbeux, ont subi une régression de leur superficie. L'essentiel des conversions qui ont affecté la végétation spontanée s'est fait au profit de l'agriculture pluviale. Ce constat d'une tendance régressive du couvert végétal est partagé par d'autres études sur le bassin arachidier (A. TOURE, 2002 ; O. SARR et al. 2013 ; E. FAYE, 2010) et dans la zone tropicale humide africaine (C.S. KATEMBERA et al. 2015).
51L'action de l'homme est déterminante dans ces évolutions, pour les conversions au profit de l'agriculture pluviale et du bâti bien sûr, mais aussi pour les modifications négatives, du fait des prélèvements de bois et du pâturage. À cet égard, A MANGA et al. (2012) rapportent que la région a été pendant longtemps soumise à une forte exploitation du bois et à la production de charbon de bois, dont les produits étaient destinés aux villes. Cette situation s'est prolongée jusqu'à la fin des années 1990, lorsque l'amenuisement de la ressource a déplacé ces activités vers le Sénégal oriental. Toutefois les populations locales restent dépendantes des ressources en bois pour la cuisson et la construction des maisons. Selon le Centre de Suivi Écologique (CSE, 2005), au Sénégal les combustibles ligneux représentent 60 % du bilan énergétique du pays et plus de 80 % de la consommation énergétique des ménages. Quant à l'élevage, pratiqué dans la région de manière extensive, il se heurte au dépassement des capacités de charge de la production de fourrage herbacé en fin de saison sèche, ce qui amène les éleveurs à procéder à des émondages.
52L'évolution de la pluviométrie a certainement accéléré la dégradation du couvert végétal spontané. D'après les données recueillies à l'ANACIM pour la période 1930-2017, les précipitations annuelles moyennes à la station de Fatick sont passées de 797 mm sur la période 1930-1966 à 563 mm sur celle allant de 1967 à 2017.
53Selon E.B. DIEYE et al (2013), l'état de la mangrove a été altéré non seulement par l'exploitation du bois, mais aussi par la rupture de la flèche de Sangomar, à l'embouchure de l'estuaire du Saloum. La rupture de la flèche, qui a été étudiée par A. DIAW (1997, 2003), s'est traduite par une augmentation du niveau de submersion des surfaces salées et donc une fragilisation de l'équilibre écosystémique de la mangrove. Elle pourrait expliquer la progression des surfaces en eau, qui sont passées de 11646 ha en 1985 à 13483 ha en 2017.
54En ce qui concerne le carbone, les changements d'affectation des terres ont provoqué une diminution des stocks au niveau de la biomasse des ligneux. Au total, sur la période d'étude, les pertes de carbone correspondent à des émissions annuelles moyennes de CO2 de l'ordre de 0,13 t/ha.
55Ce résultat est légèrement supérieur à celui tiré des observations réalisées par C.S. KATEMBERA (2015) dans la région d'Isangi en République Démocratique du Congo, soit 0,083 t/ha, dans des conditions pourtant bien différentes, puisque cette région reçoit des précipitations très abondantes (de l'ordre de 1750 mm/an en moyenne) et porte une véritable forêt dont la partie mature est en progression.
56Au delà de ce cas particulier, l'arrondissement de Djilor s'inscrit dans le constat général de perte de couverture végétale observée en zone tropicale, où la déforestation et les changements d'usage des terres sont responsables de 15 % à 20 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre (R.A. HOUGHTON, 2007).
57L'utilisation d'images Landsat de 1985 et 2017, associée à des relevés de terrain, a permis de dresser des cartes de l'occupation du sol et d'évaluer les potentialités en carbone de la zone d'étude. Les résultats quantifient la diminution des stocks de carbone provoquée par la conversion et la dégradation des formations végétales spontanées. Cette double évolution due principalement à la pression anthropique (défrichements agricoles, coupes de bois, pâturage) s'est traduite par une baisse de qualité du couvert spontané et par sa très forte rétractation (45,9 %) au profit principalement des terrains en culture pluviale et du bâti. Tous les changements pris en compte, entre 1985 et 2017 la savane arborée a perdu 75,2 % de sa superficie initiale, devant la savane arbustive (-69,6 %) et la forêt galerie (-40,9 %). La savane arbustive à arborée a mieux résisté (-20,3 %) et la mangrove n'a subi que de faibles pertes (-5,5 %).
58La réduction des surfaces portant des formations végétales spontanées et les modifications négatives que ces formations ont subi, ont provoqué une forte diminution (-14,1 %) de la quantité globale de carbone stockée dans les ligneux. La valeur correspondante des émissions annuelles moyennes de CO2 sur l'ensemble de la période d'étude est de 0,13 t/ha.
59Face à une situation aussi dégradée, il conviendrait de promouvoir dans la zone une gestion plus durable des formations végétales spontanées (REDD+), en arrêtant l''expansion des champs agricoles, en développant des stratégies de fertilisation des sols et en aménageant les espaces de végétation restant pour veiller à une exploitation plus rationnelle des ressources en bois.