Driving forces of recent vegetation changes in the Sahel: lessons learned from regional and local level analyses - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Remote Sensing of Environment Année : 2017

Driving forces of recent vegetation changes in the Sahel: lessons learned from regional and local level analyses

Déterminants des changements récents de végétation au Sahel : leçons des analyses régionale et locale

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Résumé

A wide range of environmental and societal issues such as food security policy implementation requires accurate information on biomass productivity and its underlying drivers at both regional and local scales. While many studies in West Africa are conducted with coarse resolution earth observation data, few have tried to relate vegetation trends to explanatory factors, as is generally done in land use and land cover change (LULCC) studies at finer scales. In this study, we proposed to make a bridge between vegetation trend analysis and LULCC studies to improve the understanding of the various factors that influence the biomass production changes observed in satellite time series (using integrated Normalized Difference Vegetation Index [NDVI] as a proxy). The study was conducted in two steps. In the first step, we analyzed MODIS NDVI linear trends together with TRMM growing season rainfall over the Sahel region from 2000-2015. A classification scheme was proposed that enables better specification of the relative role of the main drivers of biomass production dynamics. We found that 16% of the Sahel is re-greening-but found strong evidence that rainfall is not the only important driver of biomass increase. Moreover, a decrease found in 5% of the Sahel can be chiefly attributed to factors other than rainfall (88%). In the second step, we focused on the "Degré Carré de Niamey" site in Niger. Here, the observed biomass trends were analyzed in relation to land cover changes and a set of potential drivers of LULCC using the Random Forest algorithm. We observed negative trends (29% of the Niger site area) mainly in tiger bush areas located on lateritic plateaus, which are particularly prone to pressures from overgrazing and overlogging. The significant role of accessibility factors in biomass production trends was also highlighted. Our methodological framework may be used to highlight changing areas and their major drivers to identify target areas for more detailed studies. Finer-scale assessments of the long-term vulnerability of populations can then be made to substantiate food security management policies.
De nombreux problèmes environnementaux et sociétaux, tels que la mise en œuvre de politiques de sécurité alimentaire, nécessitent des informations précises sur la productivité de la biomasse et ses facteurs sous-jacents aux niveaux régional et local. Alors que de la plupart des études en Afrique de l’Ouest reposent sur des données d’observation de la Terre à faible résolution spatiale, peu d’entre elles ont tenté de relier les tendances de la production végétale à des facteurs explicatifs, comme c’est généralement le cas dans les études sur le changement d'utilisation et d'occupation des sols (LULCC) à des échelles plus fines. Dans cette étude, nous avons proposé d'établir un pont entre l'analyse des tendances de la végétation et les études LULCC afin d'améliorer la compréhension des divers facteurs qui influencent les changements de production de biomasse observés dans les séries chronologiques satellites (en utilisant l'indice de végétation par différence normalisée [NDVI] intégré). L'étude a été réalisée en deux étapes. Dans un premier temps, nous avons analysé les tendances linéaires de MODIS NDVI ainsi que les précipitations TRMM, sur la région du Sahel, pendant la saison des pluies, de 2000 à 2015. Un système de classification a été proposé, qui permet de mieux préciser le rôle relatif des principaux facteurs de la dynamique de la production de biomasse. Nous avons constaté que 16% du Sahel est en train de reverdir, mais nous avons trouvé des indications solides que les précipitations ne sont pas le seul facteur important d'augmentation de la biomasse. De plus, une diminution constatée dans 5% du Sahel peut être principalement attribuée à des facteurs autres que les précipitations (88%). Dans un deuxième temps, nous nous sommes concentrés sur le site "Degré Carré de Niamey" au Niger. Ici, les tendances de la biomasse observées ont été analysées en relation avec les changements de l'occupation des sols et un ensemble de facteurs potentiels de LULCC, avec l'algorithme Random Forest. Nous avons observé des tendances négatives (29% de la superficie du site du Niger) principalement dans les zones de brousses tigrées situées sur des plateaux latéritiques, particulièrement sujettes aux pressions dues au surpâturage et à la surexploitation. Le rôle important des facteurs d’accessibilité dans les tendances de la production de biomasse a également été mis en évidence. Notre cadre méthodologique peut être utilisé pour mettre en évidence les zones en évolution et leurs principaux moteurs afin d'identifier les zones cibles pour des études plus détaillées. Des évaluations plus précises de la vulnérabilité à long terme des populations peuvent ensuite être effectuées pour justifier les politiques de gestion de la sécurité alimentaire.
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cirad-01952858 , version 1 (12-12-2018)

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Citer

Louise Leroux, Agnès Bégué, Danny Lo Seen, Audrey Jolivot, Francois Kayitakire. Driving forces of recent vegetation changes in the Sahel: lessons learned from regional and local level analyses. Remote Sensing of Environment, 2017, 191, pp.38-54. ⟨10.1016/j.rse.2017.01.014⟩. ⟨cirad-01952858⟩
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