Évolution de l'occupation du sol sous pression anthropique et
TRANSCRIPT
Évolution de l’occupation du sol sous pression anthropique et impact sur le ruissellement de
surface et les coefficients d’écoulement dans le bassin versant du Bani
S. Louvet, B. Barbier, D. Ruelland, M. Diancoumba, P. S. Traore , J.E. Paturel, Gil Mahé
•vulnérabilité des Ressources en Eau Superficielle au Sahel aux évolutions Anthropiques et Climatiques à moyen
terme
Objectifs de Ressac
• déterminer les effets conjugués de l’influence climatique et anthropique sur les ressources en eau
• élaborer des scenarii climatiques, démographiques, socio-économiques et environnementaux pour évaluer leur impact sur les ressources en eau de surface et leur vulnérabilité
• améliorer les modèles hydrologiques en prenant en compte la dynamique du milieu
SystèmeBani
Thématique 2 Modélisation
GT2 Mesureshydroclimatiques
GT3 Suivi occupation du sol par
télédétection
GT5 Scénariosclimatiques
GT6 Modélisationtype GR
GT7 Modélisationtype SWAT
GT9 Vulnérabilitédu Bani
GT8 Analyses comparaisons
passé/futur
GT1 Mise à disposition des données
GT4 Liens pressions démographiques/états de
surface
Thématique 1 Données
Thématique 3 Vulnérabilité
Organigramme du programme Ressac
●
Bani
• BV à Douna # 100 000 km²
• Régimes pluviométriques : 500 à1500 mm/an
• Géologie : socle et grès• Savane boisée et
savane-steppe• Relief peu accidenté –
vaste pénéplaine
Les domaines d’étude : bassin versant du Bani
L’écoulement annuel à Douna a chutéde 70% entre avant 1970 et après 1970
Les données utilisées à l’échelle du bassin versant du Bani
Les données démographiques:► Données des Recensements Généraux de la Population et de l’Habitat
(RGPH) disponibles en 1976, 1987 et 1998 pour le Mali et 1976, 1988 et 1998 pour la Côte d’ivoire (Pop, Tx nat, Tx mort, Tx rur, tx urb)
Les données utilisées
Disponibilité des données démographiques
Les données utilisées à l’échelle du bassin versant du Bani
Les données démographiques:► Données des Recensements Généraux de la Population et de l’Habitat
(RGPH) disponibles en 1976, 1987 et 1998 pour le Mali et 1976, 1988 et 1998 pour la Côte d’ivoire (Pop, Tx nat, Tx mort, Tx rur, tx urb)
Les données d’occupation du sol (états de surface) : ► Classification en type d’occupation du sol à partir de données satellitaires.
Les données utilisées
Les recherches sur l’évolution de la démographie
La transition démographique
Cette dynamique en quatre temps rappelle celle de la fonction logistique qui, dès sa découverte a servi de base mathématique pour rendre compte de la transition démographique.
Utilisation de la fonction "anti-logistique" d’Artzrouni (1986).
Bassin versant du Bani
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
Population totalepopulation ruralepopulation urbaine
L’évolution de la population recensée (hab)
Modélisation de la population rurale : les données à disposition
L’évolution de la population rurale modélisée
Comparaison du modèle anti-logistique avec le modèle spectrum
Population du bassin de certaines régions du bassin versant du Bani
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
1998
2003
2008
2013
2018
2023
2028
2033
2038
2043
2048
High variant
Low variant
Modèle anti-logistique
Les recherches sur l’évolution de l’occupation des sols sur le bassin versant :
Utilisation des données Landsat TM
Étude diachronique de l’occupation du sol : l’apport de la télédétection
1986 2000
Étude diachronique de l’occupation du sol
- 8%Végétation naturelle
50,3%Cultures
- 48,8%Sol nu
Taux d’évolution 1986-2000
Bani : répartition (%) des différents types d'occupation du sol en 1986
eau libreSol nuvegetation naturelleCultures
Bani : répartition (%) des différents types d'occupation du sol en 2000
eau libreSol nuvegetation naturelleCultures
Bassin versant du Bani
01000000
20000003000000
40000005000000
60000007000000
8000000
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
CulturesPopulation totalepopulation ruralepopulation urbaineVégétation naturelle
Ajustement linéaire des surfaces cultivées
y = 0,659x + 158963
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 3500000
Population
surfa
ces
culti
vées
Ajustement linéaire des surfaces en végétation naturelle
y = -0,5521x + 9E+06
680000069000007000000710000072000007300000740000075000007600000
0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 350000
Population
Surf
ace
(ha)
en
végé
tatio
n lin
éair
e
Bassin versant du Bani
0100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
CulturesPopulation totalepopulation ruralepopulation urbaineVégétation naturelle
L’évolution de l’occupation du sol modélisée en fonction de la démographie: exemple des surfaces cultivées et de la végétation naturelle
Le lien avec la modélisation hydrologique
Amélioration possible du modèle en tenant compte de l’évolution des états de surface auxquels on associe un coefficient de ruissellement. On modifie ainsi la capacité de rétention en eau des sols (WHC).
Pluie
ETP
WHC
Le modèle GR2M
Débit à l’exutoire
Nécessité de connaître par pas de temps le pourcentage associé à chaque état de surface par point de grille
Évolution des états de surface : exemple des zones cultivées et de la végétation naturelle
► Fournir des données d’évolution de la population rurale àl’échelle du modèle hydrologique (0,5°) afin d’évaluer l’évolution des différents états de surface.
► Associer des coefficients de ruissellement à chaque état de surface, différents selon les trois zones climatiques.
►Transcrire l’évolution annuelle des états de surface dans la capacité de rétention en eau des sols.
► Comparer les performances du modèle hydrologique avec les données de télédétection et les statistiques agricoles.
Les travaux à venir
Merci de votre attention
Les états de surface
Définition des états de surfaceLe terme « état de surface », au sens de Casenave et Valentin (1991), désigne toute surface élémentaire, toute association de surfaces élémentaires, toute juxtaposition de surfaces élémentaires, et tout système interdépendant de surfaces élémentaires.La surface élémentaire se définissant comme tout ensemble homogène constitué à un instant donné, du couvert végétal, du type de sol et des organisations pédologiques superficielles qui ont subi des transformations sous l’effet des facteurs météorologiques, fauniques ou anthropiques (les croûtes).
Différents états de surface :− les surfaces en végétation naturelle (jachères y compris),− les surfaces cultivées,− les sols nus (sols complètement dégradés et dénudés),− les plans d’eau (barrages et autres retenues d’eau).
L’évolution des états de surface se fait par des « modes de transformation »
Modes de transformation du milieu1. La dégradation climatique et anthropique des sols : due au dessèchement du couvert végétal avec encroûtement et dénudation des sols sous l’effet conjugué des actions de l’homme et du climat,2. La mise en culture : due au défrichage de la végétation pour la création de nouvelles parcelles de culture,3. La mise en jachère : ne pas ensemencer un champ au cours d'une ou de plusieurs saisons successives afin de permettre au sol de se régénérer,4. La restauration des sols : toutes les techniques de récupération des terres dégradées à l’aide de pratiques telles que le zaï, les demi-lunes ou le reboisement,5. Les aménagements hydro agricoles et l’urbanisation.
Cette dynamique en quatre temps rappelle celle de la fonction logistique qui, dès sa découverte a servi de base mathématique pour rendre compte de la transition démographique.
Où :− C est la valeur maximale du phénomène étudié (taux de natalité/mortalité,…) ;− A est l’ampleur de la baisse ;− t0 est la date du point d’inflexion de la courbe. A cette date, le taux a baissé de moitié ;
avec la pente de la courbe au point d’inflexion.
)( 01)( ttre
ACtf −−+−=
Asr 4
=
Artzrouni (1986) approxime les taux de natalité et de mortalité par une fonction baptisée "antilogistique" et qui est définie par "une constante moins une fonction logistique".
Les équations des courbes de natalité, de mortalité et de population se déduisent donc comme suit :
)( 01)( ttr
finaleinitialeinitiale NatNate
NatNatNattNat −−+
−−=
)( 01)( ttr
finaleinitialeinitiale MortMorte
MortMortMorttMort −+
−−=
( ).1)1()( DémogrTtPoptPop +×−=
Superficies des surfaces cultivées en céréales (en ha)
0100000200000300000400000500000600000700000800000900000
1984
/1985
1985
/1986
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/1991
1991
/1992
1992
/1993
1993
/1994
1994
/1995
1995
/1996
1996
/1997
1997
/1998
1998
/1999
1999
/2000
KoulikoroSikassoSégouMopti
Superficies cultivées en ha
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1984
/1985
1985
/1986
1986
/1987
1987
/1988
1988
/1989
1989
/1990
/1990
/1991
1991
/1992
1992
/1993
1993
/1994
1994
/1995
1995
/1996
1996
/1997
1997
/1998
1998
/1999
1999
/2000
KoulikoroSikassoSégouMopti
Statistiques agricoles issues des enquêtes agricoles de conjoncture
Superficies des surfaces cultivées en coton (ha)
050000
100000150000200000250000300000350000
1984
/1985
1985
/1986
1986
/1987
1987
/1988
1988
/1989
1989
/1990
/1990
/1991
1991
/1992
1992
/1993
1993
/1994
1994
/1995
1995
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1996
/1997
1997
/1998
1998
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1999
/2000
KoulikoroSikassoSégouMopti
Superficies des surfaces cultivées en maïs (ha)
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
1984
/1985
1985
/1986
1986
/1987
1987
/1988
1988
/1989
1989
/1990
/1990
/1991
1991
/1992
1992
/1993
1993
/1994
1994
/1995
1995
/1996
1996
/1997
1997
/1998
1998
/1999
1999
/2000
KoulikoroSikassoSégouMopti
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
Bla
SanTom
inian
Kadiol
oKolo
ndieb
aKou
tiala
Sikass
oYoro
sso
super culti tele 2000
sup cult camp agri conj1999/2000sup cult camp agri conj00/01moy 99/01
Comparaison à l’échelle des cercles des superficies cultivées entre télédétection et statistiques agricoles