Répercussions d'un changement d'utilisation des sols et du changement climatique sur la résilience de la végétation au sud du Maroc

Problématique

La végétation et ses structures spatio-temporelles sont au centre de ce nœud complexe de recherche. En particulier dans les régions sèches, la couverture végétale gouverne fortement la distribution de l’eau des précipitations. En fonction de la densité et de la structure des plantes, une grande partie de l’eau s’infiltre dans le sol ou bien s’écoule en surface. Si la couverture végétale est très dégarnie, les pluies s’écoulant en surface peuvent conduire à une érosion du sol. De plus, les plantes gouvernent la distribution de l’eau de manière directe par leur consommation en eau, celle-ci dépendant de la quantité de biomasse transpirante. D’autre part, la végétation représente, même dans les régions semi-arides et arides du Maroc – outre les ressources « eau » et « sol » - une ressource naturelle centrale: elle sert de pâturage pour le bétail comme les chèvres, les moutons et les dromadaires. Son état et ses structures spatio-temporelles ne sont pas seulement influencés par l’environnement hautement variable et des processus à long terme comme le changement climatique. Mais son état actuel reflète plutôt l’histoire de l’utilisation d’une région ainsi que la pression d’utilisation actuelle en fonction de décisions individuelles et collectives des bergers. Ce nœud complexe de recherche a, de ce fait, trois questions centrales :

Quelle influence l’utilisation des sols (historique, actuelle et changeant dans le futur) ainsi que le climat exercent-ils sur la structure spatio-temporelle de la végétation ?
Comment les structures d’utilisation et l’évolution du climat influencent-ils la productivité et la structure de la végétation? Quelle est la résilience vitale de la végétation? Peut-on identifier des indicateurs pour des processus insidieux ou catastrophiques de dégradation et peut-on en établir un système d’alerte pour la sur-utilisation de ressources? Quelle importance la création d’une réserve écologique a-t-elle pour une gestion durable des ressources ?
Quelles proportions de l’eau de précipitations sont-elles dirigées dans la géosphère, l’hydrosphère ou l’atmosphère et quels effets les dynamiques de la végétation dues à l’utilisation ou au climat ont-elles sur la disponibilité spatio-temporelle en eau dans le bassin versant ?

Participants

Linstädter, Fritzsche, Poete, Roth, Baumann, Jakoby, Born, Klose

Objectifs

Seul une compréhension fondamentale des interactions multiples offre la possibilité de comprendre les éléments constituant une gestion durable des pâturages dans de telles conditions. Comme les dynamiques des ressources naturelles sont étroitement associées entre-elles, une gestion durable de la ressource « pâturage » apporte une contribution importante à la protection du sol et de l’eau. Le gain d’une telle compréhension est un but essentiel de l’écologie des pâturages et ainsi également du nœud complexe de recherche présenté ici. L’écologie des pâturages doit, à l’aide d’instruments adaptés, analyser les conséquences de l’utilisation humaine et dériver des jugements fondés. Ceux-ci peuvent être appliqués dans des recommandations d’action et un système décisionnel sur des stratégies d’utilisation écologiquement compatibles.

Modélisation

Organigramme

L’organigramme montre les assemblages des approches des modèles à leur niveau de spécialité spécifique, la liaison à des scénarios ainsi que la rétroaction avec les utilisateurs. L’objectif de la modélisation est l’élaboration de différents outils pour la surveillance et la modélisation de la dynamique de la végétation et une gestion pastorale et agraire des ressources. Pour tous les trois modèles, ceux-ci étant actuellement encore en développement (SAVANNA, MOVEG-DRÂA et BUFFER), des données fiables en relation avec le système de pâturage analysé sont de grande importance. Ici, des données sur la relation entre les précipitations et la production primaire dans le bassin versant du Drâa sont relevées. Elles servent en même temps à une validation croisée des trois modèles.

Méthode

Pour des espèces dominantes et des grandes unités végétales, les modèles d’habitat statistiques de type log-GLM développés lors de la deuxième phase du projet sont utilisés. Cette famille de modèles (STAHAB) évalue, à partir de données de propagation et de propriétés de l’habitat, la probabilité d’apparition pour chaque espèce ou bien unité végétale.
L’acquisition à haute résolution temporelle de la dynamique de la végétation sur de grandes surfaces joue un rôle clef aussi bien pour la compréhension écosystématique de la région que pour le calibrage et la validation des modèles d’écosystème. Se basant sur la surveillance des déroulements phénologiques de la végétation avec des données de télédétection (résolution temporelle : 10 jours) et à l’aide de donnée climatiques, des fonctions trigger de la température et des précipitations sur différentes unités végétales sont analysées et à l’aide de procédés statistiques, introduites dans le modèle MOVEG Drâa pour une cartographie multitemporelle et une extrapolation des tendances.
Le modèle d’écosystème SAVANNA spatialement explicite orienté sur les processus sert à l’analyse de l’écosystème. Ce modèle simulera des dynamiques de populations de plantes se basant sur des structures spécifiques de distribution des plantes (structures d’habitat disponibles – de STAHAB). De plus, celui-ci sert de modélisation de la production primaire en fonction de la pression d’utilisation et de son importance pour le budget de l’eau.
Les résultats des modèles subordonnés présentés – ensemble avec des données socioéconomiques sur la gestion des pâturages - sont intégrés dans un modèle de simulation écologique-économique basé sur des règles (BUFFER). Celui-ci analyse l’adaptation des décisions de gestion à des distributions temporellement et spatialement hétérogènes des ressources.

SSPD/SI/OS relativ à cd NCR

Le système de support à la prise de décision (SSPD) Padraa est en relation avec ce nœud complexe de recherche. Il sert d’aide à la prise de décision pour l’ouverture de zones de pâturage pour les troupeaux externes de bergers transhumants. Comme données d’entrée, outre les résultats des modèles en particulier les simulations de BUFFER, des données actuelles sur le climat, l’état des pâturages et les charges en bétails sont requises. Les utilisateurs prévus sont les administrations locales. Padraa sera conçu et implémenté en étroite coopération avec la CBTHA.