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Université Cheikh Anta Diop de Dakar
(UCAD)
Faculté des Sciences et Techniques (FST)
Institut
des Sciences de l'Environnement (ISE)
THESE DE DOCTORAT D'ETAT ES SCIENCES
Présentée et soutenue publiquement le 16
novembre 2009
SUJET
Potentiel et dynamique des stocks de carbone
des savanes soudaniennes et soudano-
guinéennes du Sénégal.
par
Dr. Cheikh Mbow
Jury
Président Amadou Tidiane Ba, Professeur
Titulaire, Département de Biologie
Végétale. Université Cheikh Anta Diop,
Dakar, Sénégal.
Rapporteurs Bienvenu Sambou, Maître de
Conférences, Institut des Sciences de l'Environnement. Université
Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal
Amadou Tahirou Diaw, Professeur Titulaire,
Département de Géographie, Université Cheikh Anta Diop,
Dakar, Sénégal.
Membres Brice Augustin Sinsin, Professeur
Titulaire, Laboratoire d'Ecologie
Appliquée, Faculté des Sciences Agronomiques.
Université Abomey-Calavi, Cotonou, Bénin.
David Skole, Professeur, Département de
Foresterie, Michigan State University-East Lansing, USA.
Michel Verstraete, Global Environment Monitoring
(GEM) Unit, Centre Commun de Recherche-Union Européenne, Ispra (VA),
Italie.
DEDICACES
CE TRAVAIL EST DEDIE A
FEUE SOKHNA AICHA
THIAM POUR QUI L'HUMANISME
EST L'ESSENCE DE LA VIE.
A
FEU EL HADJI CHEIKH PENDA MBOW
LE SAGE PATRIARCHE, FEDERATEUR DE CONSCIENCES
ET POUR QUI LE
BIEN QU'ON FAIT POUR LES AUTRES
EST LE SENS PRINCIPAL DE LA VIE
QUE DIEU LES ACCUEILLE DANS SON AUGUSTE
PARADIS ... AMEN
Remerciement
L'Homme est le résultat d'une somme de circonstances et
de conditions d'existence, parfois aléatoires, souvent liée
à un déterminisme perçu ou abstrait qui sculpte sa
conscience et son comportement, ses succès et ses échecs. Les
relations sociales qui déterminent dans une large mesure le destin
individuel, sont souvent le fruit d'un certain hasard, ou imposé par le
groupe. Jacques Monod disait que "tout ce qui existe dans l'Univers est le
fruit du hasard et de la
nécessité". Sans chercher à
séparer les deux concepts ou verser dans une logique existentialiste,
nous considérons que, ce que l'homme réalise dans sa courte vie
dépasse souvent sa seule volonté. Il serait par conséquent
injuste de limiter l'uvre d'une personne à son mérite
exclusif.
Sous ce rapport, ce travail est alors une traduction des
dispositions et avantages que notre Créateur nous a accordés,
ainsi qu'une transcription des idées et appuis obtenus auprès de
plusieurs personnes et institutions de recherche pour lesquelles je souhaite
traduire ma profonde gratitude.
En observant les plantes et le secret qui les entoure, en
parcourant l'espace dans sa diversité, sa complexité et ses
mystères, j'ai très vite compris que la FOI ne pouvait
naître qu'en étant en contact permanent avec l'uvre immense de
DIEU. Je rends grace à Allah pour m'avoir donné les dispositions
physiques et morales qui m'ont permis de réaliser ce travail.
A travers la miséricorde du Créateur, j'ai
croisé le chemin du Professeur Amadou Tidiane Ba. Il m'a souvent
invité à la remise en question perpétuelle de
moi-même pour ne pas verser dans la facilité des
stéréotypes, des idées reçues et des dogmes. Sa
culture et son altruisme m'ont donné la chaleur nécessaire pour
couver les idées scientifiques consignées dans ce document.
Cette influence a été complétée
par l'humanisme et le paternalisme des Professeurs Bienvenu Sambou et Amadou
Tahirou Diaw, respectivement Directeur de l'Institut des Sciences de
l'Environnement et du Laboratoire d'Enseignement et de Recherche en
Géomatique de l'UCAD, pour la confiance qu'ils m'ont faite malgré
les connaissances plutôt balbutiantes que j'avais en 2004 sur la
séquestration du carbone. Ils m'ont `com-pris' et m'ont conduit avec une
douce rigueur à aimer la recherche et avoir confiance en
moi-même.
Je remercie les membres du jury : Professeur David Skole
(USA), Dr Michel Verstraete (Belgique-JRC/EU) et Professeur Brice Sinsin
(Bénin) qui ont bien voulu accepter de juger ce travail. Le Professeur
Rasmussen a été parmi les premiers à inspirer ce travail
et le Professeur Skole a été d'un apport inestimable pour la
réalisation de nombreuses tâches liées à cette
recherche. La profondeur scientifique de Michel Verstraete et ses conseils
ont
aiguisés en nous une forte curiosité dans le
domaine de la dégradation des terres au Sahel. L'esprit critique et
l'immense culture du Professeur Sinsin ont forgé en moi une estime
certaine à son égard. Le symbole que ces professeurs
représentent pour la science traduit en moi un immense honneur de les
avoir comme examinateurs. Je joins à ces remerciements une motion
particulière à Professeur Kjeld Rasmussen (Danemark) et Dr Sandra
Brown (WINROCK-Int., USA) pour leurs nombreux conseils dans
l'élaboration de ce travail.
Pour réaliser ce travail j'ai eu le soutien financier
de plusieurs institutions qu'il me plaît de remercier ici : SUN
(Sustainable Use of Natural Resources-EU), IFS (International
Foundation for Science), Start (Global Change SysTem for Analysis,
Research and Training-US) ; et DGG (Departement of Geography and
Geology-University of Copenhagen-Denmark). J'espère que ce
Mémoire sera à la hauteur des attentes et espoirs portés
à ce travail.
Pour leurs encouragements et leur assistance aussi bien
matérielle que morale, je me dois de remercier chaleureusement tous mes
collègues de l'Institut des Sciences de l'Environnement : Bienvenu
Sambou, Abou Thiam, Abdoulaye Sène, Assane Goudiaby, Cheikh Diop, Cheikh
Ibrahima Niang, François Matty et Henri Mathieu Lô. J'associe
à ces remerciements, les collègues de la FST (notamment le Pr.
Matar Mour Seck et le Pr Kandioura Noba) ainsi que tout le personnel
administratif et technique de l'ISE que sont Ousseynou Ndiaye, Doudou Samba,
Ababacar Sedikh Cissé, Linda Faye, Oula Ndiaye, Sounkarou Niassy, Oumar
Salif Gueye, ainsi qu'à Idrissa Guiro, Mamadou Diop et Fatima Niang.
J'adresse mes chaleureux remerciements à la Direction
des Eaux, Forêts, Chasse et de la Conservation des Sols (DEFCCS),
notamment son ex-Directeur Colonel Matar Cissé et les Inspecteurs des
Régions d'études que sont Babacar Faye de Tambacounda et
Souleymane Kigera de Fatick. J'associe à ces remerciements le Colonel
Bassirou Sougoufara, Maguette Kairé, Ousmane Diallo et tous les membres
du groupe de travail du projet PREFER.
Mon affiliation au LERG (Laboratoire d'Enseignement et de
Recherche en Géomatique) de l'ESP m'a permis de développer une
collaboration fructueuse avec des collègues et des chercheurs dont je
salue l'ouverture d'esprit et la sollicitude aux moments cruciaux de la
réalisation de ce travail. Que Grégoire Leclerc, Mbaye Diop,
Tidiane Sané, Alla Manga, Balla Diéye, Séraphin
Dorégo, Khady Diouf Ndir, Amadou Kâ, et à tous mes
étudiants Aminata Gueye Sarr, Awa Diouf Sylla, Idrissa Guiro, Momadou
Sow, Yacinthe Sambou, Aminata Diop, Patrick Ondo Okama, etc., trouvent à
travers ce travail un motif de satisfaction.
les nombreuses opportunités que des personnes comme
Assize Touré, Aliou Diallo, Aliou Kâ, Jacques André Dione,
Alioune Touré, Déthié Soumaré Ndiaye, et tous les
chercheurs et techniciens de ce centre ; m'ont permis de saisir.
A travers Cheikh Ndiaye Sylla et Madeleine Sarr, la DEEC
(Direction de l'Environnement et des Etablissements Classés) m'a
été d'un apport crucial pour les nombreuses formations et
ateliers (en particulier ceux du Comité National sur les Changements
ClimatiquesCOMNAC) qui m'ont permis d'être à jour sur les
questions importantes que soulève la séquestration du carbone
dans le secteur forestier.
Le Département de Géographie et Géologie
de l'Université de Copenhague a été pour moi un creuset
fertile d'échanges scientifiques qui m'a permis de tirer de larges
connaissances avec Kjeld Rasmussen, Anette Reenberg, Rasmus Fensholt, Ole
Mertz, Inge Sandholt, Thomas Theis Nielsen, Bo Elberling, Sarah Choudhary, Lars
Krogh, Mads Olander Rasmussen, Annette Norgaard, Inge Sandholt, Jens
Grundtmann, Bjarn Fog). Ma participation aux activités du GLP
(Global Land Project-IGBP/IHDP) avec Anette Reenberg, Tobias Laganke,
Lars Jørgensen et ma collaboration avec Anne Mette Lykke
(Université de Aarhus) n'ont fait que renforcer cette coopération
utile et fructueuse avec le Danemark. Le financement de mon séjour au
Danemark par le projet FIVA (International Research School of Water
Resources) a été possible grâce à son Directeur
Karsten H. Jensen et l'appui de Frederik Uldall que je remercie bien
vivement.
Ce travail ne pouvait pas se réaliser sans l'appui de
MSU (Michigan State University-USA) qui à travers le Professeur David
Skole (Directeur du GOES : Global Observatory for Ecosystem Services)
et son équipe dont Moussa Dieng, Oscar Casteneda, Jay Samek, Walter
Chomentowski, m'ont aidé pour le traitement de certaines données.
Je voudrais souligner l'apport inestimable de Dr. Sophan Chhin du
Département de Foresterie, de la même Université, sur les
analyses dendrochronologiques qui ont été difficiles à
faire ; vu la complexité du travail.
Le havre de paix que constitue ma famille à
été déterminant pendant ces années de recherche et
je veux sincèrement remercier mon épouse Salimata
Néné Thiam Mbow et mes enfants Mathiam et Aïcha pour la
douceur familiale et l'acceptation de mes longues absences pour les besoins de
cette thèse. Je souhaite que ce travail soit une véritable
satisfaction pour mon Père El Hadji Saliou Mbow, le protecteur, pour ses
prières et ses conseils ; à mes oncles Serigne, Cheikh, Falilou
et Moustapha, à mes tantes Ndéye Awa Mbow (Badiene), Khady Gueye
(Mère Khadi), Coumba Sylla, Coumba Thiam et Oumy Mbaye. Je remercie tous
mes frères et surs Mbow et Tall pour leur soutien permanent. Je souhaite
que tous mes amis, Thierno Birahim Gueye-Thier, Daha Cherif Aïdara-Che,
Ibrahima Niang-Ibou, Doudou
Diop-Dou, Sokhna Helène Diop, Gora Sarr-Farba,
Moustapha Thiam-Kamzo, Mokhtar LoMakhou, Mame Samba Mbaye-Serignebi et à
leurs épouses et époux respectifs, trouvent à travers ce
travail ; l'expression de nos sentiments de profonde reconnaissance.
Résumé
Ce travail a pour objectif de contribuer à combler le
déficit d'information sur le potentiel de séquestration de
carbone dans les écosystèmes de savane. Il a porté sur six
Forêts Classées (Wélor, Patako, Ouli, Bala-Est, Kantoora et
Mampaye) choisies pour couvrir les écosystèmes soudaniens et
soudano-guinéens du Sénégal. La démarche a
consisté en plusieurs étapes que sont : l'inventaire forestier,
la collecte de données de biomasse pour l'élaboration de
modèles allométriques, l'analyse dendrochronologique, le suivi
des formations ligneuses par des parcelles suivies depuis 1993 et cartographie
de la dynamique des formations végétales.
Sur la base des données collectées et
analysées, trois modèles allométriques utilisant des
régressions quadratique, cubique et polynomiale d'ordre 3 ont
été mis au point. Ces régressions ont permis d'une part,
d'estimer les stocks de biomasse avec un r2 > 0,9. D'autre part,
l'application des tests ANOVA (analyse de la variance) a montré une
faible différence entre la moyenne de la série
expérimentale et celles issues des modèles. Les résultats
obtenus indiquent des stocks de carbone (biomasse sur pied) très faibles
pour les formations dégradées de la Forêt Classée de
Wélor (entre 3 et 7 tC/ha) alors que les Forêts Classées de
Mampaye (20-50 tC/ha) et Kantora (40-47 tC/ha) ont les stocks les plus
importants. Des cas intermédiaires sont notés à Ouli
(12-20 tC/ha), Bala (18-28 tC/ha), et Patako (13-33 tC/ha). L'essentiel de la
biomasse se situe chez les individus de gros diamètre (> 20 cm).
Cependant, la dynamique de séquestration du carbone est portée
par les petits individus en croissance.
Le suivi de la végétation ligneuse montre que
l'essentiel des stocks de carbone du dispositif est porté par quelques
espèces, surtout celles à croissance rapide. Les espèces
qui contribuent le plus à la biomasse sont Pterocarpus erinaceus,
Bombax costatum et Terminalia macroptera. La contribution aux
stocks de carbone est fortement liée aux possibilités de
l'espèce à croître vite et à accumuler beaucoup de
biomasse. Les espèces à croissance relativement rapide sont
Detarium senegalense et Bombax costatum, suivies par
Anogeissus leiocarpus, Lannea microcarpa, Pterocarpus erinaceus,
et Terminalia macroptera.
Les analyses dendrochronologiques à partir de la
largeur des cernes fournissent des indications quant à la relation avec
des paramètres comme la pluviométrie. Mais des contraintes
d'analyse plus fine des premiers résultats subsistent encore même
s'ils confirment la faible vitesse de croissance des espèces de savane.
Les jeunes plants de savane ne se développent pas forcément plus
vite que les plantes affranchies à cause probablement des effets de
nombreux facteurs de stress comme les feux, l'aridité, la
compétition dans la croissance,
La faible productivité nette de ces
écosystèmes de savane fait que les quantités de carbone
séquestrées ne sont pas très élevées
comparées à d'autres types de formations végétales
comme les forêts tropicales, ce qui fait que le bénéfice
pour les projets MDP doit être prudemment envisagé. Les
résultats de la modélisation montrent l'effet très
destructeur de nombreuses pratiques comme les feux, les coupes de bois, les
défrichements, le surpâturage qui réduisent
significativement les stocks de carbone. Cette dégradation de
l'environnement due aux facteurs climatiques, politiques, et économiques
rend les populations très vulnérables, les obligeant à
opter pour des stratégies d'adaptation variées et qui valent plus
que les possibilités offertes par le marché actuel du carbone.
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