Land use evolution in Western Niger : its influence on water cycle

Malgré le déficit pluviométrique persistant qui le caractérise depuis plus de quarante ans, le Sahel connaît un accroissement notoire du ruissellement, des écoulements et de l'érosion hydrique. On attribue cela aux changements d'usage des sols, et à une fatigue de ceux-ci, épuisés par des successions de cultures de moins en moins suivies de phases de repos. Cela se traduit par une dégradation rapide des sols, dont le processus le plus courant est l'encroûtement. C'est ce même encroûtement qui est à l'origine de l'augmentation des écoulements. On se propose ici de déterminer quelle est l'évolution de l'occupation des sols dans une région de l'Ouest du Niger, afin de comprendre les facteurs et les processus qui aboutissent à de très nettes modifications dans le régime des eaux ; outre l'augmentation des débits et des coefficients d'écoulement, on observe une diminution des temps de réponse des sols et des bassins aux précipitations. Ceci est directement lié à la diminution de la capacité des sols à retenir l'eau, qui est elle-même due à l'encroûtement. L'évolution de l'occupation des sols est donc l'explication qui permet de comprendre les modifications du cycle de l'eau. On utilise ici la télédétection pour parvenir à déterminer cette évolution des usages des sols. Au passage, on essaie d'y voir plus clair sur le reverdissement observé et mesuré par de nombreux chercheurs : est- il tangible ? Dans quelles régions ? Sur quelles durées ? Quel est le rôle des méthodes de classification dans la mise en évidence de ce reverdissement ? Il faut aussi s'assurer de la représentativité des zones d'entraînement utilisées. Des méthodes de l'hydro-géomorphométrie sont appelées au secours pour séparer la zone d'étude en deux ensembles distincts (plateau- non plateau) pour faciliter la classification. Une étude par photo-interprétation est tentée sur le degré carré de Niamey, dans l'optique d'avancer dans la distinction du rôle respectif de la sécheresse et des activités socio-économiques dans les changements d'usage des sols. Enfin, après avoir comparé nos travaux avec les très nombreuses études déjà réalisées dans cette région, on s'intéresse à l'impact des changements d'usage des sols sur l'infiltration et le ruissellement, de l'échelle de la parcelle à celle du grand bassin versant, en particulier sur l'évolution remarquée des débits et régimes des fleuves, et de l'accroissement du risque de crue, observé ces dernières années. Il semblerait que 2 à 5% de surface de sol encroûté sur un bassin suffise à accroître et concentrer suffisamment les débits pour accroître cet aléa, sans pour autant empêcher un certain « reverdissement » global, tel qu'observé par l'évolution des indices de végétation télédétectés.Despite the persistent rainfall deficit observed from more than forty years, the West African Sahel exhibits a significant increase in runoff, in rivers discharge and in water erosion. This fact is attributed to land use changes, particularly to soil overexploitation, characterized by the shortening of fallow periods. This leads to the degradation of soil structure, and to soil crusting. The soil crusting is the first factor of the increase in runoff. The purpose of this research is to determine the land use evolution in the western part of the Niger, to underline the factors and processes leading to the significant changes in surface water regime. The increase in discharges and runoff coefficients is accompanied with a reduction in the lag time of the slopes and basins when occurs a rainy event. This is directly linked to the decrease in soil water holding capacity, due to soil crusting. Hence, land use/land cover evolution is the main explaining factor of water cycle changes. Remote sensing is used in order to determine land uses changes. This implies to improve the knowledge about the “regreening” of the Sahel, observed and measured by several research teams: is it a myth or a reality? In what regions? During what periods? What is the role of classification methods of remote sensing in the highlighting of the regreening? We need to ensure that regions of interest used in this study are representative of the regional area. Methods of “hydro-geomorphometry” are needed to divide the study area into two differents areas, “plateau” and “non-plateau”, in order to avoid errors in the pixel classification of some different vegetation types which have neighbouring NDVI. A study by interpretation of aerial photographs is attempted over the Square degree of Niamey, with the aim of improving the separation between the respective role of the drought and the human activities in the evolution of land cover. After a comparison of our research with numerous previous studies realised on the same region, we perform an analyse of the impact of land use changes on infiltration and runoff, from the plot scale to the great basin scale, with a special focus on the observed evolution of rivers discharges and regimes and on the increase in flood hazard, detected during the last years. It appears that 2 to 5% of the total area exhibiting soil crusting are sufficient to increase and concentrate enough the discharges and to provoke a significant rise in the flooding, without avoiding a certain global “regreening” such as it is observed using the evolution of vegetation indices