Dynamiques des paysages forestiers au Mozambique : Étude de l’écologie du Miombo pour contribuer aux stratégies de restauration des terres dégradées - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Forest landscape dynamics in Mozambique: a study of the Miombo ecology to contribute to degraded-lands restoration strategies

Dynamiques des paysages forestiers au Mozambique : Étude de l’écologie du Miombo pour contribuer aux stratégies de restauration des terres dégradées

Résumé

Land degradation due to human activities is considered as the direct cause of food security issues and population migration: it is therefore a major global issue. The Mozambique, which still has a significant forest resource dominated by the Miombo forest formations and so it is particularly affected by this phenomenon: almost a quarter of its land would already be degraded. This country, as many African countries, has set ambitious targets for the restoration of one million hectares of degraded land over the next ten years. However, the Miombo ecosystem remains understudied, with very few quantitative and spatialized data related to the state of the land and an insufficient knowledge about its resilience. The aim of this PhD thesis is to analyze the dynamics, characteristics and determinants of forest landscapes changes in order to inform strategies for the restoration of degraded lands in Mozambique. This study particularly focuses on i) understanding the drivers of land degradation on a national scale, ii) assessing the resilience of the Miombo ecosystem in slash-and-burn agriculture systems in the central region of the country (Zambezia), and iii) proposing an approach to identify the priority areas for restoration of forest landscapes based on the previous knowledge acquired in the first two points. First, satellite time-series analyses (vegetation indices and climatic variables) were used to document the state of the land on the national scale and to quantify the drivers of land degradation and regeneration. The results show that 25% of the country has experienced a significant decrease in vegetation productivity and that a large part of these changes (61%) is directly attributed to human activities such as forest degradation and deforestation mainly linked to slash-and-burn agriculture. Floristic and soil inventories, as well as field surveys, were carried out on the outskirts of the Gilé National Park in order to analyze the dynamics of forest regeneration after slash-and-burn agriculture, and the impact of repeated crop-fallow cycles. The results show that the Miombo has a high regeneration capacity in terms of woody species diversity and soil properties after a low intensity and a short disturbance duration. Species richness, diversity and soil properties recover after 20-25 years of abandonment. However, these disturbances have a long-term effect on species composition and stand structure. There is also an effect of agricultural intensification linked to slash-and-burn practices that modifies species composition, reduces wood diversity and soil organic carbon stocks. This knowledge from remote-sensing studies and field inventories was combined in an innovative approach to identify priority areas for potential restoration and management options (passive or active restoration), in order to improve landscape functions (carbon sequestration, habitat connectivity), and enhance biodiversity. This method is based on a multi-criteria analysis, on the development of spatialized environmental indicators and on agrosystem trajectories on a regional scale. The method identifies a surface area of 118,629 hectares, i.e. 11% of the study area, with high restoration potential, 64% of which (76,373 ha) require active restoration. This thesis contributes to a better understanding of land degradation drivers and processes, as well as the ecology of the Miombo. It proposes an innovative approach to contribute to the development of forest landscapes restoration projects or programs in Mozambique.
La dégradation des terres liée aux activités humaines est considérée comme la cause directe des problèmes de sécurité alimentaire et des migrations des populations, et constitue de ce fait un enjeu majeur à l'échelle mondiale. Le Mozambique, qui dispose encore d’une importante ressource forestière dominée par les formations forestières du Miombo, est particulièrement touché par ce phénomène, avec près d’un quart de ses terres qui seraient déjà dégradées. Ce pays, comme d’autres pays africains, s’est fixé des objectifs ambitieux avec la restauration d’1 million d’hectares de terres dégradées dans les dix prochaines années. Cependant, il existe très peu de données quantitatives et spatialisées sur l'état des terres et sur la capacité de résilience du Miombo. L'objectif de cette thèse est d'analyser les dynamiques, les caractéristiques et les déterminants de l’évolution des paysages forestiers afin d’alimenter les stratégies de restauration des terres dégradées au Mozambique. Cette étude s’est particulièrement intéressée à i) comprendre les facteurs de dégradation des terres à l'échelle nationale, ii) évaluer la résilience de l’écosystème du Miombo dans les systèmes d’agriculture sur brûlis dans la région centrale du pays (Zambézie), et iii) proposer une approche pour identifier les zones potentielles de restauration des paysages forestiers à partir des connaissances acquises dans les deux premiers points. Dans un premier temps, les analyses de séries temporelles satellitaires (indices de végétation et variables climatiques) ont permis de documenter l’état des terres à l’échelle nationale et quantifier les facteurs de dégradation et régénération des terres. Les résultats montrent que 25 % du pays ont subi une baisse significative de la productivité de la végétation et qu’une grande partie de ces changements (61 %) est directement attribuée aux activités humaines telles que la dégradation des forêts et la déforestation, principalement liée à l’agriculture sur brûlis. Des inventaires floristiques, pédologiques et des enquêtes de terrain ont été menés en périphérie du Parc National de Gilé afin d’analyser les dynamiques de régénération forestière après défriche-brûlis et l’impact des cycles répétés de culture-jachère. Les résultats montrent que le Miombo a une grande capacité de régénération en termes de diversité d'espèces ligneuses et de propriétés du sol après une perturbation de faible intensité et de courte durée. La richesse spécifique, la diversité et les propriétés du sol se rétablissent après 20-25 ans d'abandon. Cependant, ces perturbations ont un effet à long terme sur la composition des espèces et la structure des peuplements. Il est également constaté un effet de l’intensification de l’agriculture lié aux pratiques d’agriculture sur brûlis qui modifient la composition spécifique, réduisent la diversité ligneuse et les stocks de carbone organique du sol. Ces connaissances issues des études par télédétection et d’inventaires de terrain ont été combinées dans une approche innovante permettant d’identifier les zones prioritaires de restauration et les options de gestion (restauration passive ou active), afin d’améliorer des fonctions du paysage (accumulation de carbone, connectivité des habitats) et renforcer la biodiversité. Cette approche s’appuie sur une analyse multicritère et le développement d’indicateurs spatialisés environnementaux et sur les trajectoires des agrosystèmes et à l’échelle régionale. L’approche a permis d’identifier une surface de 118 629 hectares, soit 11 % de la zone d’étude, à haut potentiel de restauration dont 64% (76 373 ha) nécessitant une restauration active. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension des processus et des facteurs de dégradation de terres et de l’écologie du Miombo. Elle propose une approche innovante pour contribuer à l'élaboration de projets ou programmes de restauration des paysages forestiers au Mozambique.
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Citer

Frederique Montfort. Dynamiques des paysages forestiers au Mozambique : Étude de l’écologie du Miombo pour contribuer aux stratégies de restauration des terres dégradées. Biodiversité et Ecologie. AgroParisTech, Paris, FRA., 2021. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03524870⟩
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