INVASION VÉGÉTALE ET TRAJECTOIRES DE CHANGEMENTS D’UTILISATION DES TERRES

STRUCTURATION DU MANUSCRIT DE THESE

Cette thèse est structurée en sept (7) chapitres. Elle commence par une introduction générale qui présente la problématique, les questions de recherche, les objectifs et les hypothèses et se termine par une conclusion générale suivie de perspectives de recherche. Le premier chapitre est consacré à rappeler ce qui a été fait sur la problématique des plantes envahissantes en Afrique de l’Ouest et sur les trajectoires de changement d’utilisation des terres. Après la définition des principaux concepts mobilisés dans cette thèse, ce chapitre a permis aussi de présenter le cadre théorique et l’approche méthodologique adoptée. Au deuxième chapitre, les généralités sur notre région d’étude sont présentées. Ce chapitre sert à présenter les cadres physique, biologique et socio-économique du site. Le troisième chapitre aborde les perceptions et connaissances locales ethnobotaniques et ethnoécologiques sur les plantes envahissantes. Dans ce chapitre, les pratiques et stratégies utilisées par les populations locales dans la lutte contre ou le pilotage des plantes envahissantes sont analysées. Le quatrième chapitre est consacré à l’analyse systémique des différentes utilisations des terres dans le paysage de notre site d’étude. Cette analyse permet de décrire les différents éléments du paysage et les liens de conversion qui existent entre eux. À partir des principaux éléments du paysage identifiés au chapitre précédent, des cartographies d’utilisation des terres sont établies et les trajectoires de changement d’utilisations sont analysées au cinquième chapitre. Dans le sixième chapitre, la structure de la végétation et les groupements végétaux sont analysés en lien avec les utilisations actuelles et les trajectoires de changements d’utilisation des terres identifiés au cinquième chapitre. Le septième chapitre est consacré à l’analyse des effets des types d’utilisation et des trajectoires de changements d’utilisation des terres sur l’abondance et la distribution des plantes envahissantes. Enfin, en conclusion générale, une synthèse des résultats est faite en lien avec les hypothèses émises. Cette conclusion permet aussi de montrer, d’une part, en quoi ce travail contribue à la connaissance scientifique sur l’effet des changements d’utilisation des terres sur les plantes envahissantes et, d’autre part, en quoi ce travail constitue une base pour des politiques de pilotage des plantes envahissantes dans les paysages anthropisé des savanes soudano-guinéenne du Togo et de l’Afrique de l’ouest.

Cadre conceptuel de la biologie de l’invasion

L’invasion biologique est une notion pour laquelle une multitude de définitions existent (Falk-Petersen, Bøhn & Sandlund, 2006) et chacune d’elle ne décrit pas exactement le même processus. D’après Williamson (1996), « une invasion biologique survient quand un organisme, quel qu’il soit, parvient dans un lieu situé en dehors de son aire de répartition initiale ». Pour d’autres auteurs, l’invasion biologique est un phénomène conduisant à une distribution d’une espèce qui constitue, hors de son aire de répartition naturelle, une ou des populations pérennes (sans intervention humaine) dans les habitats investis (Pascal, Vigne & Tresset, 2009; Barbault & Atramentowicz, 2010). Ces définitions supposent qu’une invasion biologique est un phénomène biogéographique qui ne concerne donc pas les espèces natives ou indigènes. Certains auteurs (Valéry, 2006; Davis, 2009; Valéry et al., 2009) ne partagent pas le même avis. Selon ces auteurs une invasion biologique est un phénomène écologique et non un phénomène biogéographique (Valéry et al., 2009), c’est l’avantage compétitif acquis par une espèce suite à la disparition d’obstacles naturels à sa prolifération qui rentre en compte.

Pour ces auteurs, il est théoriquement possible d’avoir des espèces exotiques ou non natives invasives et non-invasives et des espèces autochtones ou natives invasives et non-invasives. Dans le souci de bien comprendre le phénomène des invasions biologiques, une nouvelle discipline, qualifiée d’écologie de l’invasion, a été créée. Elle est devenue une discipline à part entière en écologie depuis les années 80 (Pyšek & Richardson, 2007). Bien que l’intérêt de considérer l’écologie de l’invasion comme un cadre théorique spécifique ne fasse pas consensus (Davis & Thompson, 2001; Davis, 2009; Valéry, Fritz & Lefeuvre, 2013), cette discipline trouve ses origines dans les travaux de Charles S. Elton, notamment sa publication de 1958 de l’ouvrage « The ecology of invasions by animals and plants ». Depuis lors, les mécanismes qui expliquent le succès des invasions biologiques font l’objet d’un grand nombre de travaux de recherche (Gurevitch et al., 2011).

Impacts des invasions biologiques

Les impacts des invasions biologiques sont souvent estimés sur la base des effets des espèces invasives. Pourtant les plantes envahissantes (autochtones) sont aussi responsables d’impacts socio-économiques surtout dans les cultures en milieu tropical (Le Bourgeois, 2008; Paini et al., 2016; Pratt et al., 2017). Les conséquences des espèces invasives peuvent être d’ordre écologiques, économiques et/ou sanitaires (Mack et al., 2000). Les invasions biologiques constituent une composante des changements globaux qui participe à l’érosion de la biodiversité (Elton, 1958; Maxwell et al., 2016). Les espèces invasives peuvent perturber le fonctionnement d’un écosystème, en provoquant des modifications des fonctions écologiques clés, en altérant l’environnement biotique, en perturbant les cycles biogéochimiques au sein de l’écosystème, ou encore en modifiant les régimes de perturbation comme la fréquence des feux ou des inondations (Davis, 2009). Sur le plan économique, les programmes de luttes contre les espèces invasives sont très coûteux et dans les cultures, les plantes envahissantes sont responsables d’énorme perte (Pimentel et al., 2000). Beaucoup de travaux de recherche se sont concentrés sur les impacts négatifs des invasions biologiques. Seulement, ces impacts et la manière dont ils sont évalués suscitent de nombreuses controverses dans la communauté scientifique (Briggs, 2017; Tassin et al., 2017). D’autres auteurs pensent même que les impacts sur la biodiversité et sur les modifications des processus écosystémiques sont plus souvent supposés que prouvés et quantifiés in situ (Gaertner et al., 2014). Le rôle des invasions sur les systèmes continentaux est plus débattu : celles-ci pourraient être la cause de perturbation mais elles sont aussi soupçonnées de simplement profiter de perturbations pour envahir des systèmes affaiblis (MacDougall & Turkington, 2005).

Les invasions végétales seraient une forme d’invention astucieuse du vivant face à la modification rapide et profonde d’un habitat (Tassin, 2016). En effet, vu la difficulté de connaître l’état zéro d’un site, quand on observe des espèces envahissantes dans un milieu dégradé, il est difficile de savoir a posteriori si c’est la présence de l’espèce qui a dégradé le milieu, ou si le milieu était perturbé au préalable, ce qui l’a rendu vulnérable à l’envahissement (Gillard, 2016). Il devient alors nécessaire d’explorer le rôle des espèces envahissantes afin de déterminer si elles sont conductrices ou passagères des changements écologiques (Didham et al., 2005; MacDougall & Turkington, 2005). Des études ont aussi montré que certaines espèces envahissantes même exotiques ont également des contributions économiques, sociales et écologiques positives (Wagh & Jain, 2018). En effet, les plantes envahissantes fournissent du bois de feu, du fourrage, du bois d’oeuvre et des produits alimentaires aux populations locales et, dans une moindre mesure, améliorent la structure et la fertilité des sols (Shackleton, Shackleton & Kull, 2019). Certaines espèces de plantes envahissantes peuvent accroître la résilience des écosystèmes aux changements climatiques et aux changements d’utilisation des terres (Tassin & Kull, 2015).

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport gratuit propose le téléchargement des modèles gratuits de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

REMERCIEMENTS
TABLES DES MATIÈRES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES ANNEXES
NOTES À L’ATTENTION DES LECTEURS
LISTE DES SIGLES ET ACRONYMES
INTRODUCTION GÉNÉRALE
I- PROBLEMATIQUE
II- OBJECTIFS
Objectif général
Objectifs spécifiques
III- QUESTIONS DE RECHERCHES
IV- HYPOTHESES
Hypothèse centrale
Hypothèses spécifiques
V- STRUCTURATION DU MANUSCRIT DE THESE
PREMIER CHAPITRE : INVASION VÉGÉTALE ET TRAJECTOIRES DE CHANGEMENTS D’UTILISATION DES TERRES : ÉTAT DE L’ART
INTRODUCTION
I- DÉFINITIONS DES CONCEPTS CLÉS
1.1 – Invasions biologiques
1.1.1 Cadre conceptuel de la biologie de l’invasion
1.1.2. Espèce envahissante ou invasive
1.1.3 Invasives, adventices ou colonisatrices
1.1.4 Processus des invasions biologiques
1.1.5 Facteurs explicatifs du succès invasif
1.1.6 Impacts des invasions biologiques
1.2 Changements d’utilisation des terres et invasions par les plantes
1.3. Situation des invasions biologiques en Afrique de l’Ouest
1.3.1 L’Afrique de l’Ouest : une région sous-étudiée pour ses invasions biologiques
1.3.2 Impacts des plantes envahissantes en Afrique de l’Ouest
1.4 Biodiversité
1.4.1 Concept de la biodiversité
1.4.2 Menaces pesant sur la biodiversité
1.4.3 Mesure et évaluation de la biodiversité
1.5 Concept de paysage
II- CADRE ET THÉORIE
2.1 Écologie des changements de végétation
2.2 Processus affectant l’évolution de la végétation et leurs échelles spatio-temporelles
2.3 Direction, intensité et nombre d’étapes des changements d’utilisation des terres 31
2.4 Écologie des perturbations
III- APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE
3.1 Évaluation des changements de végétation
3.1.1 Études à long terme
3.1.2 Études par chronoséquences
3.1.3 Les envahissements végétales, l’opportunité d’une expérimentation ?
2.3 Cadres géomorphologique, géologique et pédologique
2.4 La Végétation de Togodo
2.5 La diversité faunistique de Togodo
III- LA POPULATION AUTOUR DE TOGODO
3.1 La population
3.2 Activités de production autour de Togodo
3.3 Les activités dans l’APT
TROISIÈME CHAPITRE : PERCEPTIONS, USAGES ET PILOTAGES DES PLANTES ENVAHISSANTES PAR LES POPULATIONS LOCALES DU SUD DU TOGO
I- INTRODUCTION
II- MÉTHODOLOGIE
2.1. Site de recherche
2.2. Collecte et traitement des données
2.3. Analyse des données
III- RÉSULTATS
3.1. Profil des enquêtés
3.2. Diversité floristique des PE sur la base des connaissances écologiques locales
3.3. Liaisons entre les perceptions locales et la diversité des plantes envahissantes
3.4. Les usages des plantes envahissantes
3.5 Les PE comme bioindicateurs
3.6 Les valeurs d’usage des plantes envahissantes
3.7. Les stratégies de pilotage des plantes envahissantes
IV- DISCUSSION
4.1 Les PE et les connaissances écologiques locales
4.2 Une diversité d’usage des PE
4.3 Le pilotage des PE
V- CONCLUSION PARTIELLE AKODEWOU_2019_Thèse de Doctorat
QUATRIÈME CHAPITRE : UTILISATIONS ACTUELLES DES TERRES ET DIVERSITÉ DES PLANTES ENVAHISSANTES DOMINANTES DANS ET AUTOUR DE L’AIRE PROTEGÉE TOGODO DANS LE SUD-EST DU TOGO
I- INTRODUCTION
II- MÉTHODOLOGIE
2.1 Cartographie d’occupation des sols
2.2 Modèle systémique de dynamiques paysagères
2.3 Diversité des plantes envahissantes dominantes
III- RÉSULTATS
3.1 Cartographie d’utilisation des terres pour 2016
3.2 Modèle systémique des dynamiques d’occupation/utilisation
3.2.1 Les éléments paysagers fortement perturbés
3.2.2 Les éléments paysagers peu perturbés 5
3.3. Diversité des plantes envahissantes dominantes
3.3.1. Espèces envahissantes préférentielles
3.3.2. Diversité et répartition des plantes envahissantes suivant les différents éléments paysagers
IV- DISCUSSION
4.1. Occupations du sol
4.2. Dynamiques paysagères gouvernées par les pratiques agricoles
4.3. Les jachères plus dominées par les plantes envahissantes
V- CONCLUSION PARTIELLE
CINQUIÈME CHAPITRE : ÉVALUATION DES CHANGEMENTS D’UTILISATIONS HISTORIQUES DES TERRES DE L’APT ET SES ENVIRONS
I- INTRODUCTION
II- MÉTHODOLOGIE
2.1. Les données utilisées : imagerie satellitaire
2.2 Classification de l’utilisation des terres et de l’occupation des sols
2.2.1 Classification des images Landsat
2.2.2 Classification de l’image Sentinel 2
2.3 Évaluation de la précision
2.4 Évaluation des changements d’utilisation des terres et des occupations des sols 109 xi A. AKODEWOU_2019_Thèse de Doctorat
III- RÉSULTATS
3.1. Cartes d’utilisation des sols et d’occupation des sols et tableau de contingence .
3.2. Degrés de dynamiques d’utilisation des terres (Land use dynamic degrees)
3.3 Analyse d’intensité
3.3.1 Analyse d’intensité au niveau de l’intervalle de temps
3.3.2 Analyse de l’intensité au niveau de la catégorie
3.3.3 Analyse de l’intensité au niveau des transitions
3.4 Analyse des trajectoires
IV- DISCUSSION
4.1. Cartographie LULC et précision
4.2 Influence du climat, des politiques de gestion et des plantes envahissantes
4.3 Intensification des pressions anthropiques
4.4 Avantage de l’association des analyses d’intensité et des analyses des trajectoires
V- CONCLUSION PARTIELLE
SIXIÈME CHAPITRE : DIVERSITÉ ET STRUCTURE DES COMMUNAUTES VÉGÉTALES EN RELATION AVEC LES FACTEURS BIOPHYSIQUES ET HUMAINS DANS ET AUTOUR DE L’APT
I- INTRODUCTION
II- MÉTHODOLOGIE
2.1. Collecte des données
2.2. Analyse des données : l’analyse fréquentielle
2.2.1 Les diversités floristiques totale et locales
2.2.2 Les relations entre descripteurs
2.2.3 La courbe aire-espèces
2.2.4 La Courbe de concentration ou courbe de Pareto
2.2.5 Les groupements végétaux : l’algorithme de l’archipel
III- RÉSULTATS
3.1 Richesse spécifique, type biologique et chorologie
3.1.1 Richesse spécifique
3.1.2 Types biologiques des espèces
3.1.3 Distribution phytogéographique des espèces AKODEWOU_2019_Thèse de Doctorat
3.2. Les diversités totale et locales
3.3. Structure verticale et horizontale
3.3.1 Relations entre les utilisations des terres et l’organisation en strate
3.3.2 Relations entre utilisation des terres et la fermeture des formations végétales
3.3.3 La courbe aire-espèces
3.3.4 Courbe de concentration
3.4 Les groupements végétaux
A- Les groupements des habitats très peu perturbés
A.1. Les herbacées caractéristiques des habitats très peu perturbés
A.2. Les arbustes et arbres caractéristiques des habitats très peu perturbés
B- Les groupements des habitats moyennement perturbés
B.1. La strate herbacée des habitats moyennement perturbés
B.2. Les arbustes et arbres des formations de savanes et forêts moyennement perturbées
C- Les groupements des habitats fortement perturbés
C.1. Groupements des herbacées des habitats fortement perturbés
C.2. Groupements des arbustes et des arbres des habitats fortement perturbés
IV- DISCUSSION
4.1 Bilan floristique
4.2 Togodo : un paysage relativement riche en diversité floristique malgré les perturbations anthropiques
4.3 Les groupements végétaux : des associations fortement orientées par les actions humaines
V- CONCLUSION PARTIELLE
SEPTIÈME CHAPITRE : DIVERSITÉ ET ABONDANCE DES PLANTES ENVAHISSANTES SUIVANT LES UTILISATIONS DES TERRES ET LES TRAJECTOIRES PAYSAGÈRES
I- INTRODUCTION
II- MÉTHODOLOGIE
2.1 Collecte de données
2.2 Harmonisation des données floristiques
2.3 Analyse des données floristiques
2.3.1 L’analyse fréquentielle AKODEWOU_2019_Thèse de Doctorat
Les profils écologiques des espèces
Les liaisons entre les descripteurs
La diversité spatiale et les espèces différentielles
III- RÉSULTATS
3.1 Les espèces envahissantes les plus fréquentes et les familles les plus représentées
3.2 Type biologique et chorologie des plantes envahissantes
3.3 Profils écologiques des neuf plantes envahissantes les plus fréquentes
3.3.1 Profils écologiques en fonction du type d’occupation du sol
3.3.2 Profils en fonction de la trajectoire de changement d’occupation du sol
3.3.3 Profils en fonction de la pédologie
3.3.4 Profils en fonction de la géologie
3.3.5 Profils en fonction du mode de gestion
3.3.6 Profils en fonction des activités anthropiques
3.4 Les informations mutuelles moyennes (i. m. moyenne)
3.5 Les contingences entre descripteurs
3.5.1 Les liaisons entre le type d’occupation du sol et l’action anthropique
3.5.2 Les liaisons entre le type d’occupation du sol et le mode de gestion
3.6. Espèces envahissantes différentielles
IV- DISCUSSION
4.1 Richesse floristique, affinité chorologique et spectre biologique
4.2 Les plantes envahissantes et les utilisations actuelles des terres
4.4 Les liaisons entre descripteurs
4.5 Importance relative des descripteurs
V- CONCLUSION PARTIELLE
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
I- CONCLUSION GÉNÉRALE
II- PERSPECTIVES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES