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Facteurs déterminant la variabilité spatiale de la biomasse herbacée dans la zone soudano-guinéenne du Bénin

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L’influence de la topographie, des conditions édaphiques, des types biologiques, du biovolume des herbacées, de la densité et du recouvrement des ligneux sur la variation spatiale de la biomasse herbacée àl’échelle de petits bassins versants a été étudiée dans la zone soudano-guinéenne au centre du Bénin. La biomasse herbacée a été coupée suivant la méthode de coupe rase dans 40 placeaux de 10 m x 10 m. Au total,40 relevés phytosociologiques ont été effectués suivant la méthode sigmatiste de Braun-Blanquet dans des placeaux de 30 m x 30 m. Les modèles de régressions linéaires et de régression multiple ont été testés avec le logiciel Statview. Les plus faibles biomasses sont obtenues sur les interfluves alors que les dépressions sont les plus productives. Les sols argileux et limoneux sont plus productifs que les sols sableux. La biomasse herbacée varie significativement selon les types de formations végétales et les types biologiques. Les plus fortes biomasses herbacées sont obtenues dans les savanes herbeuses et arborées. Les hémicryptophytes et les thérophytes fournissent plus de 90% de la biomasse herbacée. La biomasse des hémicryptophytes est respectivement 2 fois, 8 fois et 10 fois supérieure à celle des thérophytes, des chaméphytes et des géophytes.
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Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, June 2011
ISSN 1991-8631
© 2011 International Formulae Group. All rights reserved.
Original Paper
http://indexmedicus.afro.who.int
Facteurs déterminant la variabilité spatiale de la biomasse herbacée dans la
zone soudano-guinéenne du Bénin
Ismaïla TOKO
*
et Brice SINSIN
Laboratoire d’Ecologie Appliquée, Université d’Abomey-Calavi, 03BP1974 Cotonou, Bénin.
*
Auteur correspondant, Email : ismael_toko@yahoo.fr ; Tel : 00 229 97 77 28 72
RESUME
L’influence de la topographie, des conditions édaphiques, des types biologiques, du biovolume des
herbacées, de la densité et du recouvrement des ligneux sur la variation spatiale de la biomasse herbacée à
l’échelle de petits bassins versants a été étudiée dans la zone soudano-guinéenne au centre du Bénin. La
biomasse herbacée a été coupée suivant la méthode de coupe rase dans 40 placeaux de 10 m x 10 m. Au total,
40 relevés phytosociologiques ont été effectués suivant la méthode sigmatiste de Braun-Blanquet dans des
placeaux de 30 m x 30 m. Les modèles de régressions linéaires et de régression multiple ont été testés avec le
logiciel Statview. Les plus faibles biomasses sont obtenues sur les interfluves alors que les dépressions sont les
plus productives. Les sols argileux et limoneux sont plus productifs que les sols sableux. La biomasse herbacée
varie significativement selon les types de formations végétales et les types biologiques. Les plus fortes
biomasses herbacées sont obtenues dans les savanes herbeuses et arborées. Les hémicryptophytes et les
thérophytes fournissent plus de 90% de la biomasse herbacée. La biomasse des hémicryptophytes est
respectivement 2 fois, 8 fois et 10 fois supérieure à celle des thérophytes, des chaméphytes et des géophytes.
© 2011 International Formulae Group. All rights reserved.
Mots clés : Biomasse herbacée, biovolume, topographie, sols, bassin supérieur du fleuve Ouémé, Bénin.
INTRODUCTION
La végétation herbacée des savanes
tropicales fournit entre 75 et 90 % de la
biomasse totale des écosystèmes (Garnier et
Dajoz, 2001). Les facteurs biotiques
notamment la composition floristique, la
densité et la surface terrière des ligneux, le
recouvrement de la canopée et les facteurs
abiotiques tels que le climat, la topographie et
les conditions édaphiques influent sur la
variation de la biomasse herbacée (Hansen et
al., 2000; Van der Welle, 2003 ; Squires et
Bennett, 2004; Toko et Sinsin, 2008).
Certains auteurs (Hutchinson, 1996 ; Keya,
1998) estiment que les facteurs biotiques sont
plus terminants que les facteurs abiotiques
dans la variation de la biomasse herbacée. Par
contre, pour d´autres auteurs, les processus
naturels tels que le climat, la pluviosité et la
nature du substrat édaphique jouent un rôle
déterminant dans le fonctionnement et la
dynamique des systèmes écologiques (Lepart,
1997 ; Marage, 2004). Ainsi, la variation de la
biomasse suivant la topographie est surtout
liée aux caractéristiques physico-chimiques et
à la disponibilité en eau des sols (Sinsin et al.,
1989 ; Agonyissa et Sinsin, 1998 ; Houinato et
al., 2003 ; Cardinale et al., 2004 ; Orthmann,
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
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2005 ; Toko et Sinsin, 2008). Toutefois, la
disponibilité en eau des sols dépend non
seulement de la quantité de pluie mais surtout
de sa bonne répartition ; ce qui influence de
facto la variation de la biomasse herbacée
(Ellis et Swift, 1988 ; Lejoly et Sinsin, 1993 ;
Houinato et al., 2003 ; Sawadogo et al., 2005).
Par ailleurs, les plus fortes biomasses sont
obtenues dans les formations végétales à
faible densité de ligneux. Ainsi, les savanes
herbeuses et arbustives sont plus productives
que les autres types de formations végétales
(Lejoly et Sinsin, 1994 ; Agonyissa et Sinsin,
1998 ; Sinsin et al., 2000 ; Houinato et al.,
2003). Au cours de ces dernières décennies, de
nombreuses études concernant la productivité
des pâturages ont été réalisées dans la région
soudanienne du nin. Ainsi, plusieurs
travaux (Lejoly et Sinsin, 1993 ; Houinato et
al., 2003) ont abordé l´influence de la
pluviosité sur la productivité des pâturages.
D´autres par contre (Lejoly et Sinsin, 1994 ;
Agonyissa et Sinsin, 1998 ; Sinsin et al.,
2000 ; Houinato et al., 2003) ont mis en
évidence l´effet dépressif du couvert ligneux
sur la végétation herbacée. Par ailleurs,
certaines études (Sinsin et al., 1989;
Agonyissa et Sinsin, 1998 ; Houinato et al.,
2003 ; Orthmann, 2005) se sont focalisées sur
le rôle des facteurs édaphiques et
topographiques dans la variation de la
biomasse herbacée. Enfin, d’autres auteurs
(Sinsin et Saïdou, 1998 ; Houinato et al.,
2003) ont travaillé sur l´impact des feux de
végétation sur la productivité des pâturages.
Tous ces travaux ont abordé
séparément les facteurs déterminant la
productivité des pâturages alors que
l´ensemble des processus mis en jeu dans ce
fonctionnement devrait être pris en compte de
façon intégrée à l’échelle des bassins versants.
Cette étude a pour but de déterminer le facteur
le plus prépondérant parmi la topographie, les
conditions édaphiques (types, profondeur et
temps d’infiltration des sols), les types
biologiques, le biovolume des herbacées, la
densité et le recouvrement des ligneux, dans la
variation spatiale de la biomasse herbacée à
l’échelle de petits bassins versants.
MATERIEL ET METHODES
Cadre de l’étude
Les données ont été collectées dans le
bassin supérieur du fleuve Ouémé au centre
du Bénin entre 8° et 9°50 de latitude nord et
entre 2° et 2°50 de longitude Est (Figure 1). Il
est sous l´influence du climat soudano-
guinéen. La pluviosité et la température
moyenne annuelle sont respectivement de
1150 mm et de 27 °C. Le substratum
géologique dominant dans la région est
constitué de formations cristallines très
anciennes de type ``Dahomeyen´´. Les sols
sont en majorité des sols ferrugineux
tropicaux et accessoirement des sols
ferralitiques dans la partie Nord-Ouest (Faure,
1977). Le paysage est essentiellement
constitué de pénéplaine cristalline d’altitude
moyenne de 300 m. Le relief est dominé par
une série d’inselbergs orientés nord-sud dont
le plus élevé est le mont Soubakpérou (620
m). Le réseau hydrographique est constitué
par plusieurs rivières dont les plus importantes
sont l´Ouémé et la Térou. Le secteur d’étude
est situé dans le Centre Régional
d´Endémisme Soudanien (White, 1983) et est
considéré comme une zone de transition
Guinéo-Soudanienne (Adjanohoun et al.,
1989) et appartient aux districts
phytogéographiques de Bassila et du Borgou-
Sud (Adomou et al., 2006). La végétation est
composée d’îlots de forêts denses sèches, de
galeries forestières, de forêts claires, de
savanes boisées, de savanes arborées et
arbustives et de savanes saxicoles. La
classification réalisée sur la base des images
satellites LANDSAT de 2000, montre que la
végétation du secteur d´étude est composée de
25% de formations forestières et de 69% de
formations savanicoles (IMPETUS, 2005).
Choix des petits bassins versants et des
placeaux
Les principaux critères de choix des
petits bassins versants sont l’importance et la
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densité du réseau hydrographique, la longueur
des versants, l’accessibilité des sites, la
présence d’aire protégée et le degré
d’anthropisation.
A l´intérieur des petits bassins versants,
plusieurs transects transversaux allant du bas
de versant vers l’interfluve, sont choisis dans
le but de recouper la diversité des conditions
de sol et de topographie. 3 à 5 placeaux sont
installés suivant les variations de la
toposéquence et des faciès de végétation. Au
total, 3 à 4 transects de 1 à 6 km de long et 6 à
12 placeaux ont été installés par petit bassin
versant. Pour ressortir l´influence des
conditions de drainage du sol, quelques
placeaux sont installés suivant le regard de
drainage dans les drains.
Quantification de la biomasse herbacée
La méthode classique de coupe rase a
été utilisée pour la quantification de la
biomasse herbacée (Houinato et al., 2001 ;
Toko et Sinsin, 2008).
La biomasse est coupée à l´intérieur des
placeaux de 10 m x 10 m installés dans les
dépressions, au bas des versants, sur les mi-
versants et les interfluves des toposéquences
suivant la méthode de transect. Au total, 40
placeaux de 10 m x 10 m ont été installés dans
le secteur d’étude.
La biomasse est récoltée
mensuellement de mai à novembre. Les
espèces sont coupées au ras du sol à l’aide
d’un sécateur de jardinier dans 7 placettes de
1 m
2
choisies au hasard dans chaque placeau.
La biomasse des trois premières périodes
(juin, juillet et août) de coupe est triée afin de
séparer les poaceae des autres espèces. Par
contre, pour les trois dernières périodes de
coupe (septembre, octobre et novembre), la
biomasse de chaque espèce est mesurée afin
de déterminer la contribution spécifique de
chaque espèce ou de chaque type biologique.
Le poids frais des différentes catégories
(poaceae, cyperaceae et forbes) est mesuré à
l’aide de pesons. Un échantillon de 100 g de
chacune des catégories est mis dans des
sachets et pré séché sur le terrain. Ces
échantillons sont ensuite emballés dans des
enveloppes de productivité puis mis à l’étuve
à 60 °C pendant 72 heures jusqu’à l’obtention
du poids sec constant.
Collecte des données floristiques
Les relevés phytosociologiques sont
effectués suivant la méthode sigmatiste de
Braun-Blanquet (Weber et al., 2000) dans 40
placeaux de 30 m x 30 m. L’aire de relevé est
de 100 m
2
(10 m x 10 m) pour la strate
herbacée et de 900 m
2
(30 m x 30 m) pour les
strates arbustive et arborée.
L’identification des types biologiques
des espèces a été réalisée sur la base des
travaux de Raunkiaer (Djego et Sinsin, 2006).
La hauteur moyenne des espèces de la
strate herbacée a été mesurée à l’aide d’un
décamètre.
Les données dendrométriques ont
concerné le nombre d’individus de chaque
espèce, le diamètre des ligneux de dbh 10
cm et le degré d´ouverture de la strate
arborescente. Le degré d´ouverture de la strate
arborescente dans les placeaux a été apprécié
par cotation visuelle de ciel ouvert à travers le
feuillage. Les classes proposées par Godron et
al. (1983 in Kokou et al., 2000) ont été
adoptées :
1 : Strate fermée (recouvrement > 90 %)
2 : Strate peu ouverte (recouvrement entre 75
et 90%)
3 : Strate assez ouverte (recouvrement entre
50 et 75%)
4 : Strate ouverte (recouvrement entre 25 et
50%)
5 : Strate très ouverte (recouvrement entre 10
et 25%)
6 : Strate extrêmement ouverte (recouvrement
entre 0 et 10%)
7 : Strate totalement ouverte (recouvrement
égal à 0%).
Collecte des données topographiques et
pédologiques
Les différentes positions
topographiques (dépression, bas de versant,
mi-versant et interfluve) sont directement
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notées sur le terrain. La mesure de la pente est
faite à l´aide du clinomètre et d’une tige sur
laquelle on attache une banderole fluorescente
à la hauteur de l’œil du viseur. Une fois la tige
positionnée au centre du placeau, le viseur lit
directement la pente (%) sur le clinomètre en
visant la banderole.
La texture (sable, limon et argile) des
sols est déterminée par la méthode tactile
grâce au concours des pédologues du projet
IMPETUS, sur des échantillons de sol
prélevés dans les 10 premiers cm du sol, dans
les 4 coins et au centre de chaque placeau.
La profondeur des sols est mesurée
dans des fosses pédologiques de 50 cm de
côté et de profondeur comprise entre 100 et
150 cm car la roche mère des sols de la région
est généralement au delà de 100 cm. Dans ces
fosses, la vitesse de retrait des eaux est
mesurée après chaque précipitation. Pour ce
faire, la codification du Tableau 1 a été
adoptée.
Traitement des données
La biomasse herbacée (Bh) est calculée
suivant la formule : Bh (t MS/ha) = (1/7) x
10000/S x ΣPFi (g) x PS (g) /100 g. 7:
nombre de placettes par placeau; PFi= poids
frais en gramme mesuré sur le terrain pour la
placette i ; PS= poids sec en gramme obtenu
après séchage à l’étuve pour un échantillon de
100 g du placeau ; 10000/S : superficie
inventoriée rapportée à l´hectare.
Le biovolume Bv (m
3
/ha) est calculé
selon la formule : Bv = ΣRM
i
x H
i
x 10000/S
où RM
i
= Recouvrement moyen de l´espèce i,
obtenu d’après l’échelle d’abondance-
dominance de Braun-Blanquet (Weber et al.,
2000), H
i
= Hauteur de l´espèce i (m) et
10000/S : superficie inventoriée rapportée à
l´hectare.
La richesse spécifique : C’est le
nombre d’espèces présentes dans une aire
déterminée (900 m
2
pour la présente étude) de
la phytocénose.
La densité (D) des ligneux a pour
formule : D = N x 10000/S où D : nombre de
tiges/ha ; N : nombre de tiges de dbh 10 cm
et 10000/S : superficie inventoriée rapportée à
l´hectare.
La surface terrière moyenne est
calculée selon la formule : G
i
= Σ ¼Πx
10000/S où G
i
est en m²/ha ; D : diamètre
(m) ; 10000/S : superficie inventoriée
rapportée à l´hectare.
Le test de corrélation de Spearman et
les tests d´homogénéité de Kruskal-Wallis et
de Mann-Whitney ont servi à mesurer l´effet
des variables environnementales stationnelles
(situation topographique, types de sols,
profondeur et humidité du sol, types de
végétation, densité, surface terrière et taux de
recouvrement des ligneux, biovolume de la
strate herbacée) sur la biomasse herbacée. Le
test de Kruskal-Wallis est un test non-
paramétrique sur k échantillons indépendants.
Il a permis de faire l'étude des liaisons entre la
biomasse et les différents facteurs à k classes.
Le test de Mann-Whitney est aussi un test non
paramétrique d'identité portant sur deux
échantillons indépendants issus de variables
numériques ou ordinales.
Les modèles de régressions linéaires
ont été utilisés pour prédire l’évolution de la
biomasse herbacée en fonction des variables
environnementales stationnelles.
Le test de régression multiple a été
utilisé pour déterminer le facteur le plus
prépondérant dans la variation de la biomasse
herbacée. Le logiciel Statview a été utilisé
pour les différents tests.
RESULTATS
Variation de la biomasse herbacée suivant
la topographie et les types de sols
La variation de la biomasse herbacée
suivant la topographie montre que les
dépressions sont plus productives que les
interfluves et les versants (Figure 2a). Cette
productivité varie en moyenne de 3,5 t MS/ha
dans les dépressions à 2,6 t MS/ha sur les
interfluves et 2,3 t MS/ha sur les versants. Le
test de Kruskal-Wallis montre une différence
significative (P = 0,0010) entre les
dépressions, les interfluves et les versants. Le
test de Mann-Whitney montre une différence
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significative entre les interfluves et les
dépressions (P = 0,0087) d´une part et entre
les versants et les dépressions (P = 0,0002)
d´autre part. Par contre, aucune différence
significative n´est notée entre les interfluves et
les versants. Par ailleurs, cette variation
suivant la topographie diffère parfois selon les
toposéquences. Ainsi, il existe des
toposéquences sur lesquelles les faibles
biomasses sont obtenues sur les interfluves
alors que sur d’autres, ce sont les dépressions
qui fournissent les plus faibles biomasses.
La biomasse obtenue sur les différents
types de sol montre que les sols limoneux et
les sols argileux sont les plus productifs. Par
contre, la biomasse est très faible sur les sols
sableux (Figure 2b). Le test de Mann-Whitney
montre une différence significative (P <
0,0001) entre les sols argileux et sableux
d´une part et entre les sols limoneux et
sableux d´autre part. Par contre, aucune
différence n´est notée entre les sols argileux et
limoneux.
Variation de la biomasse herbacée suivant
les formations végétales et les types
biologiques
Les plus fortes biomasses herbacées
sont obtenues dans les savanes herbeuses et
arborées. Elles sont suivies par les forêts
galeries dégradées. Par contre, la biomasse
herbacée des savanes boisées et des forêts
claires est très faible (Figure 3a). La biomasse
produite dans les forêts claires équivaut au
quart de la biomasse des savanes herbeuses,
au tiers de celle des savanes arborées et des
forêts galeries gradées et enfin à la moitié
de celle des savanes boisées. Le test de
Kruskal-Wallis montre une différence
hautement significative (P < 0,0001) entre les
biomasses des formations végétales.
Concernant la biomasse des types
biologiques des herbacées, les
hémicryptophytes (2,0 t MS/ha) produisent
respectivement 2 fois, 8 fois et 10 fois plus de
biomasse herbacée que les thérophytes (1,1 t
MS/ha), les chaméphytes (0,4 t MS/ha) et les
géophytes (0,2 t MS/ha) (Figure 3b). Les
hémicryptophytes et les thérophytes
produisent plus de 90% de la biomasse totale
du secteur d’étude.
Modèles de régression linéaire entre les
facteurs biotiques, abiotiques et la variation
spatiale de la biomasse herbacée
Plusieurs facteurs biotiques et
abiotiques interagissent dans la variabilité
spatiale de la biomasse herbacée. Le test de
corrélation de Spearman a montré que
l´évolution de la biomasse herbacée est
fortement liée à certaines variables
environnementales notamment la profondeur
du sol (p < 0,0001), le temps d’infiltration (p
= 0,0011), le biovolume de la strate herbacée
(p < 0,0001), le recouvrement des ligneux (p <
0,0001) et la densité des ligneux de dbh 10
cm (p = 0,0177). Par contre, aucune relation
claire n´est établie (p > 0,05) entre la variation
de la biomasse herbacée et la topographie, la
richesse spécifique et la surface terrière des
ligneux. Le Tableau 2 présente les résultats de
l´analyse de variance (ANOVA) entre la
biomasse herbacée et les variables
environnementales testées.
Les modèles de régression linéaire
obtenus à partir de l´évolution de la biomasse
herbacée et les facteurs biotiques et abiotiques
ont pour formules :
Y
biomasse
= - 0,046 X
recouvrement des ligneux
+ 5,012 ;
R
2
= 0,638 ; p < 0,0001
Y
biomasse
= 1,397
E-4
X
biovolume
+ 1,75 ;
R
2
= 0,525 ; p < 0,0001
Y
biomasse
= 0,059 X
profondeur du sol
- 0,613 ;
R
2
= 0,418 ; p < 0,0001
Y
biomasse
= 0,009 X
temps d’infiltration
+ 2,553 ;
R
2
= 0,172 ; p = 0,0051
Y
biomasse
= - 0,007 X
densité des ligneux
+ 4,882 ;
R
2
= 0,161 ; p = 0,0064
Les coefficients de variation indiquent
respectivement qu'une augmentation d'un
centimètre de la profondeur du sol et d'un
mètre cube par hectare du biovolume de la
strate herbacée entraîne respectivement une
augmentation de l’ordre de 0,059 t MS/ha et
de 1,397
E-4
t MS/ha de la biomasse herbacée.
Par ailleurs, une augmentation d'une minute
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du temps d’infiltration des eaux de
précipitations entraîne une augmentation de la
biomasse herbacée de l’ordre de 0,009 t
MS/ha. Par contre, une augmentation
respective d'un pourcent du recouvrement des
ligneux et d'une tige de ligneux (dbh 10 cm)
par hectare entraîne respectivement une
diminution de 0,046 t MS/ha et de 0,007 t
MS/ha de la biomasse herbacée.
La Figure 4 permet d´illustrer
l'adéquation entre les observations et
l'estimation des valeurs calculées par les
modèles.
Les valeurs des coefficients de
détermination R
2
des différents modèles
indiquent que la variation de la biomasse
herbacée ne dépend pas uniquement d’une
seule variable. Toutefois, la régression
multiple révèle que l’ensemble des variables
environnementales testées explique 95% de la
variation de la biomasse herbacée (R
2
=
0,952). La profondeur du sol et le
recouvrement des ligneux sont les deux
variables environnementales qui influent le
plus sur la variation de la biomasse herbacée
(Tableau 3). Le temps d’infiltration des eaux
de précipitations et le biovolume de la strate
herbacée viennent respectivement en
troisième et quatrième position.
Paradoxalement, aucune corrélation n’est
observée entre la densité des ligneux (dbh
10 cm) et la biomasse herbacée puisque la
probabilité p est égale à 0,0737. Ainsi, la
variation de la biomasse herbacée dépend en
grande partie des quatre variables que sont : la
profondeur du sol, le recouvrement des
ligneux, le temps d’infiltration des eaux de
précipitations et le biovolume de la strate
herbacée. Le modèle de régression multiple
issu de cette analyse a donc pour formule :
Y
biomasse
= 0,042 X
PS
- 0,025 X
RL
+
0,005 X
TI
+ 4,740
E-5
X
BH
;
R
2
= 0,952 ; p < 0,0001 PS : Profondeur du
sol ; RL : Recouvrement des ligneux ; TI :
Temps d’infiltration ; BH : Biovolume des
herbacées.
Tableau 1 : Codification de la vitesse de retrait des eaux.
Code Intensité Temps de retrait (mn)
1 Très faible > 90
2 Assez faible 30 – 90
3 Faible 15 – 30
4 Bonne 5 – 15
5 Très bonne 1 - 5
Tableau 2 : Analyse de variance entre la biomasse et les variables environnementales testées.
Variables
environnementales DDL Somme des
carrés Carré moyen
Valeur de F
Valeur de p
Profondeur du sol 1 54,625 54,625 28,742 < 0,0001
Biovolume des herbacées 1 86,116 86,116 53,021 < 0,0001
Recouvrement des ligneux 1 121,580 121,580 91,258 < 0,0001
Densité des ligneux 1 30,037 30,037 8,645 0,0052
Temps d’infiltration 1 26,955 26,955 8,715 0,0051
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Tableau 3 : Synthèse des coefficients de régression, des valeurs de t et de p obtenu à partir de la
régression multiple entre la biomasse et les variables environnementales.
Variables
environnementales Coefficient Erreur
standard Coefficient
standard Valeur de t Valeur de p
Profondeur du sol 0,042 0,006 0,420 7,473 < 0,0001
Recouvrement des ligneux -0,025 0,005 -0,444 -4,978 < 0,0001
Temps d’infiltration 0,005 0,002 0,242 3,328 0,0019
Biovolume des herbacées 4,740
E-5
1,471
E-5
0,279 3,222 0,0026
Densité des ligneux 0,002 0,001 0,135 1,838 0,0737
Figure 1 : Carte de localisation du bassin supérieur du fleuve Ouémé.
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Figure 2 : Variation de la biomasse herbacée suivant les facteurs abiotiques.
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
938
Figure 3 : Variation de la biomasse herbacée suivant les facteurs biotiques.
SH : Savanes herbeuses ; SA : Savanes arborées ; SB : Savanes boisées ; FC : Forêts claires ;
FG : Forêts galeries dégradées He: Hémicryptophytes ; Th : Thérophytes ; Ch : Chaméphytes ; Ge : Géophytes.
0
1
2
3
4
5
6
7
Biomasse herbacée (t MS/ha)
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Profondeur du sol (cm)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Biomasse herbacée (t MS/ha).3
0 10000 20000 30000 40000
Biovolume (m3/ha)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Biomasse herbacée (t MS/ha)
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Recouvrement des ligneux (%)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Biomasse herbacée (t MS/ha)
0 100 200 300 400 500 600
Densité des ligneux (dbh > 10 cm)
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
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0
1
2
3
4
5
6
7
8
Biomasse herbacée (t MS/ha)
-50 0 50 100 150 200 250 300 350
Temps d'inf iltration (mn)
Figure 4 : Droites de régression linéaire entre la biomasse herbacée et les variables
environnementales.
DISCUSSION
Facteurs abiotiques déterminant la
variabilité spatiale de la biomasse herbacée
Les conditions édaphiques sont les
facteurs abiotiques qui influent le plus sur la
variation spatiale de la biomasse herbacée.
Les sols sableux produisent moins de
biomasse herbacée que les sols argileux et
limoneux. La productivité des sols limoneux
et des sols argileux est en partie liée à leur
profondeur et à leur capacité de rétention
d’eau. De ce fait, ces deux types de sols sont
favorables à l´installation des graminées
pérennes à chaume coriace qui contribuent
pour une grande part à la biomasse herbacée.
Ces résultats corroborent ceux de plusieurs
auteurs (Sinsin et al., 1989 ; Agonyissa et
Sinsin, 1998 ; Houinato et al., 2003 ; Toko et
Sinsin, 2008) qui ont rapporté que les
caractéristiques physico-chimiques et la
disponibilité en eau des sols induisent une
forte productivité des savanes. Ainsi, la
biomasse herbacée est d’autant plus élevée
que le sol est riche en fractions fines. Dans les
conditions normales caractérisées par une
abondance et une bonne répartition des
précipitations, les sols argileux produisent
plus de biomasse que les sols sableux
(Seghieri et al., 1995 ; Sawadogo et al., 2005).
La disponibilité en eau du sol joue alors un
rôle important dans la production de la
biomasse herbacée car sa présence quasi
permanente dans les dépressions, fait que la
biomasse produite est élevée et de variance
moindre à cause du faible indice
d´hétérogénéité de la végétation. La faiblesse
de cet indice d´hétérogénéité de la végétation
est due à l’élimination des espèces
hydrophobes par asphyxie, limitant ainsi la
compétition pour les nutriments.
Du point de vue de la topographie, il
est difficile de lier la variation de la biomasse
herbacée aux toposéquences car des tendances
inverses sont parfois observées. La différence
de biomasse selon la situation topographique
est surtout attribuable à la profondeur et à la
disponibilité en eau du sol de même qu’aux
types de formations végétales et à leur
composition floristique. En effet, sur certaines
toposéquences, la productivité est plus élevée
sur les interfluves établis sur des sols
limoneux très profonds (100 cm) et occupés
par des formations à faible recouvrement de la
canopée que dans les dépressions établies sur
des sols argileux peu profonds (35 cm) la
dalle rocheuse est subaffleurante. Par contre,
la productivité est faible sur les interfluves
occupés par des forêts claires sur des sols
sablo-graveleux minces à faible capacité de
rétention d’eau. On retient alors que les
dépressions et les bas de versant sur sols
profonds et humides de texture argileuse ou
argilo-limoneuse sont plus productifs que les
interfluves sur des sols peu profonds.
Nombre d´auteurs (Sinsin et al., 2000 ;
Hansen et al., 2000; Osem et al., 2004 ;
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
940
Orthmann, 2005; Gould et al., 2006) ont
montré l’influence de la topographie sur la
variation spatiale de la biomasse herbacée.
Pour ces auteurs, la biomasse herbacée est
inversement proportionnelle à la pente. Ainsi,
les dépressions sont plus productives que les
interfluves.
Facteurs biotiques déterminant la
variabilité spatiale de la biomasse herbacée
La composition floristique, les types de
formations végétales, le recouvrement de la
canopée et le biovolume de la strate herbacée
sont les principaux facteurs biotiques qui
déterminent la variation spatiale de la
biomasse herbacée dans le secteur d’étude.
La biomasse herbacée évolue suivant
un gradient de recouvrement de la canopée. Il
existe une corrélation négative entre la
quantité de biomasse produite et le
recouvrement de la strate arborescente. Ainsi,
la biomasse herbacée croît des formations
végétales fermées vers les formations
végétales ouvertes (Figure 3a). Les strates
herbacées des savanes herbeuses et arborées
sont donc plus productives que celles des
savanes boisées et forêts claires.
Paradoxalement, la biomasse produite dans les
forêts galeries gradées est plus importante
que celle des savanes boisées et forêts claires.
Ces résultats mettent en évidence l´effet
dépressif du couvert ligneux et l´importance
de la lumière solaire. En effet, l´importance de
la biomasse herbacée dans les forêts galeries
dégradées est surtout liée à la discontinuité de
la structure de la canopée. Les forêts galeries
du secteur d´étude sont soumises à d´intenses
pressions pastorales caractérisées par
l´émondage et l´étêtage des arbres tels que
Khaya senegalensis, Afzelia africana,
Pterocarpus erinaceus, par les bouviers, à
l´exploitation forestière, à la carbonisation et
aux activités agricoles qui imposent de façon
radicale le changement physionomique de la
végétation. La forte pression exercée sur cette
formation a entraîné la discontinuité de la
structure de la canopée, laissant de ce fait des
trouées par lesquelles les rayons solaires
pénètrent dans la strate herbacée. Cette forte
insolation augmente la photosynthèse des
espèces surtout graminéennes telles que
Andropogon macrophyllus et Andropogon
tectorum. Ce qui fait accroître le biovolume
des espèces et augmente de ce fait leur
biomasse. Par contre, le fort taux de
couverture de la strate ligneuse empêche
l’installation d’un important tapis herbacé car
il accentue la compétition pour l´eau et les
nutriments et réduit l´intensité des rayons
solaires sur la strate herbacée.
Les résultats de la variation de la
biomasse herbacée selon les formations
végétales corroborent ceux de Mordelet et
Menaut (1995) et Sawadogo et al. (2005) qui
ont estimé que la diminution du taux de
couverture des arbres entraîne la prolifération
des thérophytes et des hémicryptophytes qui
contribuent pour une large part à la biomasse
herbacée. En effet, pour Semmartin et
Oesterheld (1996), Lodhiyal et Lodhiyal
(2003) et Sawadogo et al. (2005), la réduction
de la densité des ligneux réduit la compétition
pour l´eau et les nutriments et augmente
l´intensité des rayons solaires sur la strate
herbacée, ce qui favorise la photosynthèse.
Par ailleurs, la composition floristique a
un effet significatif sur la variation de la
biomasse herbacée. Les types biologiques
jouent à cet effet un rôle déterminant. Ainsi,
les groupements végétaux à dominance
graminéenne produisent plus de biomasse
herbacée que ceux dominés par les forbes. Les
espèces telles que Paspalum scrobiculatum,
Hyparrhenia rufa, Schizachyrium
platyphyllum, Sorghastrum bipennatum et
Setaria sphacelata contribuent de façon
déterminante à la production de la biomasse
herbacée dans les dépressions. Dans le secteur
d’étude, le recouvrement moyen de ces
espèces dans les dépressions est de près de
80%. Cependant, sur les interfluves et les
versants, ce sont plutôt Andropogon tectorum,
Andropogon gayanus, Hyparrhenia
involucrata, Pennisetum unisetum, Rottboellia
cochinchinensis et Andropogon macrophyllus
qui déterminent la productivité. Le
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
941
recouvrement moyen de ces espèces sur les
interfluves et les versants est de plus de 90%.
Mais la composition floristique à elle
seule ne détermine pas la variation de la
biomasse herbacée. C’est plutôt le poids des
espèces qui est le facteur le plus important.
Ainsi, une grande richesse spécifique
composée de plusieurs espèces faiblement
productives fournira une biomasse moindre
qu’une faible richesse spécifique composée
d’espèces très productives. C’est ainsi que
dans les dépressions, la biomasse produite est
élevée et de variance moindre à cause du
faible indice d´hétérogénéité de la végétation.
Ces résultats sont similaires à ceux de
plusieurs auteurs (Lejoly et Sinsin, 1994 ;
Agonyissa et Sinsin, 1998 ; Sinsin et al.,
2000 ; Houinato et al., 2003 ; Wardle et
Grime, 2003) qui ont estimé que
l’augmentation de la productivité est surtout
liée à la proportion d’espèces productives qui
dépend de la composition floristique et que les
groupements végétaux à dominance
graminéenne produisent plus de biomasse
herbacée que ceux dominés par les forbes.
Par contre le résultat concernant le rôle
de la composition floristique dans la variation
de la biomasse herbacée dans le secteur
d’étude n’est pas conforme avec ceux de
certains auteurs (Tilman et al., 1996 ; Pfisterer
et Schmid, 2002 ; Kennedy et al., 2003 ;
Sanderson, 2004 ; Cardinale et al., 2004 ;
Szwagrzyk et Gazda, 2007). Pour ces auteurs,
la grande diversité spécifique conduit à la
forte productivité des écosystèmes et que la
réduction de la richesse spécifique peut
conduire à une faible production de biomasse.
REFERENCES
Adjanohoun EJ, Adjakidjè V, Ahyi MRA,
Aké Assi L, Akoègninou A, d’Almeida J,
Apovo F, Boukef K, Chadare M, Cusset
G, Dramane K, Eyme J, Gassita JN,
Gbaguidi N, Goudote E, Guinko S,
Houngnon P, Issa LO, Keita A, Kiniffo
HV, Kone-Bamba D, Musampa Nseyya
A, Saadou M, Sodogandji Th, de Souza
S, Tchabi A, Zinsou Dossa C, Zohoun
TH. 1989. Contribution aux Etudes
Ethnobotaniques et Floristiques en
République Populaire du Bénin. Agence
de Coopération Culturelle et Technique:
Paris; 895 p.
Adomou AC, Sinsin B, van der Maesen LJG.
2006. Phytosociological and chorological
approaches to phytogeography: a meso-
scale study in Benin. Syst. Geogr. Pl., 76:
155-178.
Agonyissa D, Sinsin B. 1998. Productivité et
capacité de charge des pâturages naturels
au Bénin. Revue Elev. Méd. Vét. Pays
trop., 51(3): 239-246.
Cardinale BJ, Ives AR, Inchausti P. 2004.
Effects of species diversity on the
primary productivity of ecosystems:
extending our spatial and temporal scales
of inference. Oikos, 104: 437-450.
Djego J, Sinsin B. 2006. Impact des espèces
exotiques plantées sur la diversité
spécifique des phytocénoses de leur
sous-bois. Syst. Geogr. Pl., 76: 191-209.
Ellis JE, Swift DM. 1988. Stability of African
pastoral ecosystems, alternate paradigms
and implications for development. J.
Range Manage., 41(6): 450–459.
Faure P. 1977. Carte Pédologique de
Reconnaissance de la République
Populaire du Bénin à 1/200 000, Feuille
de Djougou. ORSTOM: Paris; 49 p.
Garnier LKM, Dajoz I. 2001. The influence of
fire on the demography of a dominant
grass species of West African savannas,
Hyparrhenia diplandra. J. Ecol. Oxford,
89(2): 200–208.
Gould WA, Gonzalez G, Carrero RG. 2006.
Structure and composition of vegetation
along an elevatioal gradient in Puerto
Rico. Journal of Vegetation Science, 17:
653-664.
Hansen AJ, Rotella JJ, Kraska MPV, Brown
D. 2000. Spatial patterns of primary
productivity in the Greater Yellowstone
Ecosystem Landscape. Ecology, 15: 505–
522.
Houinato M, Sinsin B, Lejoly J. 2001. Impact
des feux de brousse sur la dynamique des
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
942
communautés végétales dans la forêt de
Bassila (Bénin). Acta Bot. Gallica,
148(3): 237-251.
Houinato M, Kagone H, Sinsin B. 2003.
Seasonal cycle of herbaceous plant
phytomass of Monts Kouffe Region in
Benin. In Proceedings of the VIIth
International Rangelands Congress.
Durban, South Africa; 1399-1402.
Hutchinson CF. 1996. The Sahelian
desertification debate: a view from the
American south-west. Journal of Arid
Environments, 33(4): 519-524.
IMPETUS. 2005. Benin Atlas - Research
results version 0.7. IMPETUS, Remote
Sensing Research Group, University of
Bonn, Bonn.
Kennedy AD, Biggs H, Zambatis N. 2003.
Relationship between grass species
richness and ecosystem stability in
Kruger National Park, South Africa
African. Journal of Ecology, 41: 131-
140.
Keya GA. 1998. Herbaceous layer production
and utilization by herbivores under
different ecological conditions in an arid
savanna of Kenya. Agric. Ecosyst.
Environ., 69(1): 55–67.
Kokou K, Batawaila K, Akouegninou A,
Akpagana K. 2000. Analyse morpho-
structurale et diversité floristique des
îlots de forêts protégées dans la plaine
côtière du sud du Togo. Etudes flor.veg.
Burkina Faso, 5: 33-48.
Lejoly J, Sinsin B. 1993. China grass
(Pennisetum polystachion (L.) Shult)
pasture in northern Benin: Fodder
species composition, productivity, feed
value and grazing value. In Procceeding
of the XVII International Grassland
Congress ; 257-259.
Lejoly J, Sinsin B. 1994. Caractéristiques
floristiques et pondérales du groupement
précoce à Brachiaria lata dans les
jachères soudaniennes de 8 à 32 mois du
périmètre Nikki-Kalale (nord-Bénin).
XIII
th
Plenary meeting AETFAT, 2: 1441-
1452.
Lepart J. 1997. La crise environnementale et
les théories de l'équilibre en écologie. In
La crise environnementale 80, Larrere C,
Larrere R (Eds). INRA: Paris; 131-144.
Lodhiyal N, Lodhiyal LS. 2003. Biomasse and
net primary production of Bhabar
Shisham Forests in Central Himalaya,
India. Forest Ecology and Management,
176: 217-235.
Marage D. 2004. Déterminisme, dynamique et
modélisation spatiale de la diversité
floristique dans un contexte de déprise
pastorale. Application à la gestion durable
des espaces montagnards sous influence
méditerranéenne. Thèse de doctorat,
Cemagref / Inra, France, 236 p.
Mordelet P, Menaut JC. 1995. Influence of
trees on above-ground production
dynamics of grasses in a humid savanna.
J. Veg. Sci., 6(2): 223–228.
Orthmann B. 2005. Vegetation ecology of a
woodland-savanna mosaic in central
Benin (West Africa): Ecosystem analysis
with a focus on the impact of selective
logging. PhD thesis, University of
Rostock, Rostock, p.148.
Osem Y, Perevolotsky A, Kigel J. 2004. Site
productivity and plant size explain the
response of annual species to grazing
exclusion in a Mediterranean semi-arid
rangeland. Journal of Ecology, 92: 297–
309.
Pfisterer AB, Schmid B. 2002. Diversity-
dependent production can decrease the
stability of ecosystem functioning.
Nature, 416: 84–86.
Sanderson FMA, Skinner RH, Barker DJ,
Edwards GR, Tracy BF, Wedin DA.
2004. Plant species diversity and
management of temperate forage and
grazing land ecosystems. Crop Sci., 44:
1132-1144.
Sawadogo L, Tiveau D, Nygard R. 2005.
Influence of selective tree cutting,
livestock and prescribed fire on
herbaceous biomass in the savannah
woodlands of Burkina Faso, West Africa.
I. TOKO et B. SINSIN / Int. J. Biol. Chem. Sci. 5(3): 930-943, 2011
943
Agriculture, Ecosystems and
Environment, 105: 335–345.
Seghieri J, Floret C, Pontanier R. 1995. Plant
phenology in relation to water
availability- herbaceous and woody
species in the savannas of northern
cameroon. J. Trop. Ecol., 11: 237-254.
Semmartin M, Oesterheld M. 1996. Effect of
grazing pattern on primary productivity.
Oikos, 75: 431-436.
Sinsin B, Oloulotan S, Oumorou M. 1989. Les
pâturages de saison sèche de la zone
soudanienne du nord-est du Bénin. Rev.
Elev. Méd. Vét. Pays trop., 42(2): 283-
288.
Sinsin B, Oumorou M, Ogoubiyi V. 2000. Les
faciès à Andropogon pseudapricus des
groupements post-culturaux et des
savanes arbustives du nord-Bénin :
dissemblance floristique et caractères
communs. The Biodiversity of African
Plants, 231-238.
Squires VR, Bennett F. 2004. Land capability
assessment and estimation of pastoral
potential of semiarid rangeland in South
Australia. Arid Land Research and
Management, 18: 25–37.
Szwagrzyk J, Gazda A. 2007. Above-ground
standing biomass and tree species
diversity in natural stands of Central
Europe. Journal of Vegetation Science,
18: 555-562.
Tilman D, Wedin D, Knops J. 1996.
Productivity and sustainability influenced
by biodiversity in grassland eco-systems.
Nature, 379: 718-720.
Toko I, Sinsin B. 2008. Les phénomènes
d’érosion et d’effondrement naturels des
sols (dongas) du Parc national du W et
leur impact sur la productivité des
pâturages. Sécheresse, 19(3): 193-200.
Van der Welle MEW, Vermeulen PJ, Shaver
GR, Berendse F. 2003. Factors
determining plant species richness in
Alaskan arctic tundra. Journal of
Vegetation Science, 14: 717-720.
Wardle DA, Grime JP. 2003. Biodiversity and
stability of grassland ecosystem
functioning. Oikos, 100: 622-623.
Weber HE, Moravec J, Theurillat J-P. 2000.
International code of phytosociological
nomenclature. Journal of Vegetation
Science, 11: 739-768.
White F. 1983. The vegetation of Africa. A
descriptive memoir to accompany the
UNESCO/AETFAT/UNSO vegetation
map of Africa. UNESCO, Paris, 356 p.
... A cet effet, on peut retenir que les processus naturels jouent un rôle déterminant dans le fonctionnement et la dynamique des systèmes écologiques [9]. Ainsi, la biomasse herbacée varie dans le temps suivant les conditions pluviométriques ( [10]) et dans l´espace suivant la nature du substrat édaphique liée à la situation topographique ( [11], [12]). Au Bénin, plusieurs travaux ont été également réalisés sur la productivité et la typologie des pâturages, notamment ceux de [11], [13], [14], [15], [16], [17] et [6]. ...
... Au Bénin, plusieurs travaux ont été également réalisés sur la productivité et la typologie des pâturages, notamment ceux de [11], [13], [14], [15], [16], [17] et [6]. Ainsi, les travaux de [12] relatifs à l´influence de la pluviosité sur la productivité des pâturages, ont montré que la quantité de pluie et sa répartition déterminent la variation de la biomasse herbacée. Dans ce type d'élevage où la végétation naturelle est de loin la ressource fourragère la plus importante, chaque animal a besoin de plus deux hectares d'espace, ce qui contraste avec les besoins de l'agriculture. ...
... Au total, 145 points d'échantillonnages d'une équidistanceminimale de 200 m ont été choisis de façon aléatoire ( Figure 2) à l'aide de l'outil Recherche du logiciel QGIS. Au niveau de chacun de ces points, une placette unitaire de forme rectangulaire de 50 m x 20 m [13] a été installéepour l'inventaire phytosociologique des espèces ligneuses et l'inventaire écologique.Ces inventaires ont été complétés par l'inventaire phytosociologique des plantes herbacées réalisé dans une sous-placette carrée 10 m x 10 m installée au centre de la grande [14]. Les espèces ont été directement déterminées sur le terrain. ...
... Cependant, dans la réserve de la biosphère du Ferlo où les graminées annuelles dominent l'effet de la précocité des pluies n'est pas sensible (Achard et al., 1992). Outre le facteur pluviométrique, la productivité primaire de la biomasse herbacée varie suivant la texture et la profondeur du sol (Toko & Sinsin, 2011). ...
Article
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La région des Savanes du Togo, notamment la zone du socle éburnéen est une zone de pastoralisme soumise à une pression anthropique accrue à laquelle s’ajoutent les effets du changement climatique. La présente étude menée dans les paysages du socle éburnéen togolais a eu pour but de contribuer à la gestion durable des espaces pâturés. Plus spécifiquement, il s’agit de : (i) caractériser la typologie des parcours potentiels de pâturages ; (ii) estimer la disponibilité de la biomasse herbacée ; (iii) évaluer les connaissances endogènes des éleveurs dans la recherche et l’exploitation des pâturages et (iv) apprécier la qualité fourragère et la valeur pastorale des parcours des troupeaux. Au total 40 relevés d’inventaire phytosociologique et écologique de 100 m² dont 20 le long du couloir de transhumance officiel et 20 dans les zones hors couloir. Ces inventaires ont été couplés au prélèvement de la biomasse herbacée pour évaluation de la disponibilité de la biomasse herbacée, du suivi des troupeaux en pâturage et des enquêtes auprès des éleveurs sur le choix des pâturages et la connaissance de l’appétence des plantes. À l’échelle de la zone d’étude, 80 espèces de plantes réparties en 33 familles et 71 genres ont été recensées. La florule est de 59 espèces réparties en 31 familles et en 54 genres dans la zone du couloir et 46 espèces réparties en 22 familles et 44 genres dans la zone hors couloir. Six (6) types de pâturage ont été discriminés : les pâturages à Combretum micranthum et Heteropogon contortus (G1), les pâturages à Vitellaria paradoxa et Diheropogon amplectens (G2), les pâturages à Piliostigma thonningii et Heteropogon contortus (G3), les pâturages à Azadirachta indica et Hyptis spicigera (G4), les pâturages à Vitellaria paradoxa et à Heteropogon contortus (G5), les pâturages à Anogeissus leiocarpus et Hyptis spicigera (G6). La production de la phytomasse herbacée a été estimée à 1,36 t MS/ha à l’échelle de la zone d’étude. La phytomasse estimée est plus faible dans G4 (1,07 t MS/ha) et plus élevée dans G5 (1,73 t MS/ha). Les éleveurs disposent d’une bonne connaissance des espèces fourragères dont la diversité rapportée est de 34 espèces et se basent sur la disponibilité de ces dernières dans le choix des pâturages. Sur la base des données de la phytomasse et de la typologie des pâturages, les parcours du couloir semblent plus appropriés au pâturage que ceux de la zone hors couloir. Cependant la valeur fourragère des pâturages hors couloir est meilleure.
... The classic clear-cut method was used for the quantification of herbaceous biomass [30]. On each elementary plot (2000 m 2 ), 05 frames of 1 m  1 m were installed for the collection of herbaceous plants using the secateurs. ...
Article
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This study aimed to assess the carbon storage in cashew plantations in the Sudano-Sahelian zone of Cameroon. Quantification of stocks of biomass and carbon dioxide contained in agroforestry systems has become an international priority within the framework of the implementation of REDD þ mechanism. Three cashew plantations were selected according to age classes (0-10 years; 10-20 years and over 20 years) in the four subdivisions (B enou e, Faro, Mayo-Louti and Mayo-Rey). The experimental device installed is a complete random Fisher block with five repetitions. A 100 m  20 m transect method was undertaken to assess the biomass. Allometric equations were used to assess carbon stock in biomass and laboratory analysis was used to assess soil carbon stock. Carbon stocks varied following the subdivisions and ranged from 69.29 to 96.67; 62.24 to 82.61; 59.00 to 90.64 and 66.14 to 84.03 tC/ha respectively in B enou e, Faro, Mayo-Louti and Mayo-Rey. Soil carbon stock varied following the subdivisions and ranged from 22.03 to 30.33; 20.12 to 25.43; 19.21 to 25.73 and 21.06 to 24.51 tC/ha respectively in B enou e, Faro, Mayo-Louti and Mayo-Rey. The highest total carbon stock was recorded in B enou e subdivision (81.85 ± 13.55 t C/ha). The cashew plantation is actively sequestering carbon showing the potentiality to mitigate global climate change. Finally, these results are also an important economic, ecological and dynamic informative value to serve as a basis for guiding any program of action aimed at the conservation and sustainable management of this species.
... Au sein de chaque placette, la biomasse herbacée est échantillonnée sur 5 carrés de 1 m x 1 m de manière à couvrir de façon homogène la biomasse herbacée ( Toko et Sinsin, 2011 ;Afelu et al., 2016 cheptel en comparaison avec les espèces aux IS connus. Les types fourragers pris en compte lors des analyses floristiques sont catégorisés suivant leur indice d'appétence ou de qualité spécifique [IS] (0 < IS ≤ 5) et dénote de leur valeur bromatologique définie par (Daget et Poissonet, 2010). ...
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L’étude est une contribution à la connaissance de la flore, des valeurs nutritionnelle et fourragère des paysages pastoraux de la plaine du Mono au Togo. Au sein de ces paysages, l’inventaire harmonisé a porté sur 203 placettes installées le long des transects suivant le gradient d’humidité du sol et d’anthropisation. Ainsi, 497 espèces végétales inventoriées (ligneuses et herbacées, dont 312 espèces fourragères) appartiennent à 284 genres et 77 familles. Les Poaceae et Fabaceae sont les familles les plus représentées. Les diverses non fourragères (DNF) sont plus diversifiées (H > 4 et S > 150), suivies des diverses fourragères (DF) dont une forte densité locale dans les savanes arbustives et les jachères. Les graminées totalisent une forte contribution à la valeur pastorale (Pr < 0,001). Au plan nutritionnel, l’analyse chimique révèle un pH légèrement acide (pH < 6) chez Cynodon dactylon, Brachiaria mutica, Digitaria horizontalis, D. leptocharis, Imperata cylindrica et Paspalum orbiculare, une teneur en Ca2+ élevée au niveau de P. orbiculare (128,57 mg/100 g), Andropogon africana (67,47 mg/100 g) et Diheteropogon hagerupii (69,63 mg/100 g). Ces espèces présentent des concentrations similaires en Mg2+ de 156,75 mg/100 g pour P. orbiculare, 98,75 mg/100 g pour A. africana et 75,65 mg/100 g pour D. hagerupii. Par contre C. dactylon est riche en Cl- (1,86 g/100 g) et P. maximum est riche en N (9,56 g/100 g). Les ions Ca2+ et Mg2+ présentent une forte corrélation positive (0,9). La conservation et la valorisation optimale de ces pâturages nécessiteraient : des investigations sur les aspects photochimique, pharmacologique et phénologique ; la sensibilisation des acteurs impliqués ; l’intégration des aires de parcours dans les politiques formelles de conservation ainsi que le développement de la chaîne des valeurs de la filière à travers le respect des circuits officiels de transhumance. Mots clés : espèces fourragères, valeurs nutritionnelles et fourragère, pâturages naturels, Togo.
... Les biomasses aériennes et racinaires varient significativement en fonction des espèces de graminées. Cela est conforme aux résultats de certains auteurs (Sawadogo et al., 2005;Oumorou et al., 2010;Toko et Sinsin, 2011;Yaméogo et al., 2013) qui ont montré que la biomasse végétale herbacée dépend de la composition spécifique, du type de sol, du type de pâturage, etc. La biomasse racinaire des graminées pérennes est plus élevée. Ceci serait dû au fait que les graminées pérennes développent un système racinaire plus dense que les annuelles et produiraient ainsi une biomasse racinaire qui dépasse très souvent le double de leur biomasse aérienne (Fournier et al., 2001). ...
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Cette etude a porte sur les sols et la vegetation herbacee d’une savane pâturee au Burkina Faso. Elle decrit les effets du pâturage sur la biomasse herbacee et sur les parametres chimiques et biologiques des sols. Pour ce faire, des couples de parcelles (protegees et non protegees du pâturage) ont ete installes dans les facies des quatre especes de graminees dominantes : deux perennes ( A. ascinodis , A. gayanus ) et deux annuelles ( A. pseudapricus et L. togoensis ) afin de tester les effets du pâturage. En plus de la mesure de la biomasse vegetale, une evaluation des caracteristiques chimiques et biologiques des sols a aussi ete effectuee. Les pH eau et pH KCl , l’ammonium, le nitrate, la respiration basale, la beta-glucosidase et la fluoresceine di-acetate des sols sont plus elevees sous les perennes ( A. ascinodis et A. gayanus ), que sous les annuelles ( A. pseudapricus et L. togoensis ) et le sol nu. Le carbone total, l’azote total, le phosphore assimilable, le C/N, la biomasse microbienne et la phosphatase acide sont plus eleves sous la perenne A. ascinodis que sous les autres especes et le sol nu. Les resultats indiquent que le pâturage diminue significativement la biomasse aerienne sans affecter la biomasse racinaire. Par ailleurs, il n’y a pas d’effet significatif sur les parametres chimiques et biologiques, excepte pour la respiration basale du sol qui augmente significativement en situation de non pâturage. On a donc obtenu en 18 mois d’exclos peu d’effets sur le fonctionnement du sol mais d’importants effets sur les biomasses herbacees. © 2016 International Formulae Group. All rights reserved. Mots cles: Graminees, herbivore, pâturage, caracteristiques chimiques et biologiques, savane English Title: Effects of grazing on herbaceous biomass and chemical and biological parameters of soils in a shrub savanna in Burkina Faso English Abstract This study focuses on the soils and herbaceous vegetation of a grazed savanna in Burkina Faso. It describes the effects of grazing on herbaceous biomass and soil chemical and biological parameters. Pairs of plots (protected from grazing and unprotected) were installed under the four dominant grass species ( A. ascinodis , A. gayanus , A. pseudapricus and L. togoensis ). In addition to the measure of plant biomass, an assessment of soil chemical and biological characteristics was also performed. pH water and pH KCl , ammonium, nitrate, basal respiration, β-glucosidase and fluorescein diacetate of soils are higher under perennial grasses ( A. ascinodis and A. gayanus ), than under annual species ( A. pseudapricus and L. togoensis ) and bare soil. Total carbon, total nitrogen, available phosphorus, C/N, microbial biomass, acid phosphatase of soil are higher under the perennial grass A. ascinodis than under the other species of grasses and bare soil. Results indicate that grazing decreases significantly herbaceous aboveground biomass (but not root biomass). However, grazing does not impact soil chemical and biological parameters, except for soil basal respiration that increases significantly in grazing situation. Thus, after 18 months of exclosure, we detect very little effect of cattle on soil functioning but important effects on the herbaceous biomass. © 2016 International Formulae Group. All rights reserved. Keywords: Grasses, herbivore, grazing, chemical and biological characteristics, Savanna
... La conséquence directe est le surpâturage qui induit la chute de la productivité des parcours. Ainsi, la biomasse herbacée varie dans le temps suivant les conditions pluviométriques (Sawadogo et al., 2005) et dans l´espace suivant la nature du substrat édaphique liée à la situation topographique (Toko et Sinsin, 2011a ;Sinsin, 1993). Si les pâtures ne s'effectuent pas dans des zones classées et que les couloirs de passage ne sont pas respectés de même que les périodes de transhumance, on assiste très souvent à des dégâts sur les cultures, ce qui débouche sur des conflits parfois violents entre agriculteurs et éleveurs. ...
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Wildfires are an important ecological factor for the ecosystem lasting management. However, the lack of control over its management can lead to adverse effects on biodiversity and the ecological balance. Providing guidelines for efficient management of wildfires in Togo was the aim of this study focused on phytosociology and fuel biomass assessment. Phytosociological inventories were used to assess pyrophyte floras. Humid and dried fuel biomass were quantified based on 1062 samples within square of 1 m x 1 m. The pyrophyte flora identified was 466 species dominated by therophytes and Poaceae (40.48 %) which proportion vary according to the location and the ecological factors. With the exception of the forest area (Zone IV) with a low dominance of Poaceae (16.64 %) with Chromolaena odorata as the most abundant species, the other areas have a minimum of 40 % of Poaceae and characterized by Sporobolus pyramidalis, Hyparrhenia rufa, Panicum maximum, Andropogon gayanus, and Imperata cylindrica. The highest significant similarities were observed between the zones I and II and between the zones III and V. Globally, the biomass of the burned areas was estimated at 5.42 t MS/ha. Highest biomass values were obtained in the ecological zones V and III (7.30 t MS/ha and 6.15 t MS/ha), while the lowest corresponds to the zone IV (3.65 t MS/ha). Further studies, namely at regional, prefectural, and local levels would be better advised to take into account the micro-climatic realities, to determine the vulnerability, and to afford specific management measures.
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Cette étude a été réalisée dans les pâturages soudano-guinéens de la forêt classée de Wari Maro au centre du Bénin. Quatre types de pâturage y ont été distiCette étude a été réalisée dans les pâturages soudano-guinéens de la forêt claes à Schizachyrium sanguineum et Sorghastrum bipennatum des dépressions, des savanes à Andropogon schirensis et A. chinensis, des savanes à Pennisetum unisetum et Chasmopodium caudatum et enfin des jachères à Pennisetum polystachion et Andropogon gayanus. La biomasse produite en fin de saison pluvieuse a varié de 3,45 ± 0,50 à 5,19 ± 0,86 t MS/ha. La biomasse la plus élevée a été obtenue dans le pâturage à Schizachyrium sanguineum et Sorghastrum bipennatum des dépressions. La capacité de charge périodique après le passage des feux de brousse a été estimée à 0,16 unité de bétail tropical par hectare (UBT/ha), soit une charge de saison sèche de 17 200 UBT pour une superficie de 107 500 ha. En saison humide, la conduite des troupeaux et l'exploitation des pâturages étaient liées à l'évolution de la phytomasse et à la disponibilité en eau dans le système d'élevage extensif en cours dans la zone d'étude.
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The impact of bush fire on the dynamic of vegetation in Bassila forest was studied. The results show reforestation in the plot protected from bush fire and decrease of forest species in the plot affected by late fire. In the plot affected by early fire, most species present at the beginning of the study had a normal development. Late fire allowed apparition of new species of therophyte (36%) and decrease of phanerophyte species. Phanerophytes have the same values (45%) in the plots protected from bush fire and those affected by early fire.
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African pastoral ecosystems have been studied with the assumptions that these ecosystems are potentially stable (equilibrial) systems which become destabilized by overstocking and overgrazing. Development policy in these regions has focused on internal alterations of system structure, with the goals of restoring equilibrium and increasing productivity. Nine years of ecosystem-level research in northern Kenya presents a view of pastoral ecosystems that are non-equilibrial but persistent, with system dynamics affected more by abiotic than biotic controls. Development practices that fail to recognize these dynamics may result in increased deprivation and failure. Pastoral ecosystems may be better supported by development policies that build on and facilitate the traditional pastoral strategies rather than constrain them.
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. Above-ground grass biomass, necromass and tree litter were measured monthly over a vegetation cycle under tree clumps and in the open, in a humid savanna in Côte d'Ivoire. Grass production was calculated using several methods to better discriminate the contribution of the different grass compartments. Above-ground grass biomass is higher in the open than under canopies during the second part of the growing season, but there is no difference in grass necromass dynamics. Physical protection of grass necromass by tree litter against decaying under tree canopies was assumed to explain this discrepancy. Grass production, calculated as the sum of positive increments of biomass and necromass, equals 1073 g m-2 yr-1 in the open, against 74 % underneath trees. However, basal ground cover is only 50 % of that in the open. Comparison with other savanna studies as a whole does not show any significant effect of rainfall on the relationship between under-canopy and outside-canopy grass production. However, in arid conditions, grass production tends to increase under light-canopied trees (mostly Acacia legumes) which hardly affect grass photosynthesis, but add high quality litter to the soil surface.
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The effect of exotic tree species on the flora of their undergrowth was investigated in an afforested site of Sèmè in Benin. The main vegetation in the area consists of timber tree plantation and fallow. Widely distributed species were in the majority (68.8% of spectrum) compared to guineo-congolian species (16.9% of spectrum). These plantations were poor in indigenous species and housed an undergrowth quite different from the native flora surrounding the plantations. This impoverishment of the original floristic diversity was related to ecological effects (shallows, litter amount, soil acidity, competition, allelopathy, etc.) induced by exotic trees (Acacia auriculiformis, Acacia mangium, Casuarina equisetifolia and Eucalyptus camaldulensis). In the Acacia plantation, undergrowth was covered by Acacia pods, stems, phyllodes and a litter amount of 21.05 t MS/ha. The Casuarina equisetifolia plantations presented also a high amount of litter and low plant species richness in the undergrowth. Eucalyptus camaldulensis plantations negatively influenced flora diversity through soil acidification and allelopathy. Casuarina equisetifolia alone or in association with Acacia auriculiformis increased the floristic diversity of the undergrowth.
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This study is based on 598 phytosociological relevés and 1021 plant species taken during an extensive vegetation survey in the Republic of Benin. Site selection was primarily directed towards forest reserves to understand the potential vegetation patterns countrywide. Distributional patterns assessed by means of numerical analyses suggested a meaningful subdivision of Benin into ten phytogeographical districts (PDs). Chorological analysis proved to be valuable as a complementary approach to the characterisation of the phytosociologically-defined districts and allowed their merging into three major phytochorological zones, namely the Guineo-Congolian and Sudanian regions, linked by the Guineo/Sudanian transition zone. The phytogeographical patterns described were consistent with the hypothesis of water availability-driven variation in species and chorotype compositions. While the climate in terms of several climate elements was the primary factor, rainfall considered alone failed to explain the observed patterns. The biogeographical particularities of the PD Pobè in southern Benin were elucidated by the exclusive presence of many Guineo-Congolian endemic genera. The PDs Bassila and Atacora Chain turned out to be of great ecological and biogeographical relevance within the Sudanian regional centre of endemism. Evidence is provided for a former floristic connection of these PDs to the West African Forest Blocks. The results show how the phytosociology approach through numerical analyses of a large dataset constitutes an effective methodological tool for clarifying phytogeographical patterns at meso-scale. Moreover, phytosociology and chorology appear as complementary approaches to phytogeography.
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The relationship between grass species richness and ecosystem stability was investigated in the Kruger National Park. A total of 135 489 individual grasses were identified from 189 sites spread across 19 485 km² of savanna biome, making this one of the largest studies of its kind. At each site, grass percentage abundance and standing crop were measured at one year intervals to provide an index of ecosystem function. A severe drought that affected the region between 1991 and 1993 provided a convenient perturbation. At the height of the drought, mean species richness declined by 12.7% while standing crop declined by 38.1%, from 3199 to 1979 kg ha⁻¹. Percentage grass abundance declined to 87.5% of its pre-drought value. After the drought had passed species richness, standing crop and percentage abundance recovered to 92.1%, 113.8% and 92.8% of their pre-perturbation values, respectively. Statistical analysis of these responses revealed that grass assemblages of low species richness were more resistant to drought than assemblages of high species richness. Species-poor sites also showed better recovery from perturbation after the drought had passed. These findings suggest that ecosystem stability may be negatively related to grass species richness in South African savanna grasslands.
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Summary • The response of an annual plant community to protection from grazing as a function of variation in site productivity was studied in a semi-arid Mediterranean rangeland in Israel over 4 years (1996–99). The abundance of species was compared in grazed vs. ungrazed plots (exclosures) in four neighbouring topographic sites (south- and north-facing slopes, hilltop and Wadi shoulders), representing a gradient of resource availability and productivity. • Above-ground potential productivity at peak standing crop in spring (i.e. inside exclosures) varied considerably between years and topographic sites. Productivity was similar among the hilltop, south- and north-facing slopes, and was typical of semi-arid ecosystems (10–200 g−2). Productivity in the Wadi was consistently greater (up to 700 g−2) and reached the range of subhumid grassland ecosystems. • The effect of grazing exclusion on the composition of the annual vegetation was productivity-dependent. Lower similarity (Sorenson's quantitative similarity index) between grazed and ungrazed subplots was observed in the productive Wadi compared with the less productive sites. The small-scale variation in grazing impact on species composition, due to differences in productivity, is consistent with models predicting similar trends in perennial grasslands across larger scale gradients. • The relationship between plant size (above-ground dry-weight), site productivity and response to fencing was analysed for the 36 most abundant annual species. Large species were more abundant in more productive sites, and small species at lower productivity, although few species were restricted to particular productivity levels. The response of individual species to protection from grazing was productivity dependent, with plant size playing a central role. Larger species tended to increase and small ones to decrease in abundance after fencing, with a mixed response in species with intermediate size. • A conceptual model is presented relating the response to protection from grazing along gradients of productivity to species plant size.