Trajectoires paysagères et biodiversité : effets de l’anthropisation sur les plantes envahissantes à l’échelle de l’Aire Protégée Togodo et sa périphérie dans le sud-est du Togo

Landscape trajectories and biodiversity: effects of anthropization on invasive plants throughout Togodo Protected Area and its periphery in southeastern Togo

• Auteur / Autrice : Amah Akodewou
• Direction : Valéry Gond, Sêmihinva Akpavi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2019
• Etablissement(s) : Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : F&S - Forêts et Sociétés
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Bigot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valéry Gond, Louise Leroux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sandra Luque, Julien Andrieu

Mots clés

Mots clés libres

Plantes envahissantes

Utilisations des terres

Changement de végétation

Analyse fréquentielle

Afrique de l’Ouest

Invasive plants

Land-use

Vegetation change

Frequency Analysis

West Africa

Résumé

Les changements d’utilisation des terres imposés par les activités humaines sont souvent présentés comme l’un des principaux facteurs qui facilitent l’établissement, l’abondance et la prolifération des plantes envahissantes. En Afrique de l’Ouest, la prolifération de ces plantes envahissantes modifie l'intégrité écologique des écosystèmes des aires protégées et de leurs périphéries et entraîne aussi par ailleurs des pertes de rendement agricoles. Dans ce contexte, comment peut-on expliquer l’abondance et la distribution des plantes envahissantes dans les savanes soudano-guinéennes de l’Afrique de l’Ouest ? Pour répondre à cette question, ce travail de thèse ambitionne de contribuer à une meilleure compréhension des dynamiques et cinématiques paysagères et de leurs effets sur l’évolution de la végétation et sur la distribution et l’abondance des plantes envahissantes dans les écosystèmes guinéens dans et autour de l’Aire Protégée Togodo dans le sud-est du Togo. Pour ce faire, grâce à l’approche systémique, aux SIG et à la télédétection (Landsat et Sentinel 2), les éléments paysagers et leurs changements ont été identifiés et cartographiés pour les dates 1974, 1986, 2003 et 2016. Ensuite, des inventaires floristiques et écologiques ont été réalisés sur des placettes de 50 m de côté, choisies en fonction des utilisations et des trajectoires de changements d’utilisation des terres. Les relevés botaniques ont permis d'enregistrer l'abondance-dominance de toutes les espèces végétales. L’analyse fréquentielle a permis d’étudier les diversités et la structure de la végétation, les profils écologiques et les espèces envahissantes différentielles. Enfin, les pratiques de pilotage et les usages des plantes envahissantes par les populations locales ont été documentés par des enquêtes ethnobotaniques couplées avec des observations directes de terrain. Entre 1974 et 2016, la végétation semi-naturelle (forêt et savane) a diminué de 67 % à 22 %, tandis que la superficie des cultures a augmenté de 33% à 77%. La diversité floristique totale de la région d’étude est assez élevée. Malgré les perturbations humaines, la diversité floristique de la région d’étude n’a pas été trop impactée et même, s’est vue augmentée par l’arrivée d’autres espèces favorisées par les actions humaines. Sur 483 espèces recensées au total, 14,70% (71 espèces) sont envahissantes ou potentiellement envahissantes. Plus particulièrement, sur les 178 espèces dominantes recensées, 30 (16,85%) sont envahissantes ou potentiellement envahissantes. Nos résultats montrent que les effets des activités humaines (types d’occupation du sol, actions anthropiques et trajectoires de changement d’occupation du sol) sont plus discriminants que l’environnement physique (pédologie et géologie) pour les espèces envahissantes. Les jachères sont les plus dominées par les plantes envahissantes. Les espèces envahissantes P. maximum, C. odorata et S. costata sont très dominantes et représentent un réel défi dans la région d’étude. P. maximum et C. odorata sont plus dominantes dans les savanes et forêts secondaires alors que S. costata l’est dans les champs. Il ressort de notre étude que les savanes et forêts sèches guinéennes, où les plantes envahissantes ont été très peu étudiées, sont pourtant très riches en plantes envahissantes. Enfin, nos résultats montrent que plusieurs plantes envahissantes sont utilisées par les populations locales comme source d’alimentation pour les volailles et les bovins ainsi que pour l’alimentation humaine. Elles fournissent aussi des services comme la bioindication, la fertilisation des sols et la lutte contre les insectes. La validation scientifique et la valorisation de ces pratiques agroécologiques pourraient permettre de limiter l’utilisation massive des pesticides et des engrais, très coûteuse pour les populations aux moyens limités, qui peut aussi causer de véritables dégâts pour la santé humaine et la qualité des sols.

Land use changes imposed by human activities are often presented as one of the main factors facilitating the establishment, abundance, and proliferation of invasive plants. In West Africa, the proliferation of these invasive plants is altering the ecological integrity of ecosystems in and around protected areas and causing losses in agricultural yields. In this context, how can we explain the abundance and distribution of invasive plants in the Sudano-Guinean savannahs of West Africa? To answer this question, this thesis work aims to contribute to a better understanding of landscape dynamics and kinematics and their effects on vegetation evolution and on the distribution and abundance of invasive plants in Guinean ecosystems in and around the Togodo Protected Area in southeast Togo. To do so, thanks to the systemic approach, GIS and remote sensing (Landsat and Sentinel 2), landscape features and their changes were identified and mapped for the time points 1974, 1986, 2003 and 2016. Then, floristic and ecological inventories were carried out on 50 m side plots, selected according to the uses and land-use change trajectories. Botanical surveys have recorded the abundance-dominance of all plant species. Frequency analysis allowed to study vegetation diversities and structure, ecological profiles and differential invasive species. Finally, the management practices and uses of invasive plants by local populations were documented by ethnobotanical surveys coupled with direct field observations. Between 1974 and 2016, semi-natural vegetation (forest and savannah) decreased from 67% to 22%, while crop area increased from 33% to 77%. The total floral diversity of the study area is quite high. Despite human disturbances, the floristic diversity of the study area was not overly impacted and was even increased by the arrival of other species favored by human actions. Of 483 species identified, 14.70% (71 species) are invasive or potentially invasive. In particular, of the 178 dominant species identified, 30 (16.85%) are invasive or potentially invasive. Our results show that the effects of human activities (land use types, anthropogenic actions, and land use change trajectories) are more discriminating than the physical environment (soil and geology) for invasive species. Invasive plants mostly dominate fallow lands. Invasive species P. maximum, C. odorata, and S. costata are very dominant and represent a real challenge in the study. P. maximum and C. odorata are more dominant in savannahs and secondary forests while S. costata is more dominant in fields. Our study shows that Guinean savannahs and dry forests, where invasive plants were studied very little, have however a high proportion of invasive plants. Finally, our results show that local populations use several invasive plants as a source of food for poultry and cattle as well as for human consumption. They also provide services such as bioindication, soil fertilization, and insect control. The scientific validation and development of these agro-ecological practices could make it possible to limit the massive use of pesticides and fertilizers, which is very costful for populations with limited resources and can be harmful to human health and soil quality.