GEO Capacity Bulding Committee 6th meeting 13 - 14 th February 2008

RESEAU D’OBSERVATOIRES ET DE SURVEILLANCE ECOLOGIQUE A LONG

TERME AU NIGER

LONG-TERM ECOLOGICAL OBSERVATORIES MONITORING NETWORK

GEO Capacity Bulding Committee 6th meeting 13 - 14 th February 2008

Hannover, Germany

Wata Issoufou

RESEAU D’OBSERVATOIRES DE SURVEILLANCE ECOLOGIQUE A LONG TERME

LONG-TERM ECOLOGICAL OBSERVATORIES MONITORING NETWORK

________________________________________________________________________________________________________

Contribution à la mise en oeuvre de la convention de lutte contre la désertification en Afrique

Contribution to the implementation of Convention to Combat Desertification in Africa

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• Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumedienne, /URBT (Algérie)• Departemento de Ciencias de Ambiente, INIDA ( Cap vert)• Department of Botany, Faculty of Science, University of Alexandria (Egypte)• Ministry of Agriculture, Pastoral Unit (Ethiopie)• Ministry of Water Resources (Kenya)• Institut d’Economie Rurale (Mali)• Division de Recherche et d’Expérimentations Forestières (Maroc)• Ministère du Développement Rural et de l’Environnement, DEAR (Mauritanie)• Ministère de l’Environnement et de la Lutte contre la Désertification (Niger)• Centre de Suivi Ecologique (Sénégal)• Institut des Régions Arides (Tunisie)

Organes de coordination nationale :

Opérateur Régional ; Janvier 2001

L’évolution à long terme des systèmes écologiques

The long-term evolution of ecological systems

Le fonctionnement interactif système écologique/système socio-économique au niveau local

The ecological/socio-economic system interactivity at the local level

La part respective et/ou synergie des causes climatiques et anthropiques sur la dégradation des terres

The respective role and/or synergetic effects of climatic and man-made causes on land degradation

SURVEILLANCE ECOLOGIQUE A LONG TERMELONG-TERM ECOLOGICAL MONITORING


• Améliorer les connaissances sur les mécanismes, les causes, les conséquences, et l’étendue de la désertification à travers : Enhance knowledge on the mechanisms, causes, consequences and scope of desertification through:

Maigre culture du mil sur sol érodéSparse millet crop on eroded soil




• Rendre les connaissances utilisables par les gestionnaires et décideurs du développement au niveaux local, national, sous-régional et régional Making data useable for managers and decision-makers working on development issues at the local, national, sub-regional and regional levels

• Greffer des courts projets de recherches finalisées en réseau pour alimenter la surveillance à long terme As a contribution to long-term monitoring, adjoining networked short-term research projects

Sur les mécanismes de désertification to desertification mechanisms

Sur des thématiques spécifiques to specific themes

• Mettre en œuvre un système de surveillance environnementale à long terme pour l’aide à la décision Decision support from the implementation of a long-term environmental monitoring system


RESEAU D’OBSERVATOIRESNETWORK OBSERVATORIESRESEAU D’OBSERVATOIRESNETWORK OBSERVATORIES

• Un observatoire est un : An observatory is

ensemble de moyens scientifiques, humains et matériels

a collection of scientific, human, material resources

système organisé de collecte et de traitements des données : de la station au paysage, puis à la région écologique

an organised system for data collection and processing : from the station to the landscape unit then to the ecological region

une demande de produits d’aide à la décision pour différents niveaux d’intégration spatiale

a request for decision support products for various levels of spatial integration


Unités Spatiales de

Référenc e

Disponibilité

Prélèvements

Bilans spatialisés

Surveillancede la

Désertification

Simulations prospectives

Climat

Economie Politiques

déve

lopp

emen

t

Unités Paysagères

Ressources

Unités de Pratiques

Homogènes

Usages

MILIEU BIOPHYSIQUE

Animal

Végétal Physique

Surveillance des changements écologiques

MILIEU BIOPHYSIQUE

Animal

Végétal Physique

Surveillance des changements écologiques

SOCIETES

Surveillance des mutations sociales

Modèles d’utilisation de l’espace

et des ressources


Dispositif National ROSELT du Niger

Suivi Monitoring :

Un kit minimum de données . à recueillir au moindre coût pour . Spatialisation A minimum set of data collected at lowest costs for use in Spatialisattion

. Extrapolation Extrapolation

. Modélisation Modelling

. pour valider et ajuster les prospectives. in order to validate and adjust prospects for the future.

Un système intégré de traitement de l’information et des bases de données environnementales

A integrated information processing system and environmental data bases

Diagnostic : caractérisation initiale et périodique Diagnosis initial and periodical characterisation

Prospective : évolution climatique, anthropique, changements technologiques Prospects climate, anthropic and technological change

Indicateurs : état, pression, réponse, impact

Indicators state, pressure, response, impact


Indicateurs de suivi écologique• Diversité des habitats

• Composition floristique

• Types biologiques

• Types de distribution phytogéographique

• Espèces dominantes

• Productivité des stations

• Indice de diversité alpha

• Indice de diversité bêta

• État de surface du sol

• Espèces rares ?

Les indicateurs sont collectéssuivant un pas de temps appropriés,qui est annuel pour les indices dediversité alpha et béta.

Indicateurs définis à partir des cartes d’occupation et d’utilisation des terres

Zone sahélienne caractérisée par une grande variabilité des états de surface

Exemple de la commune de Gabi (Région de Maradi)

Carte d’occupation des terres en synchronique et en diachronique

1975 2006

Suivi de la dynamique des unités d’occupation des terres

Figure : Dynamique de l’occupation des terres entre 1975 et 2006 à Gabi

Avec Cc : Complexe champ/jachère ; Gf : Galerie forestière ; Jach : Jachère arbustive ; Ds : Dépôt sableux colluvions (lit de rivière) ; Pa : Parc arboré à Acacia albida ; Rsub : Roche à affleurante à subaffleurante et Sar/arb : Savane arbustive à arborée

-21

-16

-11

-6

-1

4

9

Cc Gf Jach Ds Pa Rsub Sar/arb

Unités d'occupation des terres

% d

e va

riat

ion

1950 1975

12% 71%36%

1992

12% 71%36%

Nette extension des zones cultivées et des jachères

Occupation des terres de 1950 à 1992 à Banizoumbou

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

2001 2002 2003 2004

Ind

ice

de

Sh

an

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n -

We

ave

r (H

')

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Ré

gu

lari

té d

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ielo

u (

R)

H' (Chef III) H' (Chef II) H' (Chef I) H'(Mali I) H'(Mali II) H' (Hama)

R (Chef III) R (Chef II) R (Chef I) R (Mali I) R (Mali II) R (Hama)

Figure : Évolution de l’indice de diversité alpha

Indicateurs de suivi de la biodiversité

Exemples d’indicateurs:

* Indice de diversité alpha : calculé à partir de l’indice de Shannon

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

2001-2002 2002-2003 2003-2004

Coe

ffici

ent d

e S

ören

sen

CHEF III CHEF II CHEF I MALI I MALI II HAMA

Figure : Évolution de la diversité béta des 6 jachères de 2001 à 2004

Exemples d’indicateurs:

* Indice de diversité béta : calculé à partir de l’indice de similitude de Sorensen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

380 400 420 440 460 480

Pluviométrie (mm)

Bio

mas

se (

g:m

²)

Mali 1 Mali 2 Hama Chef 1 Chef 2 Chef 3

Figure : Évolution de la phytomasse herbacée des 6 jachères en fonction de la pluviométrie annuelle

Exemples d’indicateurs :

* Productivité primaire des milieux (Corrélation entre descripteurs du milieu : phytomasse et pluviométrie)

Oasis menacé d’ensablement (a), site affecté par l’ensablement (b), Sites réhabilités avec des tiges de Leptadenia pyrotechnica (c+b+e)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Superf

icie

tra

itée e

n h

a

Figure : Évolution des superficies restaurés de 1997 à 2006 dans la Région de Diffa

Suivi de la dynamique de l’ensablement

Exemples d’indicateurs (états de surface du sol) :

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Modélisation des socio écosystèmes à partir du Système d’Information sur

l’Environnement Local

Chacun des pays a modélisé les socio écosystèmes pour au moins un de ses observatoires.

Balances & Balances & Indicators on Indicators on resourcesresources

sm3sm3 of extractions of extractions

- simple extractions areas- simple extractions areas- LU preferences- LU preferences- depending on structuring - depending on structuring activity and SRU activity and SRU - seasonal variationsseasonal variations

Spatialisation Spatialisation models of extractionmodels of extraction

sm1sm1 Weighted Thiessen criterions:

CPU Spatialisation Models (sm)CPU Spatialisation Models (sm)

Territory of an observatory

Combined Practices Units

Resource exploitation territories

« Territories of modeling »

Activities centres

sm2sm2

sm1sm1

and limitation of exploitation zone to reach satisfied “needs”

sm2sm2

),(

)(maxarg)(

CApxd

CAweightpxCA

CA

Maximum interest (agricultural example)

))(),,((

)(,(Prmaxarg)(

cpArtifCApxdEffort

pxSoilcpoductionpxCP

cp

MODELLING / FORECASTINGIntegrated Environmental Information System at local scale : SIEL

Socio-economic Socio-economic DataData

Sp

atia

lisat

ion

Mo

del

sS

pat

ialis

atio

n M

od

els

A layer of human activitiesA layer of human activities

Combined practices unit Combined practices unit CPUCPU

The application of a class of combined practices, on a defined space, determines a set of proportions (%) of the different types of land cover

Assessment of artificialisation degree

A relative stability in time (pluri-

annual)

Ecological SystemEcological SystemDataData

GIS

sta

nd

ard

sG

IS s

tan

dar

ds

Landscape Units Landscape Units LULU

A layer of environmental A layer of environmental conditionsconditions

∩

A territory reconstructed and A territory reconstructed and structuredstructured

Spatial Reference UnitsSpatial Reference UnitsSRUSRU

The characteristics of each type of Landscape Unit determine a level of resource production according to the type of land cover

=

On an ArcGis platform, coupling:

Spatialization models (extension)+geodatabase (Access): kit minimum

GéoDataBase Access1.5

Installed in all countries, applied in several pilot observatories

Modelling / forecasting

EO in order :• To build input geographic data of LEIS according to standard protocols: ancillary spatialised data• to validate spatialised products resulting from modelling: ancillary spatialised data • To extrapolate synthetic indexes built at local scale to representative regions with similar

biophysical & socio-economic characteristics

The application of a class of combined

practices, on a defined space, determines a

set of proportions (%) of the different types

of land cover

Map of the Practices UnitsExample on sahelian agro-pastoral zone

Legend

Pastoral

Pastoral around peul villages

Sylvicultural

Agricultural with semi-intensive mixed farming & closed fields

Agrricultural with dominant peanuts & short fallows

Agrricultural with dominant peanuts & long fallows

Agricultural with mixed farming & uncertain fallows

Agricultural with intensive farming of cereals & enclosed fiields

0 5 102,5 Kilometers

!

!

!

!

!

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southern zone of the observatory of Ferlo in Senegal 2000-2005, CSE

PastoralPastoral around peul villages

Sylvicultural

Agricultural with semi-intensive mixed farming & closed fieldsAgrricultural with dominant peanuts & short fallows

Agrricultural with dominant peanuts & long fallowsAgricultural with mixed farming & uncertain fallows

Agricultural with intensive farming of cereals & enclosed fiields

Map of Landscape Units Example on sahelian agro-pastoral zone

0 5 102,5 Kilometers

!

!

!

!

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!

!

!

40 landscape units on which the herbaceous

and ligneous phytomasses is known

for each type of land cover class

southern zone of the observatory of Ferlo in Senegal 2000-2005, CSE

The characteristics of each type of

Landscape Unit determine a level of

resource production according to the type

of land cover

Reproducible, comparable ( between observatories, between periods on one observatory)

INTERMEDIARY PRODUCTS

Analysis per observatory

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0

10

20

30

40

50

60

Air

es (

%)

El Omayed (EO, Egypte) : 0,27

Dantiandou (DT, Niger) : 0,33

Sud Ferlo (SF, Sénégal) : 0,38

Menzel Habib (MH, Tunisie) : 0,69

Synchronic & diachronic comparison

INTERMEDIARY PRODUCTS

COMPARISON BETWEEN VARIOUS SITUATIONS

SPECIFIC ANALYSIS PER OBSERVATORY

Diagnosis 2001-2004 : Example of Menzel Habib, Tunisia, IRA

1- Ouled Souissi2- Jemaine3- Aoucej4- Errbaya5- Segui6- Sefiya7- Mehamia8- Essefette9- Menzel Habib10- Hajri

11- Ouled Bakir12- Oued Zitoum13- Jabbes14- Zougrata15- Ouled Khoud16- Zeghabna17- Ouali18- Batem Jdary19- Essoud20- Lahouari21- Fjij22- Baten Gouzeh

Forest pressure

Pastoral pressure

Agricultural pressureMENZEL HABIBTotal Pressure Index of multi-use on natural vegetation

Availibility (A) < Extractions (E)

oued

road

course

Bound of « governorat »

A < E

Source: Institut des Régions Arides (IRA). BD SIEL Menzel Habib (2001-2004). Contribution: IRA, IRD – US Désertification. Auteur: Hélène Fonta – IRD – 2006

N

A < EA > E Balance

A > E A < EBalance

8%

9%

83%

6%

3%

2%

44%

22%

2%

4%

Dantiandou 1991-1995 (Niger) ME/LCD

0%

21%

39%

31%

9%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

0%

78%

< 1 1 ]1-10] ]10-20]

]20-30] ]30-40] ]40-50] ]50-60]

]60-70] ]70-80] ]80-90] ]90-100]

Ferlo 2000-2005 (Senegal) CSE

0%0%76%

1%

9%

4%

1%

5%

4%

100%

Menzel Habib 2001-2004 (Tunisia) IRA

Average value: 15 Average value: 14 Average value: 5

< 1 1 ]1-10] ]10-20]

]20-30] ]30-40] ]40-50] ]50-60]

]60-70] ]70-80] ]80-90] ]90-100]

FINAL PRODUCTS : SPATIALIZED INDEX OF HUMAN PRESSURE ON VEGETATION

DIAGNOSIS 1991-1995

Example with a zoom on the territory of Dantiandou, Niger, ME/LCD, IRD

PROSPECTIVES year 2004 event horizon

FINAL PRODUCTS : SPATIALIZED INDEX OF HUMAN PRESSURE ON VEGETATION

No risk

Very weak risk

weak risk

Medium risk

Strong risk

Very strong risk

Risk maximum

< 5

]5 – 15]

]15 – 25]

]25 – 50]

]50 – 75]

]75 – 100]

> 100

No risk

Very weak risk

weak risk

Medium risk

Strong risk

Very strong risk

Risk maximum

< 5

]5 – 15]

]15 – 25]

]25 – 50]

]50 – 75]

]75 – 100]

> 100

A potential risk of degradation of vegetation cover

….relatively low (< 20) regarding to the maximum (100) in average on the whole territories of observatories

…with specific zones on which the risk is very high, according to different levels of participation of human or biophysical causes

Projection of demographic trends: SCENARIO 1

The risk intensifies in

potential agricultural

areas

Reduction of pressures on resources : SCENARIO 2

The risk blends

whatever the areas

Projection of demographic trends & drought : SCENARIO 3

The risk increases and

overruns on unfavourable

areas for agriculture

Population * 2

Stopover of wood extraction, and population

stabilization

Phytomass / 2 & Population *2

Contribution to the

decision making process

Harm

onisationLon

g lasting

Contribution to the

understanding of mechanisms

Local deviceLocal stakeholders

of natural resources management

National device• National scientific organisations• Public technical services• Ministries in charge of environment

Regional device• International scientific organisations• Coordination bodies involved within AME

OBSERVATION SYSTEMA combination of monitoring, modelling & forecasting of environmental information, with interrelated devices at different scales

In order to produce, manage & diffuse useful information : MdWeb

ROSELT / DOSE : new collaboration agreement with OSS

OSS & IRD involvment within Observation system in Africa

In Drylands

E-DN: Working group drylands Observation systems

CP OASIS / CGIAR : preproposal

AMESDIn Africa

With ROSELT scientific partners, based on ROSELT/OSS observatories

IES of JRC/ISPRA : new agreement collaboration : monitoring of the LC – LU dynamics, env. modelling, sharing & dissemination of env. inf…

Partenariat divers pour le renforcementdes capacités

• GEOSS• OSS• IRD• AGRHYMET(Convention)• Institutions nationale en charge de

l’environnement et de la GRN• Projets et Programmes (protocoles)• Institutions de recherche et de formation:

formations modulaires sur la base des guides méthodologiques mises au point.

Mise en place du Centre National de Suivi Ecologique et Environnemental (CNSEE) dont la mission sera entre autres de coordonner la mise en œuvre du Dispositif d’Observation et de Suivi Environnemental (DOSE) comportant:– Le Dispositif National de Surveillance

Environnementale (DNSE)– Le Dispositif d’Alerte Précoce

Environnementale (DAPE)– Un Dispositif de suivi de l’impact des projets

et programmes issus des conventions post- Rio.

Perspectives 2007-2008

Je vous remercie de votre attention

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Documents

Transcript of GEO Capacity Bulding Committee 6th meeting 13 - 14 th February 2008