DECEM8RE, 1981

PLUVIOMETRIE ET PRODUCTIONDES PATURAGES NATURELS

SAHELIENS

ETUDE METHODOLOGIQUE ET APPLICATIONA LI ESTIMATION DE LA PRODUCTION

FREQUENTIELLE DU BASSIN VERSANTDE LA MARE D'OURSI

HAUTE- VOLTA

M. SICOT _ M. GROU21S

OFFICE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUEET TECHNIQUE OUTRE- MER

CENTRE DE OUAGADOUGOUB.P. 182 OUAGADOUGOU

I..-.-------

SOM MAI R E

INTRODUCTION •••••••••••••• ~ ••••• ~ ••••••••••••••••••••••••••••••• J

PREt'ITERE PARTIE ETUDE METHODOLOGIQ.UE •••••••••• 5

le Matériel et méthoèes •••••• ~ 6

1. Présentation du milieu •••••••••••••••••••••••••••• 6

1.1.1. ;::,.1 • .3.

Cl i ma t s • ~ • e _ ••••••••••••• 0 ••••• ft ••••••• 6 • • •Géomorphologie - Pédologie •••••••••••••••••Flore et végétation ••••••••••••••••••••••••

668

~'. filé thode s ••••• 0 ft ••••••••••••••• • • • • ••• If • • • • • • • • • • • • 8

2.1. Définitions • •••••••• e ••••• e ••••••• 0 •••••••• 8

~.11. Pluie efficace •••••••••••••••••••• 0 ••2. 1:2. Production ••••••••••••• e •••••••••••••

8

;;:.• 2. • Me sures. • • •• • • • • , • • • • • ~ • • • • • ft • • • • • • • • • • • • • • 9

2. :;:.1.2. ~,2e

LaLeLa

pluviométrie •••••••••••••••••••••• 9ruissellement •••••••••••••••••••••• 1Cbio~asse •••••••••••••••••••••••••• 11

II. Résultats •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 12

1. Pluvio~étrie dans le bassin versant dlOursi ••••••• 12Chronique pluviométrique

2. La biomasse et la pluie totale annuelle 14

pluie efficace 17

La relation annuelle biomasse-pluie

La relation pluriannuelle biomasse

efficace .. 14

4.1. Formulation •••••••••••••••••••••••••••••••• 17'* .2. Ab a ques ••••• ft •••••••••••• " ••••• 0 • ft • • • • • • • • • 17

III. Discussion

2. Relation biomasse

2.1. Relation et limites d 1 utilisation •••••• ~~o •• 19~.2. La distribution de la pluie•••••• o.o,o.o~O$•• 2C2.J. Autres facteur •••••••••••••••••• o ••••• OA ••• ~1

DEUXIEME PARTIE ESTlr~TIcN DE LÀ PRODUCTION FREQUENTIELLE DEBIOlfi,ASSE Am~UELLE - PCTENTIALITES DE LA ZCNED' CURSr o. e e ') et • fJ •• D CI ••• 0 e." 0 $ ••• 0 ••••••• 0 ••••• lIit et 1) 23

1. Estimation de la production fourragère annuelle du bassin 2J

II. Production fréguentielle de fourrages et ca~cité de _la

III. Discussion - conclusions • • • • • • • • • 0 • 0 • • • • • • • • • • • • ~ • • • • • ~ • 27

REFERENCRS BIELICGRA~UIrUES.l.J • /o.'::.l.l \:Q(,. ~ e _ •••••••• 0 ••••• " ••• ~ •• li' _ ••• n 0 e

INTRCDUCTICN

Dans le cadre d'une action complémentaire et concertée

sur le th~rne de la lutte contre l'aridit~ en milieu tropical, la

D.G.R.S.T. a initié un programme de recherche int~gré dans la

r~gion de la Mare d'Gursi (Haute-Volta), sur l'inventaire des

ressources naturelles, leur exploitation par l'ho~~e et leur

~volution en fonction des principaux facteurs du milieu.

La détermination des potentialités pastorales et l'am~na

genent de la zone d'~tude n~cessitent une bonne connaissance de la

production des pâturages. Cependant, la production des herbages et

par conséquent, leur capacit~ de cnarge sont tr~s variables puis-

qu'elles sont ~troitement d~pendantes des conditions sp~cifiques

d'aridité, liées au caract~re saisonnier et à la variabilit~ des

précipitations.

Bien que la pluie ne soit pas le seul facteur intervenant

dans le déter8inisme de la production, puisque celle-ci peut-être

li~itée par la fertilit~ (VhN KEULEN, ~975), la composition floris-

tique (GILET, 1967), ou le facteur antropique (GRCUZIS, 1979), nous

avons tenté d'~laborer un modèle de production en fonction des

pr~cipitations.

En effet, dans la zone qui nous préoccupe, la pluie joue

un rôle déterwinant dans l'installation de la végétation annuelle,

la recharge de la r~serve hydrique apr~s les nombreux mois de

saison sèche, et par conséquent la disponibilité en eau pour la

croissance, ainsi que dans la reprise des activit~s sociales

saisonnières (semis, d~placements des troupeaux••• ).

Auteurs, annee Eguations

BREHAN H., 1975 - R1 = 0,9 P + 720 pour 100 < P .::-. 400 mmDIARRA Lo, BREMAN H., 1975 - R1 = 2,4 P + 150 pour 400 -< P < 1500 runLE HOUEROU HoN., HOSTE CoHo, 1977 - R1 = 2,58 P + 105,42 avec r 2 = 0,69 n = 45LAUENROTH WoK., 1979 - R2 = 0,5 P - 29 avec r 2 = 0,51 n = 52FLORET Ch., pON'rANIER R;, 1978 - R1 = 14878 ETR - 368 avec r 2 = 0,81 **

Eo

STRUGNELL R.G., PIGOTT C.D., 1978 -1 R3 = 0,684 P - 2,6 r

2 ***BILLE J.C., 1977 - A = R2 = 0,25 P - 4,88 r2= 0,74 n = 7pour différents groupements

1 B = R2 = 0,63 P + 12,6 rL= 0,80 n = 7C = R2 = 0,87 P + 74,7 r 2 = 0,75 n = 7

CORNET A., 1981 Cb) - 1 R1 = 3,3 P + 308,9 r2 = 0,91

Tableau 1 _- Différentes formulations des relations production - pluviométrie

Dans les différentes relations la pluviométrie est en mm. Les productivités sont pour les relations R1

-1 -1en KgMSo ha • an ; R2

-2 -1en glvJS. m • an R -23 gMS o m

. -1mOlS

ETR = évapotranspiration réelle équivalent pour leur étude à la pluie efficace annuelle.

Eo = pouvoir évaporant de l'air.

* = significatif à 5 %; ** à 1 % HI à 1 % *** à 1 %0.

loi='"•

De no~breux auteurs ont essayé de relier la production à

la pluie (~ALTER, 1964). L'analyse de certains travau~ relatifs à

la définition des relations liant la pluviométrie à la production

montre que les études sont menées à différents niveaux de perception

et aboutissent à une formulation plus ou moins précise. On distingue

(Tableau i..)

- les travaux traitant de plusieurs pays (LE HCUERCU et

HCSTE 1977, L~UE~OT~ 1979), ou de différentes zones d'un même pays

(BRE~~N 1975, DIARRA et BRE~~N 1975),

ceux qui sont effectués à ~oyenne échelle, telle qu'une

région d'un pays présentant une variation spatiale de la pluviométrie

(BRE~'ÎAN et 1illDL 1980),

- et les recherches entreprises à grande échelle, dans les-

quelles on ajuste pour un milieu déter~iné, les données décadaires,

mensuelles ou annuelles de production aux relevés pluviométriques

correspondants (FLORET et PCNTANIER ~978, STRUGNELL et PIGOTT î978,

BILLE 1977, CORNET, 1981 b ••• )

Le travail présenté ici est relatif à l'échelle régionale.

Il porte sur l' estirilation de la phytorLlasse herbacée en fonction des

précipitations annuelles.

La pre~ière partie qui traite de l'aspect ~éthodologique,

présente les différentes for~~ulations issues de paramètres plus ou

moins fins et propose la neilleure fonction et la plus pratique.

La deuxième partie applique ces relations à l'estimation

de la production fréquentielle du bassin versant d'Cursi.

PRE~uERE PARTIE ETUDE i{ETHODOLOGI~UE

6.

I. Matériel et méthodes

1. Présentation du milieu

D'une superficie d'environ 60.000 ha, le bassin

versant de la mare d'Oursi se situe entre 14°20' et 14°50'

de latitude Nord et 0°10' et 0°40' de longitude Ouest.

1.1. Le climat

Les principales caractéristiques climatiques moyen-

nes (1976-1980), extraites de CLAUDE et al. 1981, sont indi-

quées dans le tableau 2.

Les moyennes mensuelles de températures varient de

2J,JoC en Décembre à JJ,8°C en Mai. Les maximums moyens men-

suels sont élevés en Avril-~1ai. Les minimums moyens (15-16°C)

se situent en Décembre-Février.

L'humidité relative de l'air fluctue de 14,~ % enMars, à plus de 60 % en Août, le mois le plus humide.

La pluviométrie annuelle moyenne (1976-1980),

repartie en 4z jours de pluie est de 41Z mm. Comme l'évapo-transpiration PENl~N moyenne pendant la même période est de

J054 ~n, le déficit hydrique annuel pour la région est au

minimu@ de ?642 mm.

L'ensemble de ces données climatiques permettent de

situer la zone d'étude sur la bordure septentrionale de la

zone soudano-sahélienne (AUBREVILLE 1949).

1.Z. Géomorphologie - pédologie

L'étude géomorphologique a été réalisée par JOLY et

ale (1980). La région d'étude est caractérisée par un ensemble

dunaire orienté Est-Ouest, et par le socle métamorphique pré-

cambrien surmonté d'affleurements cristallins et de buttes

latéritiques,

-MOIS JAN i FEV BARS j,VR MAI JUIN JUIL AOUT SEPT OCT. NOV. DEC.

--Température Max.

34,2 37,4 40,2 40,5 34,7 34 ,0 36,0 38,6 31,6o C 32,9 37,9 35,5

f--.----Température Mini.

25,8 24,1 19,6o C 16,5 16,9 21,4 25,2 27,2 23,7 23,4 24,0 15,1,.- ,-.'

Température maYa 24,7 25,0 29,4 32,7 33,8 131 ,9 29,2 28,7 30,0 31,3 27,6 23,3(1) 0 C- ,....-,.--.-

Hydrométrie Cl 24,4 20,7 14,2 20,0 35,6 45,7 57,9 62,5 55,6 34 ,1 21,2 ! 24,770

ETP Penman.-1 7,1 8,0 9,5 9,5 10,5 10,1 8,7 7,8 7,5 7,7 7,2 6,8mm. J

.Pluviométrie

° ° 5,2 2,3 31,0 48 120,1 126,9 54 ,2 24,3 ° °mm-, -

Tableau 2 = Variations annuelles des paramètres climatiques à la station de DJALf§ANKA.(Valeurs moyennes 1976 - 1980 extraites de CLWDE et al. 1981).

(1) (TM + Tm)/2

""-l•

Especes dominantes

de la sIrote herbocee

(TOUTAIN 1976)

sigles

Symboles TOUTAIN

(1976) 11

r-----+-----f------------------------·-----'il

'il

5pt

Mes

Mbs

Mvs

FRs

Ponlc um toet um, Schoene feldia gr adis.

Echmoc\oo colona, Oryza barthii

Oryza longislaminato( Echinocloa 5109... ,110.

VellVerlQ nlgrltana.

E. colona, PanIcum anobop~15tum.

r-----+-----------------------.-.----oo

ooo

•

Ams

cdc

Cds

Cdo

Ces

Cee

CepC,d

Csda

Arlstlda mutqbilis, Schoenefeldio gracilis

Cenchrus biflorus, Arisl;da longlfloro.

C biflorus, Andropogon gayanus-

C. birtorus, S. gracilis.

c. biflorus, "ristido mutobllis, S. gradisc. birlorus, Eragrostis Iremula, A. gayonus.C biflorus, S. 9l'acilis, A. mulabilis.

S. 'jIrociks, Chloris pilosa + (Bouhin;a rufesccns)S. grQcllÎ-s, ~h1or;S, pÎlo$o + {Acacia Qlbidal

Il

•c

A

Asc

Asc

Asd

591

5g5

5gr

AratidQ adsc:ensK>nis, S. gracilis,

SGhaachyr-ium exile.

A. odscen5ionis, S. gracilis, PanICum \oetum,

Pcnnfsctum pedicellotum.

A. odscensionis, S. grocili-s( Eragrostic t remulq.

A. odcens;onis, S. cy-cxd;s( brachlorlo tata.S. grocl1ls, urochloa Irlchopus.

S. groc;l;s, P. laclum

S. groctlJs, A. odscenslonls, Panicum ladum_

o JC

IRIL

Jocheres.

Cultures.

Affleurements et Inselberg.

Inselberg k!terltlque.

Tableau. 3 E SPECE5 DOMINANTES, SYMBOLES

ET SIGLES DES UNITES DE VEGETATION

DECRITES PAR TOUTAIN (1976)

Les sols tr~s diversifi6s 7 c~~t ~~~S 1eer majorit~ de

mauvais supports physiques pour la v~g~tation en raison de leur

compacit~ et de leur imperm~abilit~ qui freine la circulation

de l'eau. Ils sont gén~re.lement oie~ saturés et bien pourvus

en éléments mi~éraux (LEPRUN 1977). Cet aut ~r distingue les

li thosols sur cui::"I'sses, les sols fe:rrugir.eux sur argiles ou

sables éoliens ancie4s ou r~cen~s, les diff~rents sols bruns

sur mat~riaux divers (soIs bruns eutrophes vertiques, sols

bruns subarides, ver'~isoJs halomorphesuo.).

1.). Flore et V~g~tationo

Cette diversité ~dé::t=.h:':"que e:

Compte tenu du rôle prépondérant joué par le photopériodisme

sur la détermination non seulement de la date de floraison,

mais encore sur le moment où les racines cessent de croitre

et d'absorber (BRE~~N, et al. 1980), et des observations sur

la phénologie des différentes phytocoenoses (GROUZIS 1979),

on considère que les cycles sont réalisés pour les différents

groupements â la date du 15 Septembre.

- la pluie efficace pendant la durée du cycle de végéta-

tion. Comment définir le début du cycle ? Les observations

effectuées sur différents groupements montrent que les

premières pluies (parfois quelques mm), bien que su.ffisantes

pour induire la levée, ne permettent pas l'installation de la

végétation. Excepté quelques espèces telle que Tribulus

terrestris, qui sont capables de réaliser leur cycle en une

dizaine de jours, on assiste selon les années et la nature des

groupements, â 1,2 ou J levées, avant le maintien de la végé-

tation. C'est ce critère biologique d'établissement que nous

avons retenu. Il est â remarquer que ce moment correspond â

environ 80 mm de précipitations et que la réserve utile du

sol est alors positive.

2.1~. Production

Bien que la production nette aérienne soit supé-

rieure à la biomasse (~ALLENTINUS 197J, CORNET, 1981 a), nous

avons préféré pour des raisons de commodités, évaluer cette

grandeur en terme de biomasse épigée. Pour les années 1977,

1978 et 1980, la biomasse est constituée par la matière verte,

la matière morte fixée sur l'individu, et la matière morte

érigée.

En 1976, les mesures plus tardives (Octobre) nous

ont contraint â tenir compte de la matière morte au sol

(SICOT 1976).

~&2. Mesures

2.~1. La pluviométrie (cf. rapport d'hydro-logie en bibliographie).

Le dispositif de mesure de la pluie sur l'ensemble

du bassin versant de la mare d'Oursi, mis en place et suivi

par la section d'hydrologie, comporte ?1 totalisat~urs

répartis sur 285 km2.

A ce réseau, il faut ajouter 25 pluviomètres journaliers,

16 pluviographes distribués sur les 7 bassins versants alimen-tant la mare (CLAUDE et al., 1981) et 7 totalisateurs situés

au niveau des parcelles d'essais agrobotaniques.

Le rythme d'observation des totalisateurs est d'environ

15 jours.

Si le site de mesures ne pvrte pas de pluviomètres,

la pluviométrie à son niveau est calculée proportionnellement

à la distance des deux ou trois pluviomètres immédiatement

voisins.

2.~.2. Le ruissellsment.

Les coefficients de ruissellement établis au niveau

des 7 bassins versants (cfG Rapports d'hydrologie en biblio-

graphie) sont attribués aux sites de mesures de même nature

(même type de sol, même groupement végétal). CLAUDE et al.

(1981) ont montré l'existence d'une régression linéaire entre

la pluie mesurée au sol (pluviomètre de type Snowdon) et celle

mesurée à 1 m (pluviomètre Association). Cet écart varie en

fonction de la nature du sol, l'intensité de l'averse, le vent,

la couverture végétale ••• De ce fait la pluie réelle arrivant

au sol est JO à J5 % supérieure à celle mesurée dans les ap-pareils normalisés à 1 m. L'utilisation de la pluie à 1 m

conduit donc à obtenir des coefficients de ruissellement par

excès. C'est pourquoi nous avons tenu compte de ce biais dans

l'établissement de nos relations et proposons les fornulRtions

suivantes :

- coefficient de ruissellement hydrologique conventiel

k = Lep- (Lame écoulée à la surface du sol) (1)( pluviométrie à 1 m)

La pluvio~étrie efficace qui en résulte est donnée par

l'équation :

Pe = +P(1-k). (2 )

coefficient de ruissellement réel

ks = Le = kaP a

(coefficient hydrologique conventiel) (J)coefficient de proportionalité entre pluie à

1 m et pluie au sol.

11.

La pluie efîicace correspondant a la pluie mesurée a 1 m,

s'exprime alors par la relation

Pe = P ( 1 ! k ). (4 )a

Si en rapporte tout à la pluie au sol, la pluie efficace se

r~duit ~ partir de la relation (~) à :

Pe = a P - a. Le (5),et a partir de la relation (4) à :

Pe = a P - Le (6).On constate que c'est la deuxième formulation qui mesure la

réalité du phénomène, tandis que la première, communément

utilisée introduit un biais.

2.~3. La biomasse.

La méthode retenue est celle définie par LEVANG et

GROUZIS (1980). Elle utilise la technique de la récolte inté-

grale au maximum de biomasse (excepté en 1976). Trente à

quarante prélèvements de 1 m~ sont réparties dans le site de

mesure, suivant 1 ou ? transects pour tenir compte des gra-

dients d'hétérogénéité. L'échantillonnage au niveau du bassin

versant est constitué de 35 à 4~ sites de mesures.

Un site est considéré comme une portion de territoire d'étendu

variable appartenant, ,.,a un met:le groupement défini par TOUTAIN

(1976). Le tableau 4 donne une idée des indices de précisionsur la moyenne en fonction des unités de végétation.

Unité de Etenjue de Valeurs moyennesvégétation dispersion (77-80) (1977-1978-1980)

]\~es 8 - 21 % 13,3 %Spt 10 - ~8 % 17 %Cdc, Ams 9 - 35 % 17,5 %Cee, Cep, 15 - 41 % 28 %Sgr, Sgl, Ase, Asg, 28 - 53 % 48 %

Tableau 4. - Indice de précision sur la moyenne~~_ pour les différentes unités de végétation.

Xy'ns écart-typex moyennen effectif de l'échantillont coefficient de STUDENT correspondant à n.

P2001 mrn

J (19761P, ET F'

2COI mm

150

119771

Oct.

P :: 1,55,6 mm

N : 38 io~r.,

50~ ......'-+t+ r.--+-../--'-+~ .i-.~J l. n 1 1 1112 ETP.-+ ..... ...- ..

Mors AVril Mal JUin J.d. Ao~l Sept. Oct.

P: 480,5 mm

N:46 Jours

100~ "'- A ET P :: 2969 mm'\001n

1 . 1sc~ n i

al , olt rrJillJ-.}.......l[ll~!~Mars Avr;1 Mo; JUin Jel Août Sepl

P, ET P2001 mm

1[1~81

PI ET P200, mm

1.19791

112 ET P

ETP

,~.

P:: 372,5 mm

N:: 29 Jour s

ET P: 3050 mm

V\)~50~"'~"~'~'''Hj\o1 .. 1 •

Mar" Avril t"101 JUin J.e 1 Août Sept. od

150

100

? :: 380,5 mm

N :: 44 JOUI~S

ET P :: 3,075 mm

::'TP~-----""'·V·":'--.

./v""\/'100

0'1 i Il 11 ....... II'lllf1h-, """'"1"Mars Avril MOI JUIn Je! Août Sepr Od.

150

Fig 1 PRECIPITATIONS ET E\!4POTRAN5PlRATtON5 POTENTIEL.LES, (Penman) DECADAIRES

A L.A SïATlüN METEOROGIQUE D'OURSI (DJALAFANKA)

100 Ecort pluVlom;trique annuel (mml

50

1976

~

C+-_-f:.4oJ,--_~_-{

II. R~sultats

1. La pluviom~trie dans le bassin de la Mare d'Oursipendant l'~tude. Constitution d'une chroniquepluviom~trique de longue dur~ü.

Les pluies annuelles mesur~es à Djalafanka, la

station pluviom~trique du bassin varient de 372,5 mm en 1980

à 480,5 mm en 1977 pour respectivement 29 et 46 jours de

pluie. Elles d~butent gén~ralement au mois de mai, sont

maximales au mois d'août et s'arrêtent brusquement pendant la

troisième d~cade de septembre. Il est tout à fait exception-

nel qu'il pleuve en octobre comme en 1976.

La distribution d~cadaire des pluies pendant la période d'étu-

do est illustr~e par les graphiques de la figure 1. On note

une assez grande disparit~ des r~partitions avec des périodes

sèches et humides d'inégale dur~e. On observe aussi la quasi

permanence d'une p~riode sèche en mai - juin et une irr~gula

rité particulière des pluies en début de saison des pluies.

Ces cinq années (1976-1980) de mesures pluviom~tri

ques sont manifestement insuffisant pour permettre l'analyse

fréquentielle de la pluviométrie du bassin. Or dans l'éventua-

lit~ d'une relation biomasse v~gétale - pluie annuelle une

chronique ~tendue des pluies est indispensable pour l'estima-

tion fr~quentielle de la production fourragère du bassin.

On a donc tenté de se rattacher aux stations de

GOROM-GCROI4 et ~~RKOYE distantes respectivement de 40 km au

sud-est et 60 km à l'est et totalisant chacune vingt six

ann~es de mesures.

La figure ~ montre nettement, qu'aucun rapprochement

n'est possible à partir des données recueillies de 1976 à

1980. ~mis, en raison de l'appartenance des trois stations à

la même zone climatique et de l'existence d'une part d'une

liaison faible mais significative (r 2 = 0,37*), entre les86 couples de donn~es pluviom~triques de GOROM-GOROM et

MARKOYE et d'autre part d'une corr~lation significative à

10 % entre les pluies d'OURSI et de ~~KOYE, il est hautementprobable que les pluies des trois stations soient liées, si

l'on se place à l'échelle des chroniques de longue dur~e.

1).

Les chroniques constituées des pluies annuelles de

GOROM-GCROM et r~KOYE s'ajustent (GCROM-GOROM particulière-

ment) à des lois gamnc t;':)~.~:1.6cs (loi de type Pearson III)

représentées à la figure )0 (Ajustement réalisé par P.

FRhNQUIN, agroclimatologuc de l'ORSTOM).

Les caractéristiques pluviométriques des 5 années d'observa-

tions, la localisation de la station d'G~~nI par rapport aux

deux autres et leur appartenance à la même zone climatique,

nous ont conduits à adopter pour l'ensemble du bassin, une

chronique constituée par la réunion de celle de GOROI'l et de

~~RKOYE. Il n'est pas nécessaire d'affiner l'approximation,

étant donné l'étendue de variation de la répartition spatia-

le des pluies dans le bassin (exemple 1)) mm d'écart en 1978

entre deux pluviomètres totalisateurs distants de 7 km,

(CLAUDE et al. 1978). La figure) illustre la formulation

fréquentielle de type gamma tronquée de cette chronique qui

se place entre les deux précédentes~

On en tire pour Oursi, les hauteurs de pluie non

dépassées groupées au tableau 5 et qui seront utilisées

ultérieurement pour l'estimation fréque~tielle de la biomasse

végétale.

Il!Pluie 1 1R' 1 Pluie 1IF ' lRecurrence! IF • 1 ecurrence 1 1requence () (mm)

0

0

00

• 000.- 0 ° 0• 0

0

.. 0

••• • ..0 •• -..

•

• •

•

•

..

l-•

• •,•

• •

•

•••

..o

•

•

••

·0

•

•

•o•

•• •-.-°

-.-

o

•...

-

•

•-.-

••

•

50

'100

150

p mm

250 300 350 400 5

Fig. 4 RELATION ENTRE LA PHYTOMA55E HERBACEE

ET LA PLUIE ANNUELLE' POUR LES ANNEES

1976, 197? 1978 E't 1980(0) (.l (-il

200 i f i 200~ •

[I9)6J 119771~v

0

(\j 150 N 1501 1

E E~

V

\Il \Il6.

~ l ~&

C1" 100 0' 100

" li ~~go• 0

VI VIVI 1/10 cE E0 0Il) 50 "!Xi 50

y: 1,03 )(-247,5 V~ ~y : 0,38 x - 30,1

r 2 =0,64 ••• r 2 =0,33 *.-0 0200 250 300 350 400 450 500 200 250 300 350 400 450 500

Pe mm Pe mm

200lit , , i 1

150

y =0,66 x-7~,8r 2 : 0,41 •••

200 r , i • 1 f t 1

!1@JN 150

1

f\Il~

0' 100'l,I1/1

'"of"~ 50!Il

y =0,42 )( - 61,1r 2 : 0,39 • ••

[197iJ

"1/1VIo§

"ai 50

(\j

1

E\Il~

C1' 100

450400350300250200o4 " f' • . .150500450400350300250

or ~200 1 1 • • ,------l

Pe mm Pe mm

Fig: 5 RELATION ENTRE LA PHYTOMA55E HERBACEE ET t EAU INFILTREEPENDANT LA 5AI50N DES PLUIES

200 200

119781 1 11980}

150 N 150N

11

E Eln 1/\

~ :I:t1' 100 0' 100\1 \1III IIIIII III0 0

E E0 0

50'ro 50 'cOy:: 0,42 x-61/1 Dy/AL y:: 0,61 X-60,~r 2 :: 0,39 ...... 1"2 =0,36 .....

0 1 1 i200 250 300 350 400 450 500 150 200 250 300 350 400 450

Pe mm p~ mm

Fig: 6 RELATION ENTRE LA PHYTOMA55E HERBACEE ET ~ EAU INFILTREE

DU DEBUT DE LA SAISON DES PLUIES JUSQUJA LA FIN DU CYCLE VEGETATIF

200.....--- . ". J,J ) A , f 2001 j i . t ~ 11• /1B976] ./ /- ~, 1 1 1 tA ...v ...~l ~

N 150 N 150,t

E EIf! \IlZ ::r

0' 100 0' 100

" "VI VI~~ ...a 0E E0

500

·10 Cl 50 -y:: Q,89 x-109,7 'f =0,40 x - 1"" 4r 2 =O,Cl4 .... r 2 =0,J4 ..... *

0 0150 200 250 300 J50 400 450 200 250 300 3 0 400 450 500

Pe mm Pe mm

200 i , , l , r i

y:: 0,61 x-60,9

r 2 =O,36~"·

350JOO250200o f "f!" , t , j 1150

50

200 t i , l '"' l , ,

(1980J

EIf!1:

t7' 100......IIIoEoID

N 150

400 450

Pe mm

y =0,48 )(-56,5r 2 : 0,48 .......

350300250200

11978J

~o 1 r ,...... , , 1 1150

150

"....aEoai 50

f\l

1

E\Il

~

0' 100

FIg. 7 RELATION ENTRE LA PHYTOMA55E. HERBACEE ET r. EAU INFILTREEPENDANT LE CYCLE VEGETATIF

14.

Var ailleurs, les pluies mesur~es i Oursi, rapport~es

à la courbe d'ajustement (fig ~ J), correspond--nt aux fr~quen

ces : 0~72, 0,64, 0~J9, 0,J5 et 0,J5, et la suite des pluies

annuelles enregistr~es est aSDiQilable à un ~chantillon

médian, ayant 0,49 pour fr~quence moyen~e. Cet ~chantillon

est donc repr~sentatif des hauteurs pluviom~triques annuelles

moyennes. De pluD la nature très disparate des r~partitions

durant l'~tude permet d'avoir une id~e de l'effet de la dis-

tribution. (fig. 10)

2~ La biomasse et la pluie totale annuelle~

L'examen de la figure 4, montre qu'il n'apparaît

aucune liaison entre biomasse v~gétale et pluviom~trie an-

nuelle. L'effet direct des pr~cipitatio~s atmosph~riques,

est fortement masqu~ par l'action d'autres facteurs (relief,

rugosit~ de la surface du sol, propri~té5 hydro-dynamiques

du profil ••• ) qui d~terminent la redistribution spatiale des

pluies. Dans le ras g~n~ral, il est donc, tout à fait normal

de ne trouver aucun rapport direct entre la biomasse v~g~tale

et la pluviom~trie locale.

J. La relation annuelle biomasse pluie efficace

Quelle que soit la quantit~ totale d'eau infiltr~e

dans le sol : pluviométrie efficace pendant la saison des

pluies (figure 5), pluvi0m~trie efficace du début de la sai-

son des pluies à la fin du cycle v~g~tatif (figure 6), pluvio-

m~trie efficace durant le cycle v~gétatif (figure 7), il

existe une liaison annuelle très hautement significative

entre la phytomasse herbacée et l'eau infiltr~e. Le choix du

type de relation, suivant la pluviométrie efficace pris en

compte est sans influence sur le coefficient de d~termination

r2

• Ce coefficient annuel varie de 0,64 i O,JJ pendant la

dur~e de l'étude. Les fluctuations des coefficients de d~ter

mination ne sont pas significatives, en raison du petit

nombre d'années de mesures. Il s'en suit qu'en Doyenne 45 %de la biomasse annuelle d~rivent directement de l'action de

la quantit~ d'eau totale transitant annuellement dans le sol.

15.

Différentes formulations ont été essayées pour expliciter la

relation annuelle biomasse - pluie efficaceo La régression

linéaire

y (phytomasse annuelle) = a Pe (pluviométrie efficaceannuelle) + b

s'est imposée par des coefficients de détermination générale-

ment plus élevées pour des pluies efficaces de 150 à 450 mm.

La signification des coefficients a et b sera analysée ulté-

rieuremento Le tableau 6 donne leurs intervalles de variationet leur signification statistique par l'intermédiaire du test

de STUDENT. Le coefficient de régression est faible mais

toujours positif et significatif. C'est l'indice d'une cer-

taine permanence de l'effet du facteur hydrique dans l'élabo-

ration de la biomasse. L'intervalle de confiance de b englobe

la valeur nulle. Ce terme est peu précis et n'est pas toujours

significatif.

Les fluctuations de a et b particularisent les

régressions annuelles qui peuvent différer significativement

d'année en année. Ce fait est illustré par les graphiques des

figures 5 à 70 Les relations biomasse - pluie efficace, équi-

vallentes en 1977 et 1978, deviennent différentes quand on

inclus 1980 et surtout 19760 Ces différences sont liées aux

conditions de milieu qui ont présidé au déroulement des

cycles végétatifs. On doit rechercher une relation plus

générale de type pluriannuelle si l~on tend à une certaine

efficacité dans l'estimation de la biomasse.

S'agissant de sites isolés et localisés, l'examen de

l'intervalle de confiance des droites de régression et l'in-

tervalle de tolérance des biomasses estimées (tous deux au

risque d'erreur de 5 %), montre que les écarts d'estimation

par rapport à la droite de régression sont très élevés.

L'intervalle de tolérance se ressert pour la moyenne des

biomasses de plusieurs sites de mesures.

Années 1976 1977 1978 1980 1976 - 1980

Type de pluie efficace A B C li. B ,:_~ B C f.l. B C A B C0,72 0,64 0,64 0,16 0,16 0,36Intervalle & inf 0,27 0,22 0,22 0,25 0,37 0,31 0,31 0,30 0,29

f-----"-de confiance a moyen 1,03 0,90 0,89 0,38 0,38 0,40 0,42 0,42 0,48 0,66 0,61 0,61 0,40 0,41 0,47

.. ._.--de a a sup 1,33 1,14 1,14 0,60 0,60 0,87 0,62 0,62 0,67 0,96 0,91 1 0,91 0,50 0,53 0,61

~ - -or.'Intervalle b inf -354 '-227 -17,1 -105 f- 87 -44,6 -121 -121 -121 -151 -133 -133 -66,6 -66,6 -68,5

.- ~> . - -- _. .-de confiance b moyen -248 -154 -110 -30,1 1-18,9 -17,4 -61,1 -61,1 -56,5 -78,9 -60,9 -60,9 -34 ,6 -27,9 -31,9

- ----_.-c---de b b sup. -141 - 81 - 49 - 45 - 49 -19,3 - 1,4 - 3,1 - 3,1 - 6,7 -10,1 -10,1 -22,6 - 5,8 - 4,0

Coefficient t â 6,76 7,26 7,26 3,59 3,60 3,91 4,32 4,32 4,42 4,60 4,1414,14 7,65 6,87 7,70--~- -

de Situdent S a *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***--f----...

-4,74 -4,30 -3,67 -0,82 -1,62 -2,14 -1,64et sa signi- t b -0,57 -2,09 -2,09 -2,15 -2,23 -1,75 -1,75 -2,23

fication S ~ *** *** *** NS NS NS * * * * NS NS * NS *

Tableau 6 Tableau des constantes de la régression biomasse / pluie efficace y = aPe + b et de leur significationstatistique.

Sa, Sb = Signification du coefficient de Student pour tâ et t bNS = Non significatif * significatif à 5 % *** = significatif à 1 %0Pluie efficace : A ; pendant la saison des pluies, B ; du début de la saison des pluies à la fin du

cycle végétatif, C ; durant le cycle végétatif.J-l.0\•

N

1

E

"vrvroEo

lX)

200

150

50

® ••• 0

•

o

y =0,40 x-34/6r 2 =0,33 .......

•

o+----..,..--,.,..::;..-,....----r----r-----I..----...,.~180 230 Z80 330 380 430

pe mm

zoo@ •

•150 •N 0

1 'r;J 0E

1,/\

~

r1' 100

"11\\1'10E0 50

lX)

• y=0/41x-Z",9r 2 :: O,ZB .. ••

0150 200 250 300 350 400

Pe mm

E1,/\

~

0' 100

N ,

'"'"\l'loEolX)

200 ©

150

50

•

y :: 0/49 x- 36.1'

r 2 =0/33 .. • ..

350 400Pe mm

300250zooO+----...,.....·.c;...--~---"T"""---..,......---...-----~

150

FIg. 8 RELATION PLURIANNUELLE (1976, 197~ 1978, 1980)

ENTRE LA PHYTOMA55E HERBACEE ET ~ EAU INFILTREE

A ", eau ;nr;ltr~e pendant 10 saison des pluies, B : du d~but de la saison des plu;es jusqu';; \0 rin

du cycle v~g~tat;r, C: durant le cycle v~g~totir

400

Sé' l-i

A

300

--,----- -..-•.p e rn rn

350

cf.. :: 0,10

0(::0,20

d..: 0,:50rX.: 0,400< : 0,50

45('·

150

0

4. La relation pluria~~uelle biomasse-pluie efficace

q.1. Formulation

La figure 8 rassemble les quatre années de mesures

relative aux liaisons biomasse-pluie efficace pendant les

différentes périodes considérées (graphiques A, B et C).

Les coefficients de déter~ination, respectivement de : 0,33,

0,28, et 0,33, sont très hautement significatifs. Pratique-

ment égaux, ils n'autorisent aucune descriminations entre les

tr~is types de liaisonse

Le choix se porte ~éanmoins sur la relation entre la

biomasse et la pluie efficace pendant la saison des pluies,

d'équation

y = O,qO x - 34 ,6 (7)parce que les données de base nécessaires à son établissement

sont réduites à la pluviométrie et au ruissellement annuels.

La valeur des constantes a et b respectivement O,~ et )4,6résulte de l'utilisation de la pluviométrie à 1 m et du coef-

ficient de ruissellement réel (formule 3).

L'utilisation du coefficient de ruisselle~ent conven-

tionnel (formule 1) permet d'exprimer la biomasse en fonction

de la pluie efficace à 1 m par la relation

y = 0,358 Pe 14,2 (8)2

avec r = 0,35 *

4.2. Abaque~ de ~~lcul~

L'estimatio~ de la bio~asse en fonction de la pluie

efficace est dop~ée par les abaques de la figure 9.

L'abaque (A) est dressé a partir de l'équation (7). Il est

difficilement utilisable, car le coefficient de passage entre

la pluie au sol et la pluie à 1 m n'est généralement pas

connu. L'abaque (B) dérive de l'équation (8). L'estimation de

la biomasse sieffectue comme suit. La pluviométrie P et le

ruissellement X étant connu, on évalue la production végéta-

le en reportant la pluie efficace Pe = P(l-K) en abscissedans l'abaque concerné. On lie alors la valeur correspondante

de y. L'intervalle de cor~iance de l'estimation s'obtient en

fonction du risque d'err3ur consenti: de 5 à 50 %.

18.

La ~onsid~ration suivante peut aider au choix de

l'intervalle de confiance de la biomasse e8tim~e.

La valeur estim~e de la biomasse ne peut être plus pr~cise que

la valeur mesur~e (cf. tableau 4). Il s'en suit que plus

irnpr~cise est la biomasse mesur~e, plus importante doit être

l'intervalle de tol~rance de la binmasse estim~e, autrement

dit, plus faible doit être le risque d'erreur conc~d~ à

l'estimation.

Soit par exemple, 300 oro de pluie efficace aqxqucls-2correspond sur l'abaque B une biomasse de 93 gMS. rn • Cette

valeur moyenne est born~e par 49 et 137 gMS. Q - 2 • en prenant

un risque d'erreur de-'. = 0,20, ce qui correspond à un indice

de pr~cision sur la moyenna de 48 %. Cet intervalle de tol~rance est trop ~lev~ si on s'adresse aux groupements de

milieux sableux (Cdc, Ams ••• ) ou de bas-fonds (Spt) pour les-

quels la mesure est obtenue en moyenne avec une pr~cision de

17,5 % (Tableau 4). Le risque de 50 % qui r~duit à 23 % lapr~cision est mieux adapté. Les limites de l'intervalle de

-2confiance sont alors de 71 - 115 gMS. m •

Par contre le rieque d'erreur de O,~O est juste

suffisant qs'il s'agit des groupements des glacis ou des

brousses d~grad~es (Sgr, Sgl, Ase ••• ) pour lesquels la pr~ci

sion des mesures est de 49 % (tableau 4).

III. Di~4~.ica.

1. Relation pluviosit~ - biomasse.

On a montr~ qu'il n'apparaît aucune liaison entre la

biomasse herbac~e et la pluviosit~ annuelle. Ce r~sultat

s'oppose à ceux de Le HOUEROU et HOSTE (1977), CORNET (1981 b~

mais confirme celui de CORNET (loc~ cit.) pour uue station

~tudi~e. Remarquons que la liaison ~troite et significative

entre les deux paramètres s'obtient g~n~ralement à petite

~chelle, c'est-à-dire à un niveau d'analyse où les contraintes

climatiques (la pluviométrie essentielle~ent en zone semi-

aride) sonl souvent d~terl:linantes pour expliquer les diff~ren

ces de production (PAPY 1979).

19.

En ce qui nous concerne, l'influence des variations locales

de pluviométrie est difficile à ~ettre en évidence en raison

notamment de la gamme pluviométrique faible, et de l'influence

de facteurs tels que le relief, la rugosité, les propriétés

hydrodynamiques et le niveau de fertilité du sol qui sont à

l'origine soit, d'une forte hétérogénéité spatiale de l'eau

utilisable soit, d'une efficience différentielle de cette eau.

En réalité la pluviosité n'est qu'un terme (élément

des entrées) du bilan hydrique dans lequel seule llévapotrans-

piration réelle (ETR) conditionne la croissance végétale. Le?

bilan hydrique est donc indispensable pour expliciter une

relation fine entre la biomasse et la pluie. L'ETR, eau

réellement utilisée, mais non directement mesurable à notre

niveau d'étude, peut être approchée à l'échelle annuelle par

les pluies efficaces.

2. Relation biomasse - pluie efficace.

2.1. Relation et limites d'utilisation.

L'étude montre que la production de la strate herba-

cée est significativement liée aux précipitations efficaces

par une relation du type :

y = a Pe + b.L'équation est: y = 0,40 Pe - 34,6 (7) si on considère lecoefficient de ruissellement réel (3), et

y = 0,358 Pe - 14,2 (8) si le coefficient hydrolo-gique conventionel est utilisé (l)B

Le coefficient de regression a représenté l'efficien-

ce moyenne de l'eau. Dans notre cas 1 mm d'eau infiltrée1. -1-1permet donc la production d'environ ~ kgMS • ha • an •

Cette valeur est difficilement comparable à celles présen-

tées par d'autres auteurs car ils utilisent généralement la

pluie (tableau 1) et non l'eau infiltrée. Co~me on le verra

dans la deuxième partie, cette efficience, expriQée en

matière sèche produite par ma de pluie est tout à fait compa-

rable aux résultats de divers auteurs.

L'utilisation de la formule est limitée darts la

partie inférieure par la valeur Pe = 150 nun. Par ailleurs lazone correspondante à l'effet optimal du bilan d'eau n'est

pas explicitée dans la relation. En effet bien que l'on ait

des précipitations efficaces supérieures à q50 mm, ce terme

est mal contr81é dans cette gaLme de valeurs. C'est le cas

des talwegs et certains bas-fonds où la détermination des

précipitations efficaces est moins précise car une partie de

l'eau ruissellée transite vers les points bas (la mare),

tandis qu'une autre fraction s'évapore à partir de la nappe

d'eau libre non infiltrée à cause de l'imperméabilité du sol.

Notons aussi que le facteur eau, au-delà d'un cer-

tain seuil ne permet pas d'augmenter de façon très nette la

production de la végétation (FLORET et PONTANIER 1978). En

effet ce facteur perd son caractère limitant. D'autres fac-

teurs, dont la fertilité deviennent alors déterminants. Cer-

tains auteurs (HARPAZ 1975, PENNING de VRIES et DJITEYE

1980.".) insistent plus particulièrement sur ce facteur.

Ayant surtout considéré l'influence de l'eau en tant que fac-

teur le plus important de la production, nous n'avons pas mis

l'accent sur le r81e de la fertilité sur la végétation natu-

relle. Remarquons cependant que les limites données par

BREMAN et IŒUL (1980) placent le site d'OURSI dans une zone

de transition (200 - 500 ffiQ) où la fertilité n'est pas encore

le facteur le plus important. Ce dernier ne devenant détermi-

nant que pour des précipitations supérieures à 500 mm.

La relation présentée bien qu'encadrant assez bien

les productions moyennes en zone sahélienne (500 à ~OOO kg.

ha-1., BOUDET 1975) est loin d'intégrer les productions poten-

tielles de certains milieux tel que les prairies aquatiques

à Echinochloa stagnina, dont la production varie de qOOO à

17000 kg. ha- 1" (CISSE et BREr~N 1980, SICOT 1976, GROUZIS

et al. 1982).

2.2. La distribution de la pluie"

L'eau agit sur la production de biomasse non seule-

ment par sa hauteur mais encore par sa distribution et ses

interactions avec d'autres facteurs liés au sol et à la

végétatiol)...

Les effets de la répartition pluviométrique se

répercutent sur les caractéristiques du sol en agissant sur

les phénomènes de minéralisation (BERNARD - REVERSAT 1977,

1981) et de disponibilité en azote ••• La distribution de la

pluie affecte aussi les caractéristiques de la végétation car

en déterminant l'établissem~nt (BREt~N et CISSE 1980,

GROUZIS, 1979), elle influence la composition floristique et

donc la production. C'est pourquoi GASTON et DULIEU (1975),

proposent d'utiliser une regression productivité-pluviométrie

qui tienne compte de sa répartition, pour généraliser les

résultats.

En ce qui nous concerne et pour ce niveau d'étude,

nous n'avons pas directement introduit cette variable dans

notre fonction. Cependant, et en raison de la nature très

différente de la répartition pluvionétrique durant les quatre

années d'observations, cette variable a été iQplicite~ent

intégrée dans la relation pluriannuelle. Cette intégration se

manifeste d'ailleurs par la diminution du coefficient de

détermination qui passe de 0,64 pour l'année 1976 (fig. 5 A)à 0,33 pour la relation pluria~~uelle (fig. 8 A).

2.3. Autres facteurs.

La recherche d1une relation générale, sans nécessité

de discrimination des groupements végétaux pour une utilisa-

tion ultérieure, ne nous à pas inciter à distinguer explici-

tement les variables liées a~ sol et à la végétation.

Les différents groupeQents ont été confondus pour

l'établissement de la relation, et c'est ce qui explique la

relative variabilité des résultats. Il est cependant possible

de montrer que les groupements sur sables ont une efficience

de l'eau deux fois plus importante que celle de certains

groupenents liés aux gla~is limoneux. Cette assertion rejo~nt

les résultats de BOUDET (comm. verb.) que définit des rela-

tions production - eau infiltrée différentes selJn la nature

du groupement végétal.

22.

Conclusions

Cette étude, réalisée au niveau du bassin versant de

la Mare d'Oursi, a permis de formuler une relation entre la

phytomasse herbacée et la pluie efficace. Des relations pluri-

annuelles correspondant à la pluie efficace pendant trois

périodes différentes du cycle ont été définies. Ces relations

n'étant pas significative~ent différentes, nous avons retenu

celle utilisant la pluie efficace pendant le cycle pluviomé-

trique, car elle ne nécessite pas d'observations particulières

sur la durée du cycle végétatif.

Afin d'obtenir une relation générale largeoent

utilisable, nous avons été amenés, pour cc niveau d'étude, à

ne pas discriminer certains facteurs qui agissent aussi sur la

production, tels que: répartition pluviométrique, végétation,

richesse minérale du sol ••• Ces facteurs seront analysés dans

le détail au niveau des études parcellaires et qui consti-

tuent un travail parallèle et complémentaire à celui-ci.

Nénnooins, la relation globale a été appliquée à

l'estimation de la production et de la charge fréquentielle

du bassin versant de la 1'1are d' OURSI.

2J.

ESTlr'~TICN DE Lh PRCDUCTION FRE~UENTIELLE DEBIOi~SSE ANNUELLE - POTENTIALITES DE LA ZONED'CURSI.

I. Estimation de la production fourragère annuelle du bassin.

L'esti~ation dc la production fourragère annuelle du

bassin au moyen de la relation (8) nécessite la connaissance

de la pluie efficace moyenne, c'est-à-dire de la pluviométrie

moyenne ct du ruissellement moyen, pour l'ensemble du bassin.

La pluvior.1étrie moyenne du bassin s'obtient en faisant la

moyennc des relevés pluv:'_ométriçu~c; P"-·_~éi

t Rui!isellementImm

+

'100

\.

""0

too 200 300

+

+

Y=O,40P-7~4

Pluie moyenne400 mm >

FIg. 10 RELATION ENTRE LA PLUIE MOYENNE ET LE RUISSELLEMENT

POUR ~ EN5 EMBlE DU BASSIN

Du fait do l'unité hydrologique de la région, on note

pour les cinq années de mesures, une liaison significative

entre la pluie moyenne et l~ lame d'eau ruissellée (fig. 10)

Le = 0,397 Pm - 77,43 "r"" = 0,91*

L'expression de la pluie efficace se réduit donc à

Pe = Pm - Le = 0,6c Pm + 77,4

et en remplaçant dans la relation (8)

y = 0,358 Pe - 14,2, Pe par sa précédente valeur, onobtient une formulation de la phytomasse herbacée en fonction

de la pluie moyenne

y = 0,216 Pm + 13,5. ( 10) •

Cette équation n'est valable que pour le bassin ver-

sant de la Mare d'OURSI, mais elle offre l'avantage d'être très

pratique puisque son utilisation ne demande que la connaissance

de la pluviométrie totale annuelle.

Par ailleurs, l'expression de la phytomasse en fonc-

tion de la pluie permet de comparer ce résultat à d'autres tra-

vaux. Les données reportées dans le tableau 8, nontre que les

valeurs de production globale de phytomasse herbacée par mm de

pluie incident on zone sahélienne sont très peu différento3 lCG

uncc cteo nutres.

1 Auteur Année 1 Production/mm pluie J1 1 11 1 1J DIARRA., BREHAN (1975) J ?, ,4 11 1 11 LE HOUEROU, HOSTE (1977)1 2,58 11 1 11 CORNET (1981 b)l 3,3 11 1 11 BILLE (1977 b) 1 3 11 1 11 SICOT - GROUZIS 1 2.,16 11 1 1

Tableau 8. Production -1(kgoha ) par mm. de pluie on zonesahélieIUle.

25.

Les biomasses estimées, à l'aide des é~uations (8) et (10)

sont regroupées dans le tableau 9.

1 1 herbacée -2 1BiOlClasse grv~5 • m 11 Année 11 1 Mesure Equation 8 Equation 10 11 1 11 1976

1 114,0 105,7 107,91

1 1 11 1

105,9 104,91

1 1977 1111,3 1

11978

1 94 , 2- 93,5 90,81

1 1 11

19791

83,6 82,01

1 1. 11 1980 1 95,0 77,0 80,3

11 1 1

Tableau 9 -Bio~neBas oesurées et estimées d'après les équations

y = 0,358 Pey = 0,216 Pm -

14,2

13,5

(8)

( 10)

L'exaoen de ce tableau montre que les deux fonctions conduisent

à des estimations pratiquement égales entre elles, mais systé-

matiquement inférieures aux biomasses mesurées.

L'erreur systématique par défaut est imputable au

fait que les données correspondant.' aux bas-fonds et bords de

mares n'ont pas été utilisées dans l'établissement des rela-

tions en raison d'apports non contrôlés. Leur incidence moyenne

se mesure ici, indirectement par le déficit de 10 % des biomas-ses calculées par rapport aux mesures.

II. Production fréquentielle de fourrage et capacité de charge

en bétail.

Les relations biomasse - pluie ont été étendues à

l'ensemble de la chronique pluviométrique constituée pour

00051. Au tableau 10 sont données les phytol'aasses herbacées

non dépassées pour quelques fréquences remarquables.

Recu,..,. enc eons

Fr~quenc~

1CO 0,99

1 150 C,91\ + x

J 1;?:) 0,95 Xr~ 11

10 0,90 ..... 0..... -QI 0-.!, QI;J ._Q f ..2

5 0,&0 + Q x

1:5,3 0,70

~S °AO

.. 0,50 .Jo2, S 0,40 /

"'l,~,.. ,

3,.3 O,:SO

5 0,20 + )(

1 11[) 0,10 l

)(

120 0,05 + X

/ j50 q02 +

1 1100 0,01 X

10 20 sa 100 200 500 1000 Pluie1 1 r "2 5 10 20 sa 100 200 BIomasse gM'5 m-2

DI5TRIBUTION FREQUENTIELLE DE LA PLUVIOMETRIE TOTALE,

EFFICACE ET DE LA BIOMASSE HERBACEE ANNUELLES POUR ..

POUR LE BA5SIN DE LA MARE D"OURSI

Frequence

Charge en U B T __0,98

0,90

0,8 Char ge reelle en 1976 - 1.97i" ~

Charge max;male moyenne en 1m-1977

tetes de bov~n

1

2

2

:5

:5

4 5

4 5

10

10

20

20

30 40 50

:50 40 50

x 1.03 UBT

x 10.5 t;'es

Fig. 12 CHARGE FREQUENTIELLE EN U B T ET EN TETES DE BOVIN

DU BASSIN

26.

1 ! ! ! 1 r , ,'F ' ,Recurrence ,Biomasse, Charge :F ' ;Recurrence;Biomasse; Charge. requence. . 2 . UBT * . requence. . -2 . UBT *, ,an IgM~om-, ! an! gMSom !• • .:l.

1 10,01 100 60,6 6375 0,50 2 102 10731

0,02 50 64,5 6786 0,80 5 124 13045

0,05 20 71,0 7470 0,90 10 138 14518

0,10 10 77,0 8101 0,95 20 150 15781

0;20 5 84,8 8921 0,98 50 163 17148

Tabl~au 10

* U B T =

Biomasse fourragère et charge optimale en bétailfréquentielles du bassin versant d'OURSI (60 000 ha)

unité bovine tropicale.

Les points représentatifs rapportés à un système

d'axes de coordonnées gausso-logarith@iques sont rigoureuse-

ment alignés. Il en est de même pour la pluviométrie efficace

et dans une très large mesure pour la pluie totale (cf. figure

11)~ Les valeurs de ces trois variables sont distribuées sui-

vant des lois log-normales. Auxbiomasses correspondent des

charges naximales en bétail qui peuvent être calculées sur la

base des normes couramment admises en matière de pastoralisme,

à savoir

- la nécessité d'assurer une ration journalière de 2,5 kg

de matière sèche par 100 kg de poids vif soit 6,25 kgMS

• par

UBT (Unité bovine tropicale de référence 250 kg) pour un

taux d'utilisation du fourrage sur pied de 40 % (ANONYME 1967,ANONyyœ 1977, SEDES 1977).

Les charges maximales fréquentielles relatives aux

disponibilités fourragères calculées par l'application stricte

de la fonction de production sont aussi reportées au tableau

10. Les phytomasses herbacées ont été majorées de 10 %(correotion de l'erreur systématique par défa~t) et de 10 % poupour tenir compte de la contribution de la strate ligneuse

(d'après les données de BILLE 1977, POUPON 1980 et CORNET

1981 b).

Les charges fréquentielles relatives à ces disponibi-

lités exprimées en UBT et en têtes de bovin, (1 bovin moyen du

bassin représente 0,85 UBT LHOSTE 1977) sont représentées sur

la figtU'e 12.

tI~. Discussion - Conclusionse ? 4

En 1976-1977, LHOSTE (loc. cit.) évaluait la charge

en bétail à 15 )00 UBT, ce qui correspond à un disponible

fourrager total de 0,80 de fréquence alors que les ressources

fourragères réelles pour la même période avait 0,70 de fré-

quence. Il existait donc un déficit de l'ordre de 7 % quis'est manifesté par un surpâturage de la zone et un léger ~~~~~

rissement du troupeau, obligé de puiser dans ses propres

réserves pour subsister en fin de saison sèche.

En année plus défavorable comme en 1978, le déficit

alimentaire plus accusé aggrave le surpâturage, et la détério-·

ration de l'état physique du bétail va jusqu'à la mort de nom-

breux animaux. La transhumance d'une partie du troupeau est

alors obligatoire.

Quelques remarques cependant pour placer l'utilisa-

tion de ces foraalations dans l'établissement des bilans dans

leurs justes mesures.

1 - L'évaluation de la charge pour LHOSTE (1977) s'est

faite en Avril ~~i ; il s'agit donc d'une charge optimale. Si

les calculs avaient porté sur une charge moyenne annuelle, les

résultats auraient été moins pessimistes.

~ - Les tableaux 7 et 9 montrent que l'année 1980 a été

la moins favorable sur le plan de la pluie efficace alors que

la producti~n de biomasse mesurée se situe au niveau de celle

de 1978, ce qui indique qu'à la hauteur d'eau s'ajoute l'effet

de la répartition pluviométrique.

Compte tenu de ces réserves on peut dire que glob~l~

ment la charge en bétail excède les reesources fourragères.

L'entretien de la charge actuelle nécessite de disposer des

ressources d' occurrenœ favorable d'une année sur cinq

(fréquence 0,8). Ce qui est difficilement réalisable.

En conséquence le cheptel doit être réduit pour tabler sur

l'utilisation d'un stock fourrager d' ,.,ccurr'i-r.œ maximale d'une

année sur deux, c'est-à-dire qu'il faut envisager de réduire

l'effectif actuel d'environ 16 %. Dans le cas contraire il fautrecourir à la transhumance systématique sur une zone de

transhumance élargie (BARRAL 1977), car la situation actuelle

28 ..

engendre une dégradation du milieu (BOUDET 1972, 1977,

BOUGERE 1978) et une baisse de productivité du troupeau. La

gravité de la situation réside au niveau de l'irréversibilité

des tendances d'évolution régressive dans certains milieux.

CONCLUSlœrs GErrzRt,,:.,::s

En zone seni-aride la production végétale et donc

les potentialités pastorales sont étroitement liées à la varia-

bilité des précipitations. C'est pourquoi ce travail considère

surtour l'influence des précipitations en tant que facteur le

plus important de la production~

Une relation liant la phytomasse herbacée à la pluie

efficace a été définie. Cette relation ne concerne directement

que la hauteur pluviométrique. Elle permet néanmoins de four-

nir des valeurs régionales de production, qui même entachées

d'incertitude, restent suffisamment fiables et hautement néces-

saires dans l'évaluation rapide des ressources fourragères et

dans l'orientation des choix de plans d'aménagements.

L'application de la formulation à la Mare d'OURSI

a permis d'estimer la production et la charge fréquentielles

de ce bassin.

L'utilisation de cette équation dans l'établissement

de bilan permet d'avoir assez rapidement une idée de la situa-

tion mais elle doit se faire avec beaucoup de réserves et être

accompagné d'autres sources d'informations telles que mesures

de productivité, évaluation de la dégradation, comportement de

l'éleveur vis-à-vis des conditions exceptionnelles qu'il

rencontre.

REFERENCES BIBLIOGRAP~QUES

ANONYHE 1967. - National handbook for range and relatedgrazing lands-US Department of Agriculture Soilconservation Service SCS range, 7-67, 77 p..

ANONYNE 1977. - Carrying capacity and potential cattle popu-lation. Saman Research Bulletin, 280, 67-7q.

AUBREVILLE A., 19q9. - Climats, forêts et désertification del'Afrique tropicale. Soc. Ed. géogr. marit. colon.,Paris, 351 p.

BARRAL H., 1977. - Les populations nomades de l'Oudalan etleur espace pastoral. Trav. doc. ORSTOM, Paris, 120 p.,8 cartes h.t.

BERNHARD-REVERSAT F., 1977. - Observations sur la minéralisa-tion in situ de l'azote du sol en savane sahélienne(Sénégal). Cah. ORSTOM., sér. Biol., vol. XII, n° 4,301-306.

BERNHARD-REVERSAT F., 1981. - Note sur l'influence du régimethermique et hydrique sur l'ammonification et la nitri-fication dans un sol de savane sahélienne. CahierORSTOM., sér. Pédol., XVIII, 2, 147-152.

BILLE J.C., 1977 (a). Etude de la production primaire netted'un écosystème sahélien. Trav. et Doc. de l'ORSTOM,Paris, 82 p.

BILLE J.C., 1977 (b). - Végétation et productivité de 5 sitessahéliens au Sénégal. Doc. Tech. Division des Sciencesde l'Environnement et de la production végétale.,ILCA, Addis-t.beba, ~5 p. ronéo.

BOUDET G., 1972. - Désertification de l'Afrique tropicale sèche.hdansonia série 2, 1~, (q), 505-524.

BOUDET G., 1975. - Manuel sur les pâturages tropicaux et lescultures fourragères. IEINT, Ministère de la Coopéra-tion. ~54 p.

BOUDET G., 1977. - Déeertification ou remontée biologique auSahel. Cah. ORSTOM série Biol., vol. XII, 4,;;:·9)-)00.

BOUDET G., 1981. - Communication verbale. Résultats nonpubliés.

JO.

BOUGERE J., 1978. - L'état de dégra~etion des formations sa-bleuses du Sahel voltaïque ou l'urgence d'une inter-vention. Univ. Ouagadougou labo géog. phys. rapp.multigr. 8 p. + 4 fig.

BREI'~N H., 1975. - La capacité de charge maximale des pâtura-ges maliens. Actes du Colloque de Bamako (Mali)Inventaire et cartographie des pâturages tropicauxafricains, 3-8 Mars, 1975, 249-256.

BREr~ H., CISSE A.I~., DJITEYE M.A., ELBERSE W. Jh., 1980. -Le potentiel botanique des pâturages. 39 p. in PENNINGDE VRIES F.W.T., et DJITEYE M.A., 1981.

BREI1AN H., KRUL J.M., 1980. - La pluviosité et la productionde fourrage sur les pâturages naturels. in PENNING DEVRIES F.~.T., et DJITEYE M.A., Ed., 1980. La produc-tion primaire au sahel? édition provisoire 2 vol.

CISSE A.M., BRE~~N H., 1980. - Phytoécologie du sahel et duterrain d'étude c ~4 po in PENNING DE VRIES F.W~T.,et DJITEYE M.A.~ 1980 0

CLAUDE J., BERNARD A., SAADOm~ ND' 1978. - Etude hydrologiquede sept bassins versant alimentant la Mare d'OURSI.Rapport des campagnes 1976 et 1977. ORSTOM-Ouagadougou,Rapp. multigr. 76 p. + annexes.

CLAUDE J., SAADOUN N., BERNARD A., 1979. - Etude hydrologiquede sept bassins versants alimentant la Mare d'OURSI.Rapport de campagne année 1978. ORSTOM-Ouagadougou,Rapp~ multigr. 66 p. + annexes.

CLAUDE J., BERNARD h., BARDIN E., 1980. - Etude hydrologiquede sept bassins versants alimentant la pmre d'OURSI.Rapport de campagne année 1979. ORSTOM-Ouagadougou,Rapp. multigr. 28 po + annexes.

CLAUDE J., BERNARD A., LOINTIER M., 1981 a. - Observationsclimatologiques à la station météorologique de Jala-fanka-rlare d'OURSI. hnnée 1980. ORSTOM-Ouagadougou,Rapp. multigr. 80 p. + ann~XES.

CLAUDE J., BERNARD A., LOINTIER 11", 1981 b. - Etude hydrolo-gique de sept.bassins versants alimentant la mared'OURSI. Rapport de canpagne année 19S0. ORSTOM-Ouagadougou, Rapp. multigr. 98 po + annexes.

CORNET A., 1981 a. - Mesure de biomasse et détermination de laproduction nette aérienne de la strate herbacée danstrois groupements végétaux de la zone s~hélienne auSénégal. Acta Oecologia, Oecol. Plant., vol.,2, (16),nO 3, 251-?66.

CORNET A., 1981 (b)ft - Le bilan hydrique et son rôle dans laproduction de la strate herbacée de quelques phyto-cenoses sahéliennes au Sénégal. Thèse doct. - ingénieur,U.S.T.L., Montpellier. 353 p.

DIARRA L.4 BREMAN H~; 1975. - Influence de la pluviosité sur laproduction des pâturages. Actes du Colloque de Banako(Mali), Inventaire et cartographie des pâturages tropi-caux africains, 3-8 ~mrs 1975, 171-174.

FLORET Ch., PONTANIER R., 1978. - Relation climat-soI-végéta-tion dans quelques formations végétales spontanées dusud Tunisien. Production végétale et bilan hydrique dessols. PNUD, Ministère Agriculture Tunisie, Doc. Techni-que nO 1, 96 p. + a~~,

GASTON A., et DULIEU D., 1975. - Effets de la sécheresse de1973 sur les pâturages de Kanem Lac (Répu. du Tchad).Comparaison avec les études de 1964 et 1966 ; réactua-lisation'de la carte. IEMVT, 175 p.

GILET H., 1967. - Essai d'évaluation de la biomasse végétale enzone sahélier~~e (végétation annuelle). Journal d'Agric.Tropicale et de Botanique appliquée, XIV, 4-5, 1~3- 15~

GROUZIS M., 1979. - Structure, composition floristique et dyna-mique de la production de matière sèche de formationsvégétales sahéliennes Ulare d 'OURSI , Haute-Volta)DGRST - ORSTOM, A.C.C. Lutte contre l'Aridité dansl 'OUDALAN, 59 po 15 tabl., 17 fig.

GROUZIS H., LE GRAND Ph., QUILFEN J.P., 1982. - P:':"oductionannuelle de la strate her:Jtl.~6p au niveau du bassinversant d'OURSI : synthèses (1977-1978-1980) (en pré-paration) •

HARPAZ Y., 1975. - Simulation of the nitrogcn balance insemi-arid régions. Ph. D. th0sis, Hebreu University,Jerusalem.

JOLY F., DEWOLF Y., RIOU G., 1980. - Le bassin de la Mared'OURSI. Etude géoDorphologique et géodynamique.Contraintes naturelles. Université Paris VII, 65 p.+ 1 carte.

KEULEN He, VAN. 1975. - Simulatio~ of water use and herbagegrow1:h in arid regions, Ph. D thesifl .. Sir7u.l.n.tLnnMonograph. Centre for Agricultural Publishing andDocumentation (Pudoc), Wageningen, Pays-Bas. ISBN902,2,0.

LAUENROTH W.K., 1979. - Grassla~d pri~ary production: Northamerican grassla~ds in perpective, in: Perpectivesin Grassland Ecology~ ~RSNCH N.R., Ed~, Springer -Verlag, 204 pe

LE HOUEROU H.N., HOSTE C~H., 1977. - Rangeland production andannual rainfall relations in the l"ieditcrranean Basinand in African Sahelo-sudanian zone. Journal of RangeManagement, 30, (3)~ 181 - 189.

LEVANG P., GROUZIS M~, 1980. - :r-~éthodcs d: étude de la biomasseherbacée de formatior-s sahéliennes : application à laMare d'OURSI, Haute-Volta. Acta Oecologia/Oecol.,Plant., volo 1, (15), nO 3, 231-244.

LEPRUN J.C., 1977. - Esquisse pédologique à 1/50.000 des alen-tours de la Mare d'OURSI avec notice et analyse dessols. A.C.C. Lutte contre l'Ariàité dans l'Oudalan(Haute-Volta). D~G.R.S.T. - O.R.S.TeO.Me 53 p.,1 carte h.t.

LHCSTE P., 1977. - Etude zootech~ique. Inventaire du cheptel.A.C.C. Lutte contre l'aridité dans l'Oudalan (Haute-Volta) DGRST - IEI~T Rapp. ~ultigr. 49 p.

PAPY F., 1979. - Analyse du ccnpor~ement des cultures de blédur et d'orge dans différentes régions céréalières duMaroc à travers leur réaction aux variations inter-annuelles des régiocs pluviométriquesoC"R" Acnd ..Agric., 231-247.

PENNING DE VRIES F.W.T., DJITEYE M.A., 1980. - La productionprimaire au Sahel. Ed. pr~visoire, 2 volumes.

SEDES 1977. - Réflexions sur l'a~enir de systèmes past(T~UXsahéliens et sahélo-soudaniens. in :"Les systèmes pas-toraux sahéliens~, Etude FAO nO 5, ?~3-376.

SICOT M., 1976. - Evaluation de la production fourragère herba-cée. A.C.C. Lutte contre l'aridité dans l'Oudalan(Haute-Volta) ORSTOM-DGRST . Rapp. multigr. 45 p.+ annexes.

STRUGNELL R.G., PIGOTT CnD., 1978. - B:.. omass, shoot productionand grazing of two grasslands in the Rwenzori NationalPark, Uganda. Journal of Ecology, 66, 73 - 96.

33.

TOUTAIN B., 1976. - Notice de la carte des ressources fourragè-res au 1/50.000. A.C.C. Lutte contre l'Aridité dansl'OUDALAN. D.G.R.S.T •• - I.E.I~.V.T., 61 p., graphe+ 1 carte au 1/50.000 h.t.

WALLENTlNUS H.G., 1973. - Aboveground primary production of aJuncetum gerardii on a Baltic sea - shore meadow.Oikos, 24, 200-~19.

WALTER H., 1964. - Productivity of vegetation in arid countrie~the savanna problem and bush encroachment after over-grazing. in : L'écologie de l'ho~e dans le milieutropical, 2~1-~~9. IUCN Publication, nO 4, 355 p.