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La conservation des forêts ne doit pas occulter la vie des familles qui vivent des ressources forestières. Au fur et à mesure que les massifs forestiers se fragmentent, et les forêts sèches plus rapidement que les forêts humides, les activités agricoles occupent un espace plus important. Mais l'une et l'autre de ces dynamiques sont interdépendantes. C'est donc en modélisant leurs interactions que l'on peut faire apparaître des trajectoires viables. Ces résultats sur la résilience et la viabilité apportent à la conservation un nouvel éclairage en montrant comment la réconciliation des peuples avec leurs forêts, puis l'accord de toutes les parties prenantes sur un objectif de conservation, permettraient de s'engager vers une gestion durable.

Dans la forêt de Mikea (sud-ouest de Madagascar), les ignames sauvages du genre Dioscorea sont l'aliment de base de la population autochtone. La réduction de la couverture forestière liée à la culture sur abattis-brûlis et la part accrue des ignames dans la diète alimentaire ont des impacts sur leur abondance et leurs lieux de prélèvements. Afin d'étudier les facteurs régissant la répartition des ignames sauvages dans la forêt de Mikea, leurs profils écologiques ont été établis à l'aide de 79 relevés phytosociologiques de 20 m x 20 m répartis dans des zones floristiques homogènes de différents types de végétation (forêt, savane, recrû arbustif et recrû herbacé identifiés par AFC) s'établissant sur différents types de sols: ErgI (sable roux), ErgII (sable roux clair) et dalles calcaires. Neuf descripteurs sont été retenus : type de sol, âge de la jachère, type de végétation, usage, recouvrement des litières, recouvrement des herbacées, hauteur moyenne des ligneux, recouvrement des ligneux, recouvrement global de la végétation. L'inventaire a porté sur 955 individus d'ignames qui se répartissent en 6 espèces. Ce sont les recrûs arbustifs (70 %) qui ont abrité le plus d'espèces d'ignames. D. bemandry (Babo) est l'espèce la plus fréquente (34,2 %), suivie de D. maciba (Ovy) avec 20,2 %, D. ovinala (Angily) avec 16,4 % et D. soso (11,4 %). Dioscorea sp. (Balo) et Dioscorea bemarivensis (Trengitrengy) sont les espèces les moins fréquentes avec respectivement 5 % et 1,2 %. Le traitement des variables phytoécologiques a permis de hiérarchiser les variables du milieu en fonction de leur pouvoir discriminant et de leurs relations avec les groupements végétaux. Le type de sol, l'âge de la jachère et le type de végétation se présentent comme les descripteurs les plus efficaces de la répartition des espèces de Dioscorea dans la zone d'étude. Chacune des 6 espèces de Dioscorea recensées a ses préférences : Dioscorea soso, pour les dalles calcaires, D. maciba, D. bemandry et D. bemarivensis, pour les sables roux. Cette dernière espèce a une préférence pour une zone assez dégradée et ouverte.

La dynamique de la couverture forestière fait maintenant l'objet à Madagascar d'un suivi par télédétection tous les 10 ans, échéance que l'on voudrait ramener à 5 ans et si possible jusqu'à un an. L'évaluation de la déforestation se fait donc toujours a posteriori. Afin de réfléchir en termes de prospective, sur la base de scénarios, des modèles de simulation sont élaborés à partir de séries chronologiques de longue durée sur l'occupation du sol. Pour recueillir et traiter ces données, un dispositif de recherche pluridisciplinaire a été mis en place qui combine trois axes, agronomie-écologie, géographie-télédétection et modélisation mathématique-informatique. Nous analysons les conditions de construction à Madagascar de ce collectif pluridisciplinaire à travers les chroniques des programmes GEREM ("Gestion des Espaces Ruraux et Environnement à Madagascar"), MEM ("Modélisation pour l'Environnement à Madagascar") puis du projet FPPSM ("Forêts, Parcs, Pauvreté dans le Sud de Madagascar"), en dégageant deux aspects essentiels : une interdisciplinarité nécessaire (vocabulaire et traduction, terrains partagés, échanges organisés) et une thématique complexe, la gestion des ressources naturelles, abordée par les dynamiques de transition, selon un diptyque conservation et développement. Ce dispositif mis en place progressivement depuis 20 ans au Sud de Madagascar, sur un axe Fianarantsoa-Toliara, a vocation à se pérenniser au sein d'un réseau interdisciplinaire de recherche sur la conservation des forêts et le développement rural à Madagascar.

L'occupation du sol est un facteur important dans l'étude des biotopes du criquet migrateur, Locusta migratoria capito (Saussure 1884), car il conditionne leur extension géographique. Les changements de l'occupation du sol sont détectés dans les zones de Betioky sud et Soalara du sud-ouest de Madagascar aux deux périodes, 2001-2006, et 2006-2010, délimitées par trois dates d'images du satellite LANDSAT 7 ETM+. Le potentiel écologique des acridiens à l'optimum pluviométrique a été évalué pour ces périodes, Les résultats obtenus montrent un accroissement de ce potentiel écologique en lien direct avec la dynamique de l'occupation du sol durant ces 10 dernières années.

Pour comprendre le processus de déforestation, nous proposons de le suivre sur 50 ans en reconstituant l'historique cultural annuel d'une population de parcelles limitée par des bassins versants depuis l'usage actuel jusqu'au premier défrichement de la forêt. En lisière de la forêt humide du sud-est malgache, le défrichement des versants est relié à l'aménagement des bas-fonds en rizières. Le premier défrichement pour une mise en culture ouvre la parcelle à des successions culture-jachère jusqu'à l'abandon de culture. Au cours de ces successions d'autres états d'occupation du sol apparaissent : culture pérenne, boisement, herbe. Les défrichements, comme les autres précédents culturaux alternatifs à la forêt, sont formalisés dans une dynamique entre six états d'occupation du sol (Forêt, Rizière, Culture, Jachère, Herbe, Plantation). La méthode de reconstitution historique est détaillée, qui combine des enquêtes rétrospectives, des observations de terrain en 2004-2006 et l'analyse de photos aériennes et d'images satellitaires en 1956-2008, afin de jalonner les derniers 50 ans (1956-2006) d'états d'occupation du sol de 235 parcelles suivies dans 3 petits bassins versants. Cette base de données des états annuels d'occupation du sol parcellaire renseigne sur les rythmes d'une déforestation par paquets, suivant les autorisations de défriche, et d'un aménagement continu des bas-fonds ; sur la quantité de forêt restant au bout de 50 ans ; sur le frein aux défrichements grâce au transfert de gestion, et enfin sur l'apparition récente et transitoire d'états herbacés. L'interprétation des dynamiques passées, recueillies dans un tel observatoire de l'occupation du sol, est utile pour anticiper si possible les évolutions futures.

Pour modéliser la dynamique de l'occupation du sol, des modèles stochastiques permettent de se projeter dans le futur et des modèles déterministes d'envisager des simulations en faisant varier certains paramètres. Les études de l'évolution du couvert forestier à Madagascar, sur un pas de temps de 5 à 10 ans, tentent de tracer des courbes à partir des années d'évaluation de ce couvert forestier ; les modèles déterministes permettent de représenter les facteurs de déforestation, les modèles stochastiques autorisent l'étude prospective basée sur les séries d'évolution de l'occupation du sol. Deux facteurs liés entre eux expliquent l'abattis-brûlis responsable de la majeure partie de la déforestation : la pression démographique (nombre d'habitant par km2) et l'intensification agricole (rapport du nombre d'années cultivées sur le nombre d'années total après l'abattis-brûlis, donc la somme des années de cultures sur la somme des années de cultures et jachères arbustives ou herbacées, durant cette période). Le premier est classiquement mis en regard du stock de ressources naturelles dont l'exploitation doit être garantie le plus longtemps possible. Conformément à Boserup, la réduction de ce stock conduit la population concernée à rechercher des alternatives dans l'intensification des surfaces défrichées pour l'agriculture, ce que l'on constate tant dans les rizières de bas-fonds que sur les pentes cultivées sous pluie. Nous montrons par des simulations comment le rythme de déforestation dépend de ces deux facteurs. Pour infléchir ces tendances, les leviers d'action ne sont pas les mêmes. Plusieurs facteurs jouent sur la croissance démographique mais les mesures pour être efficaces doivent être acceptées par les populations riveraines des massifs forestiers. La marge de manoeuvre d'une intensification agricole s'évalue par rapport à la saturation de l'espace déjà défriché, l'augmentation des rendements espérés, la gestion de la fertilité du sol en fonction de certains seuils et la durée minimum de la jachère pour assurer la durabilité des systèmes de culture recommandés. La discussion de ces scénarios montre que des leviers d'action existent hors forêt pour ralentir la vitesse de déforestation.

Depuis 1932, un centre national antiacridien (CNA) a été mis en place au sud-ouest de Madagascar pour assurer la lutte anti-acridienne. Une des préoccupations majeures du CNA est de se procurer un outil d'aide à l'actualisation de son parc de stations d'observation acridienne, dont certaines sont anciennes et ne répondent plus aux critères requis. Ces stations sont situées dans une mosaïque paysagère hétérogène qui a évolué sous l'effet d'une transition de forêt à savane. Différents états d'occupation du sol peuvent être distingués dont les transitions sont gouvernées par des règles recueillies par des agronomes et des écologues auprès des agriculteurs. Lobjectif de ce travail est d'élaborer un modèle de décision couplé à un modèle de transition afin de prédire, à une date donnée, l'état d'occupation du sol et de proposer de nouvelles configurations des stations d'observation en fonction de cet état, des conditions pluviométriques locales et de la densité de la population acridienne recueillies dans la zone. L'ensemble du Sud de Madagascar est découpé en 24 zones de même taille, caractérisées chacune par sa couverture satellitaire et par la matrice de transition qui y est associée. Une acquisition d'images satellitaires SPOT a été réalisée dans 3 sites (Soalara, Betiokyet Mikea) représentatifs de la zone de densation grégarigène, au sud-ouest de Madagascar, dans lesquels 3 dates d'images permettent de construire des matrices de changement d'occupation du sol à deux périodes. Pour chaque zone d'étude, le modèle de transition est validé en le simulant par chaînes de Markov depuis la date initiale et en comparant les distributions observées et simulées aux autres dates à raide d'un test statistique Khi2. Dans un second temps, le modèle de décision est implémenté en développant une application web pour visualiser dynamiquement les cartes de l'aire grégarigène du sud-ouest et simuler par chaînes de Markov les évolutions temporelles de l'état d'occupation du sol des différentes zones. Ce simulateur est utilisé pour prédire à une date donnée des zones susceptibles d'être converties en nouvelles stations d'observation en superposant l'état d'occupation du sol en savane, le plus favorable aux acridiens, aux conditions pluviométriques optimales et aux densités acridiennes relevées les plus élevées.

Suite à la création du parc national de la forêt de Mikea et au déclin des filières du coton et du maïs, dans le sud-ouest de Madagascar, les exploitations agricoles s'adaptent en diversifiant leurs activités. C'est l'hypothèse que nous testons dans la Commune d'Analamisampy, District de Tuléar. Deux typologies d'exploitations dans la même commune sont comparées à 10 ans d'intervalle. Quatre types d'exploitation sont actuellement distingués selon leur niveau de richesse. L'analyse de ces exploitations permet de constater que la diversification est pratiquée par les riches qui tirent leurs revenus, de manière complémentaire, des cultures et du petit commerce. L'ancienne pratique de la culture sur brûlis pour le maïs puis le coton leur a permis d'accumuler du capital. Ils ont pu ainsi s'adapter au déclin du coton en stabilisant leur trésorerie grâce à la diversification des cultures de rente et aux activités extra-agricoles. La prédominance des activités commerciales reste leur principal atout. La culture de légumineuses et les activités extra-agricoles sont à la base de la viabilité des autres exploitations. L'élevage de petits ruminants en tant que moyen d'épargne prédomine suite au problème de vol de boeufs. Les exploitations pauvres souffrent d'un manque de capital qui limite leur production agricole et entraine un déficit de revenu. Elles s'orientent vers la production de légumineuses et comptent sur la vente de main-d'oeuvre agricole et la récolte d'ignames pour assurer la période de soudure. La viabilité des exploitations les plus pauvres, suite à la restriction de l'accès à la forêt, repose sur une augmentation de la productivité du travail grâce à une dotation de matériels de production, une assistance technique sur la production de légumineuses et une création d'emplois saisonniers source d'un complément de revenu. A défaut de ces conditions, les feux de brousse dans les lambeaux forestiers pourraient reprendre voire se propager.

Les forêts tropicales et plus particulièrement celle de Madagascar, continuent inexorablement à disparaître au fil des années. Pour cette dernière, la diminution est évaluée à 0,8% de la surface forestière, pour la période 1990-2000, et 4% pour 2000-2005. Il est indéniable de constater que cette disparition des espaces forestiers reste, la plupart des temps, la base du développement économique local, sinon de la survie des populations riveraines de ces massifs forestiers. Les mesures de protection et de conservation des espaces forestiers définies dans la politique et la stratégie nationale, se heurtent de fait à des problèmes pratiques énormes, la circonspection, voire le refus des acteurs locaux d'intégrer volontairement le système de production proposé. Deux concepts clés, la résilience d'une côté et la viabilité de l'autre, permettent de mieux comprendre cette contradiction entre les mesures proposées par l'Etat et les réactions des acteurs locaux, et de proposer une nouvelle démarche pour réconcilier l'homme avec la nature. D'une part, la résilience détermine le mécanisme de fonctionnement naturel des écosystèmes, plus précisément la capacité d'un écosystème, d'un habitat, d'une population ou d'une espèce à retrouver son fonctionnement et son développement normal après avoir subi une perturbation importante. D'autre part, la viabilité met en exergue le processus économique et politique de contrôle des trajectoires conjointes des ressources naturelles et de la satisfaction des besoins de la population locale, entre autre, en respectant l'équité intergénérationnelle (éviter qu'une génération soit moins favorisée que la précédente). Les résultats obtenus dans le cadre du Projet FPPSM à travers deux des zones d'étude, le corridor forestier Ranomafana-Andringitra et la forêt de Mikea, démontrent la pertinence de la considération simultanée des ces deux concepts dans la stratégie de conservation des espaces forestiers à Madagascar et du développement de la population locale.

La pratique de l'abattis-brûlis domine la partie Est de Madagascar où les forêts ombrophiles et les recrus âgés sont coupés et bru lés pour une mise en culture temporaire. Après abandon de la culture, la régénération de la forêt se fait spontanément. La dynamique de la composition floristique des recrus forestiers est étudiée dans le corridor forestier humide de Ranomafana-Andringitra occupant les 2 étages altitudinaux de basse et moyenne altitude. L'indice de Ro est calculé sur trois sites, deux à moyenne altitude sur le versant ouest et un à basse altitude sur le versant est, pour évaluer l'affinité floristique entre les sites. Les espèces caractéristiques des sites sont identifiées avec une analyse factorielle de correspondances et les espèces caractéristiques de chaque classe d'âge d'abandon des recrus forestiers, avec une analyse canonique de correspondances. Les résultats montrent que la richesse floristique des recrus forestiers est variable selon l'âge d'abandon. La richesse spécifique la plus élevée est enregistrée dans les classes d'âges entre 11 et 20 ans. La dominance des espèces pionnières dans les jeunes recrus inhibe l'installation d'autres espèces. La régénération des forêts humides de l'Est de Madagascar est ainsi ralentie par la dominance des espèces pionnières. A la suite du dépérissement progressif de ces espèces pionnières, après 10 ans d'abandon, la régénération reprend son cours naturel.

Les différents termes utilisés en biogéographie pour désigner les formations végétales (forêts, fourrés, recrûs et savanes) se retrouvent largement dans les jargons des acteurs de la conservation, plus que dans ceux appliqués par les acteurs du développement. Cette différence reflète l'écart entre les aspects pratiques et les aspects théoriques de la mise en oeuvre d'une stratégie de conservation. La distance entre le concept adopté et les actions menées par ces deux grands camps, fragilise les efforts apportés par les différents acteurs dans la lutte contre la déforestation et la dégradation de l'environnement. La compréhension, l'acceptation et l'internalisation de ces termes avec leur sens écologique et leur concept biogéographique, par les communautés de base, constituent une étape déterminante dans la mise en oeuvre de la politique de conservation de la biodiversité, indissociable des actions de développement locales. La présente réflexion sur la nécessité de mieux intégrer les concepts et la typologie écologique et biogéographique, ouvre une nouvelle voie pour améliorer l'efficacité des actions de développement menées en milieu rural, face aux préoccupations environnementales incontournables à Madagascar, compte tenu de l'importance de sa biodiversité. La modélisation du mécanisme d'évolution des occupations des sols et des espaces forestiers, à la suite de la culture sur défriche-brûlis, et des feux de brousses récurrents pour le renouvellement des pâturages, est au coeur du programme FPPSM. La précision des termes et le partage des différents concepts mobilisés est l'étape initiale indispensable. Les résultats des simulations peuvent être proposés aux politiques comme un outil d'aide à la décision important car ils intègrent les différents faciès des acteurs et du milieu rural malagasy.

Les formations de forêt sèche et fourré xérophile du sud-ouest de Madagascar sont plus menacées de déforestation que les forêts humides de l'Est mais les processus sont mal connus. Ces formations sont peu résilientes et leur mise en culture par abattis-brûlis conduit à une savanisation. Nous utilisons l'imagerie satellitaire Landsat 7 multi-dates pour suivre les transitions post-forestières sur 20 ans, de 1990 à 2000 et de 2000 à 2010 dans trois sites : au Nord de Toliara, la forêt de Mikea, et au Sud de Toliara, les communes de Betioky-Sud et de Soalara-Sud. Ces sites couvrent un gradient pluviométrique de 600 à 400 mm annuels et quatre types de sols : dalle calcaire, sable ferrugineux, sable roux et sable beige. Les différences de végétations initiales, l'exploitation des formations sèches pour le charbon de bois et le pâturage caprin à proximité des villages, et la possibilité de culture annuelle, spécifient des états d'occupation du sol que l'on cherche à retrouver sur les images satellitaires après classification (matrices de confusion). Les transitions entre ces états sont formalisées par des schémas de transition et quantifiées entre deux dates, pour alimenter les matrices de transition d'un modèle markovien. Trois modèles sont retenus pour les formations sèches, dont les domaines de validité sont finalement discutés.

Une typologie des exploitations a été réalisée en 2012 en bordure de la forêt de Mikea. Elle est comparée à une typologie basée sur la pratique de l'abattis-brûlis ou hatsaky réalisée en 2001. Les changements subis par ces exploitations durant ces 10 ans sont appréciés au niveau des productions, des revenus et des sources de dépenses pour le ménage. Les anciens planteurs de coton, qui étaient de gros agriculteurs, disposent de moyens de production importants et en tirent des revenus agricoles élevés. Les moyens agriculteurs qui étaient des anciens défricheurs exploitent une surface limitée avec au mieux un attelage. Les petits agriculteurs ayant cultivé une faible surface en hatsaky et ceux qui ont abandonné le défrichement avant l'interdiction décrétée par le parc, demeurent vulnérables et sont fortement dépendants des ressources forestières. Les stratégies des plus riches s'orientent vers la diversification. Les anciens défricheurs les plus démunis vendent leur main d'oeuvre et intensifient la collecte d'ignames. On constate une reprise récente de la culture du coton et le développement d'un petit élevage. Ainsi les impacts des activités économiques exercées par les exploitations sur les composantes environnementales méritent d'être approfondis.

International audience; Cartographier et suivre la dynamique de la superficie forestière et de l'occupation du sol à la périphérie de la forêt humide malgache est l'une des préoccupations des décideurs et des institutions impliquées dans le domaine de l'environnement. Une commune rurale est choisie, Androy (Région Haute Matsiatra), dans la zone périphérique du parc de Ranomafana, pour la part de forêt de son territoire. Les changements d'occupation du sol et l'évolution du couvert forestier sont analysés dans cette commune sur 20 ans, à partir de deux images SPOT: SPOT5 de 2009 et SPOT1 de 1989. La méthode utilisée de classification des images par arbre de décision est détaillée ainsi que l'obtention des classes d'occupation du sol sur lesquelles porte la détection de changement. L'algorithme de détection de changement repose sur la superposition spatiale des résultats des classifications aux deux dates. Les résultats de la matrice de transition sont discutés et des recommandations sont suggérées.

L'objectif majeur de l'instauration en 2007 du statut d'aire protégée, pour la forêt de Mikea dans la sud-ouest de Madagascar, concerne l'arrêt, sinon la réduction de la déforestation pour la culture de maïs sur abattis-brûlis, qui s'y est développée depuis le "boum du maïs" dans les années 80. L'impact de cette mesure est apprécié cinq années après l'application de cette décision de protection. La Commune rurale d'Analamisampy, étudiée comme zone test par le programme GEREM (Gestion des Espaces Ruraux et Environnement à Madagascar) de 1986 à 2001, a été étudiée à nouveau dix ans plus tard dans le cadre du programme MEM (Modélisation pour l'Environnement à Madagascar), afin de comparer l'évolution de la déforestation entre les deux périodes, pré-aire protégée (1986-2005) et post-aire protégée (2008-2010). Les images SPOT 5 de 1997, 1999 ou 2001, 2009 et les images LANDSAT 7 TM de 2005, 2008 et 2010, ont été traitées selon la méthode de classification non paramétrique du SVM (Séparateur à Vaste Marge), pour suivre l'évolution de la déforestation, le front de déforestation et les mosaïques de cultures-recrûs. Plusieurs points d'observation de l'état d'occupation du sol en 2011, répartis selon l'importance des classes, ont été utilisés pour valider les résultats des classifications. La matrice de confusion correspondante à la classification présente une précision globale de 95 % et un indice de Kappa de 93 %. Bien que la forêt de Mikea continue de reculer malgré l'instauration du statut d'aire protégée, on constate que la vitesse de déforestation a diminué de 5,58 ha/an entre 1999 et 2005 à 3,01 ha/an entre 2005 et 2008 et 2,96 ha/an, entre 2008 et 2010. La réduction de la déforestation concerne le front de défrichement. On constate la disparition progressive des fragments forestiers en dehors de l'aire protégée entre 2005 et 2010.

Un suivi de la succession végétale entre deux dates à 15 ans d'intervalle a été réalisé en forêt sèche de Mikea (sud-ouest de Madagascar) à partir de relevés floristiques et de mesures de phytomasse (herbacée, ligneuse et racinaire). La richesse floristique, l'indice de diversité de Shannon (H'), la proportion des espèces annuelles, la densité des ligneux, la surface terrière et les phytomasses ont été évalués sur une série de parcelles d'abandons culturaux âgés de 2, 4, 6, 8, 12, 20 et 30 ans en 1997. Entre 1997 et 2012, quatre parcelles (A2, A6, A20, A30) ont été remises en culture, pour devenir des jachères de 4, 6, 7, et 4 ans (J4, J6, J7 et J4') tandis que trois parcelles (A4, A8, et A12) ont été laissées à l'abandon pour devenir des vieilles jachères âgées respectivement de 19, 23 et 27 ans (J19, J23, J27). Dans chaque parcelle, les relevés floristiques ont été réalisés en 2012 sur une surface de 50 m x 50 m. Au total, 142 espèces réparties en 110 genres et 41 familles ont été recensées. Les Fabaceae (22 espèces), les Poaceae (15), les Malvaceae (10), les Euphorbiaceae (9) sont les familles botaniques les mieux représentées. Les résultats obtenus en 2012 ont montré que la richesse floristique (S) et l'indice de diversité de Shannon (H') augmentent avec l'âge de la jachère jusqu'à 19 ans puis connaissent une légère baisse à partir de 23 et 27 ans. En comparant les résultats de 1997 et 2012, une perte importante d'espèces végétales a été enregistrée dans les parcelles remises en culture : 68 et 64 espèces ont été inventoriées dans A20 et A30 en 1997, il n'en restait plus que 30 et 24 espèces dans les mêmes parcelles en état de jachère de 4 ans (J4 et J4') en 2012. Les proportions d'annuelles ont tendance à augmenter dans les parcelles qui ont été remise en culture, de 20-25 % en 1997 à 35 % en 2012. Ces résultats suggèrent que la succession des cultures à partir du premier défrichement, la mise à feu et les labours répétés, sont à l'origine de l'augmentation des espèces annuelles au détriment des espèces pérennes notamment les espèces ligneuses.