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Respectueux de l’environnement et garantissant une sécurité alimentaire soutenue par la diversification des productions et des revenus qu’ils procurent, les systèmes agroforestiers apparaissent comme un modèle prometteur d’agriculture durable dans les pays du Sud les plus vulnérables aux changements globaux. Cependant, ces systèmes agroforestiers ne peuvent être optimisés qu’à condition de mieux comprendre et de mieux maîtriser les facteurs de leurs productions. L’ouvrage présente un ensemble de connaissances récentes sur les mécanismes biophysiques et socio-économiques qui sous-tendent le fonctionnement et la dynamique des systèmes agroforestiers. Il concerne, d’une part les systèmes agroforestiers à base de cultures pérennes, telles que cacaoyers et caféiers, de régions tropicales humides en Amérique du Sud, en Afrique de l’Est et du Centre, d’autre part les parcs arborés et arbustifs à base de cultures vivrières, principalement de céréales, de la région semi-aride subsaharienne d’Afrique de l’Ouest. Il synthétise les dernières avancées acquises grâce à plusieurs projets associant le Cirad, l’IRD et leurs partenaires du Sud qui ont été conduits entre 2012 et 2016 dans ces régions. L’ensemble de ces projets s’articulent autour des dynamiques des systèmes agroforestiers et des compromis entre les services de production et les autres services socio-écosystémiques que ces systèmes fournissent.

Notre objectif est d’évaluer la contribution des arbustes de Guiera senegalensis aux flux d’eau et de carbone dans un parc agroforestier à petit mil (Pennisetum glaucum L.R. Br.) et dans une jachère. Le site expérimental est situé au sud-ouest du Niger, sur un bassin-versant sahélien de 2 km2. À l’échelle de l’arbuste de Guiera senegalensis, le taux de transpiration foliaire a été déduit de la conductance stomatique et du déficit de pression de vapeur. La dynamique de la biomasse aérienne et souterraine des arbustes a été suivie en saison des pluies, en saison sèche froide et en saison sèche chaude. À l’échelle de la parcelle, les bilans d’eau et d’assimilation du carbone ont été estimés par une modélisation de type « transferts surface-végétation-atmosphère ». Le modèle est paramétré à partir de mesures automatiques de terrain selon la méthode des corrélations turbulentes. Le taux de transpiration foliaire et la biomasse aérienne de Guiera ont augmenté dans le parc, de la saison des pluies à la saison sèche chaude, alors qu’ils ont diminué dans la jachère. Les résultats du modèle montrent une activité de la jachère centrée sur la saison des pluies, mais décalée vers le début de la saison sèche pour le parc. À l’échelle de la parcelle, le modèle est capable de bien simuler l’évapotranspiration et l’assimilation de carbone au regard de la période de la croissance active des arbustes dans les deux types de couvert, tout en assurant un haut degré de cohérence avec le contenu en eau du sol. The main objective of this work is to evaluate the contribution of the shrubs to the water and CO2 flux in the soil-vegetation-atmosphere continuum and to the carbon sequestration in a pearl millet-Guiera senegalensis agroforestry parkland and a fallow. The experimental site is located in a 2 km2 Sahelian watershed in South-West Niger. At shrub scale, the leaf transpiration rate was deduced from stomatal conductance and vapor pressure deficit. The dynamics of field above- and below-ground biomass dynamic survey was conducted in rainy, cool and hot dry seasons. At plot scale, water budget and carbon assimilation were estimated by Svat (surface-vegetation-atmosphere transfer) modeling approach, parameterized from field measurements (Eddy correlation). At shrub scale, leaf transpiration rate and aboveground biomass increased in the parkland from rainy to hot dry season while it decreased in fallow. The model results show a fallow activity peaking during the rainy season but shifting towards the beginning of the dry season for the parkland. At plot scale, the model is able to finely match the measured evapotranspiration and carbon assimilation with regard to the period of active growth of shrubs specific, keeping consistent with the soil water in both cover types.