Résumés
Résumé
Cette étude cherche à analyser les changements de la couverture végétale dans les écorégions du Sénégal durant ces deux dernières décennies (2000 à 2019) à l’aide d’une série temporelle d’images MODIS Normalized difference vegetation index (MODIS NDVI) de 16 jours et d’une résolution spatiale de 250 mètres. La méthode de l’étude est une combinaison de la télédétection et de la statistique. Le traitement des données a obéi à trois principales étapes : l’Analyse en composantes principales (ACP) sur la série temporelle 2000-2019 suivie de la classification non supervisée en utilisant le résultat de l’ACP ; le calcul du NDVI moyen des 23 périodes de 16 jours ; le calcul de la corrélation ou « tau » (τ) de Kendall associé au test de significativité de p≤0,1. Les résultats indiquent des modifications dans l’évolution du rythme phénologique des classes correspondant aux cultures de bas-fond, aux vallées inondables, à la mangrove, à la forêt dense, et à la savane arborée et boisée. Certaines modifications sont assimilables à une dégradation, et d’autre à un reverdissement. De même, il a été constaté un décalage temporel et une saison verte plus tardive. En effet, la corrélation de Kendall a indiqué une augmentation du NDVI entre 2000-2009 principalement dans les écorégions de l’est du pays, du sud-ouest et de la zone des estuaires avec une tendance significative. Durant la décennie 2010-2019, un ensemble de petites zones de progression a été noté. Par contre, les valeurs de corrélations négatives de NDVI, qui dénotent une diminution de l’activité végétative, s’observent principalement dans les écorégions du nord et du centre-ouest du pays avec une tendance toutefois non significative.
Mots-clés :
- MODIS-NDVI,
- télédétection,
- reverdissement,
- dégradation,
- couverture végétale,
- Sénégal
Abstract
This study seeks to analyze changes in vegetation cover in the ecoregions of Senegal over the past two decades (2000 to 2019) using a time series of 16-day MODIS NDVI images with a spatial resolution of 250m. The study method is a combination of remote sensing and statistics. The data processing followed three main steps which are: first, the Main Component Analysis (PCA) on the 2000-2019 time series followed by the unsupervised classification using the PCA result; second, the calculation of the average NDVI of the 23 16-day periods; third, the calculation of the Kendall correlation or “tau” (τ) associated with the p 0.1 significance test. The results indicate changes in the phenological rhythm of the classes corresponding to lowland crops, floodable valleys, mangroves, dense forests, and wooded and wooded savannah. Some modifications are similar to degradation, and others to a regreening Similarly, there was a time lag and a later green season. Kendall’s correlation indicated an increase in NDVI between 2000-2009 primarily in the eastern, southwest and estuarine (ZDE) ecoregions with a significant trend. During the 2010-2019 decade, a set of small areas of progress was noted. On the other hand, the negative correlations of NDVI values, which indicate a decrease in vegetative activity, are observed mainly in the northern and central-western ecoregions of the country, although with a non-significant trend.
Keywords:
- MODIS-NDVI,
- remote sensing,
- re-greening,
- degradation,
- vegetation cover,
- Senegal
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Parties annexes
Bibliographie
- Adam, J.G., 1966, Composition floristique des principaux types physionomiques de végétation du Sénégal, Journal of the West African Science Association, 11 (1-2), pp. 81-97.
- Andrieu, J., 2018, Analyse de la cinématique de la végétation en Côte d’Ivoire pendant les conflits à travers une métrique phénologique et la corrélation de Kendall de deux séries temporelles de NDVI, Tropicultura, 36 (2), pp. 258-270.
- Andrieu, J., Cormier-Salem, M. C., Descroix, L., Diéye, E. H. B., Ndour, N., et Sané, T., 2018, Correctly assessing forest change in a priority West African mangrove ecosystem: 1986–2010 An answer to Carney et al., 2014 paper ‘Assessing forest change in a priority West African mangrove ecosystem: 1986–2010, Remote Sensing Applications: Society and Environment 13 (1), pp. 337–347.
- Ariori, S.L., Ozer, P., 2005, Évolution des ressources forestières en Afrique de l’Ouest soudano-sahélienne au cours des 50 dernières années, Revue internationale de géologie, de géographie et d’écologie tropicales, pp. 61-68.
- Balme, M., Galle, S., et Lebel, T., 2005, Démarrage de la saison des pluies au Sahel : variabilité aux échelles hydrologique et agronomique, analyse à partir des données EPSAT Niger, Sécheresse, 16 (1), pp. 15-22.
- Brandt, M., Hiernaux, P., Rasmussen, K., Mbow, C., Kergoat, L., Tagesson, T., Ibrahim, Y.Z., Wélé, A., Tucker, C.J., et Fensholt, R., 2016, Assessing woody vegetation trends in Sahelian drylands using MODIS based seasonal metrics, Remote Sensing of Environment, 183 (2016), pp. 215-225. http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2016.05.027
- Bodian, A., 2014, Caractérisation de la variabilité temporelle récente des précipitations annuelles au Sénégal (Afrique de l’Ouest), Physio-Géo, 8, pp. 297-312.
- Budde, M. E., Tappan, G., Rowland, J., Lewis, J., et Tieszen, L. L., 2004, Assessing land cover performance in Senegal, West Africa using 1-km integrated NDVI and local variance analysis, Journal of Arid Environments, 59, pp. 481–498.
- CILSS., 2016, Les Paysages de l’Afrique de l’Ouest : Une Fenêtre sur un Monde en Pleine Évolution, U.S. Geological Survey EROS, 47914 252nd St, Garretson, SD 57030, États-unis, 219 p.
- Cissé, S., 2016, Étude de la variabilité intra saisonnière des précipitations au Sahel : impacts sur la végétation (cas du Ferlo au Sénégal), Thèse de Doctorat de l’Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 160 p.
- Da Lage, A., Metailie G., 2005. Dictionnaire de biogéographie végétale. Editions CNRS, Paris, 579 p.
- Dardel, C., Kergoat, L., Hiernaux, P., Mougin, E., Grippa, M., et Tucker, C.J., 2014, Regreening Sahel: 30 years of remote sensing data andfield observations (Mali, Niger), Remote Sensing of Environment, 140, pp. 350-364. http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2013.09.011
- Descoings, B., 1978, Les formations herbeuses dans la classification phytogéographique de Yangambi, Adansonia, série. 2, 18 (2). pp. 243-256.
- Descroix, L., Diongue Niang, A., Panthou, G., Bodian, A., Sané, Y., Dacosta, H., Malam Abdou M., Vandervaere, J-P., et Quantin, G., 2015, Évolution récente de la pluviométrie en Afrique de l’Ouest à travers deux régions : la Sénégambie et le bassin du Niger moyen, Climatologie, 12, pp. 25-43.
- Di Gregorio, A., Jansen L.J.M., 1998, Land Cover Classification System (LCCS) : Classification Concepts and User Manual. Environment and Natural Resources Service, GCP/RAF/287/ITA Africover –East Africa Projet and Soil Resources, Management and Conservation Service, Rome, 157 p.
- Diedhiou, I., 2019, Entre utilisation et préservation des ressources ligneuses en Afrique de l’Ouest : Dynamique des paysages forestiers en Sénégambie méridionale, Thèse de Doctorat en cotutelle de l’Université de Paris et Université Assane Seck de Ziguinchor, Sénégal, 444 p.
- Diéye, E.B., Diaw, A.T., Sané, T. et Ndour, N., 2013a, Dynamique de la mangrove de l’estuaire du Saloum (Sénégal) entre 1972 et 2010, Cybergeo: European Journal of Geography [En ligne], Environnement, Nature, Paysage, document 629, mis en ligne le 09 janvier 2013, consulté le 20 avril 2022, https://doi.org/10.4000/cybergeo.25671
- Djoufack-Manetsa, V., Fontaine, B., Martiny, N., et Tsalefac, M., 2012, Climatic and demographic determinants of vegetation cover in northern Cameron, International Journal of Remote sensing, 33 (21), pp. 6904-6926.
- Djoufack-Manetsa, V., Brou, T., Fontaine, B., et Tsalefac, M., 2011, Variabilité intrasaisonnière des précipitations et de leur distribution : impacts sur le développement du couvert végétal dans le nord du Cameroun (1982-2002), Sécheresse, 22 (3), pp. 159-170.
- Eckert, S., Husler, F., Liniger, H., et Hodel, E., 2015, Trend analysis of MODIS NDVI time series for detecting land degradation and regeneration in Mongolia, Journal of Arid Environments, 113, pp. 16–28.
- Eklundh, L., Olsson, L., 2003, Vegetation index trends for the African Sahel 1982–1999. Geophysical Research Letters, 30 (8), 1430, https://doi:10.1029/2002GL016772
- Fensholt, R., 2004, Earth observation of vegetation status in the Sahelian and Sudanian West Africa: comparison of Terra MODIS and NOAA AVHRR satellite data, International Journal of Remote Sensing, 25 (9), pp. 1641–1659.
- Guo, M., Li, J., He, H., Xu, J., et Jin, H., 2018, Detecting Global Vegetation Changes Using Mann-Kendal (MK) Trend Test for 1982–2015 Time Period, Chinese Geographical Science, 28, pp. 907–919.
- Hall-Beyer, M., 2002, Comparison of Single Year and Multiyear NDVI Time Series Principal Components,Cold Temperate Biomes, Proc. of MultiTemp 2001, 1st Int. Workshop on the Analysis of Multi-temporal Remote Sensing Images, Trento, Italy, June 2001, pp. 355-362.
- Herrmann, S. M., Anyamba, A., et Tucker, C. J., 2005, Recent trends in vegetation dynamics in the African Sahel and their relationship to climate, Global Environmental Change, 15, pp. 394–404.
- Hmimina, G., Dufrêne, E., Pontailler, J.-Y., Delpierre, N., Aubinet, M., Caquet, B., et Soudani, K., 2013, Evaluation of the potential of MODIS satellite data to predict vegetation phenology in different biomes: An investigation using ground-based NDVI measurements, Remote sensing of environment, 132, pp. 145–158.
- Hountondji, Y-C.H., 2008, Dynamique environnementale en zones sahélienne et soudanienne de l’Afrique de l’Ouest : Analyse des modifications et évaluation de la dégradation du couvert végétal, Thèse de Doctorat en Sciences et Gestion de l’Environnementde l’Université de Liège, 181 p.
- Leroux, L., Bégué, A., et Lo, S.D., 2014, Regional Analysis of Crop and Natural Vegetation in West Africa Based on NDVI Metrics, International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), July 18, 2014.
- Li, J., Lewis, J., Rowland, J., Tappan, G., et Tiezen, L.L., 2004, Evaluation of land performande in Senegal using multi-temporal NDVI and rainfall series, Journal of Arid Environments, 59, pp. 463-480.
- Marega, O., San Emeterio, J-L., Fall, A., et Andrieu, J., 2021, Cartographie par télédétection des variations spatio-temporelles de la couverture végétale spontanée face à la variabilité pluviométrique au Sahel : approche multiscalaire, Physio-Géo, 16 (2021), 1-28, [En ligne] URL : https://doi.org/10.4000/physio-geo.11977
- Marius, C., 1985, Mangroves du Sénégal et de la Gambie: écologie, pédologie, géochimie, mise en valeur et aménagement, Paris, ORSTOM, collection Travaux et Documents, 357 p.
- Michel, P., 1990, La dégradation des paysages au Sénégal. Dans La dégradation des paysages en Afrique de l’Ouest, J-F. Richard (eds), Séminaire de Dakar, 21-26 novembre 1988, pp. 37-53.
- Mishra, N.B., Mainali, K.P., 2017, Greening and browning of the Himalaya: Spatial patterns and the role of climatic change and human drivers, Science of the Total Environment, 587–588, pp. 326–339.
- Mishra, N.B., Crews, K.A., Neeti, N., Meyer, T., et Young, K.R., 2015, MODIS derived vegetation greenness trends in African Savanna : Deconstructing and localizing the role of changing moisture availability, fire regime and anthropogenic impact, Remote sensing of environment, 169, pp. 192–204.
- Neeti, N., Eastman, J.R., 2011, A Contextual Mann-Kendall Approach for the Assessment of Trend Significance in Image Time Series, Transactions in GIS, 15 (5), pp. 599–611.
- Nicholson, S.E., Davenport, M.L., et Malo, A.R., 1990, A comparison of the vegetation reponse to rainfall in the Sahel and East Africa using normalized difference vegetation index from NOAA AVHRR, Climatic Change, 17, pp. 209-241.
- Noël Gansaonré, R., Zoungrana, B.J.-B., et Isidore Yanogo, P., 2020, Dynamique du couvert végétal à la périphérie du Parc W du Burkina Faso, Belgeo, 1 (2020), pp. 1-23.
- Nouaceur, Z., 2020, La reprise des pluies et la recrudescence des inondations en Afrique de l’Ouest sahélienne, Physio-Géo, 15 (2020), pp. 89-109 [En ligne] URL : https://journals.openedition.org/physio-geo/10966
- Omernik, J., 1995, Ecoregions: a spatial framework for environmental management, dans Davis, W., Simon, T.(Eds.), Biological Assessment and Criteria: Tools for Water Resource Planning and Decision Making.Lewis Publishers, CRC Press, Boca Raton.
- Philippon, N., Martiny, N., Camberlin, P., et Richard, Y., 2008, Impact des précipitations sur l’activité photosynthétique de la végétation en Afrique semi-aride sub-saharienne, Journées de Climatologie – Nantes, 13-14 mars 2008, Climat et société : Climat et végétation, pp. 77-90.
- Sagna, P., 2005, Dynamique du climat et son évolution récente dans la partie ouest de l’Afrique occidental, Thèse de Doctorat d’État Es Lettres, Département de Géographie, Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Tome 1, 270 p.
- San Emeterio, J-L., Lacaze, B., et Mering, C., 2011, Détection des changements de la couverture végétale au Sahel durant la période 1982-2002 à partir des données NDVI et précipitation, Télédétection, 10 (2-3), pp. 135-143.
- Sané, T., Diop, M., et Sagna, P., 2008, Étude de la qualité de la saison pluvieuse en Haute-Casamance (Sud Sénégal), Sécheresse, 19 (1), pp. 23-28.
- Solly, B., Diéye, E.H.B., Sy, O., Jarju A. M., et Sané T., 2021a, Détection des zones de dégradation et de régénération de la couverture végétale dans le sud du Sénégal à travers l’analyse des tendances de séries temporelles MODIS NDVI et des changements d’occupation des sols à partir d’images Landsat, Revue Française De Photogrammétrie Et De Télédétection, 223, 1-15, [En ligne] URL : https://doi.org/10.52638/rfpt.2021.580
- Solly, B., Jarju, A. M., Sonko, E., Yaffa, S., et Sawaneh, M., 2021b, Detection of recent changes in Gambia vegetation cover using time series MODIS NDVI, Belgeo, 1, 1-14, [En ligne] URL : https://journals.openedition.org/belgeo/47995
- Solly, B., Dieye, E. H. B., Mballo, I., Sy, O., Sané, T., et Thior, M., 2020, Dynamique spatio-temporelle des paysages forestiers dans le sud du Sénégal : cas du département de Vélingara, Physio-Géo, 15 (2020), pp. 41-67, [En ligne] URL : https://journals.openedition.org/physio-geo/10634
- Stancioff, A., Staljanssens, M., et Tappan, G., 1986, Cartographie et télédétection des ressources de la République du Sénégal. Étude de la géologie, de l’hydrogéologie, des sols, de la végétation et des potentiels d’utilisation des sols, Remote Sensing Institue, SDSU-RSI-86-01, 653 p.
- Sylla, D., Ba, T., et Guisse, A., 2019, Cartographie des changements de la couverture végétale dans les aires protégées du Ferlo (Nord Sénégal) : cas de la réserve de biosphère, Physio-Géo, 13 (2019), pp. 115-132, [En ligne] URL : https://journals.openedition.org/physio-geo/8178
- Tappan, G. G., Sall, M., Wood, E. C., et Cushing, M., 2004, Ecoregions and land cover trends in Senegal, Journal of Arid Environnements, 59, pp. 427–462.
- Teferi, E., Uhlenbrook, S., et Bewket, W., 2015, Inter-annual and seasonal trends of vegetation condition in the Upper Blue Nile (Abay) Basin: dual-scale time series analysis, Earth System Dynamics, 6, pp. 617–636.
- Wessels, K. J., Bergh, F. V. D., et Scholes, R. J., 2012, Limits to detectability of land degradation by trend analysis of vegetation index data, Remote sensing of environment, 125, pp. 10–22.
- White, F., 1986, La végétation de l’Afrique (mémoire accompagnant la carte de la végétation), Paris : UNESCO-AETFAT-UNSO (collection Recherches sur les ressources naturelles), n° 20, 384 p.
- Yengoh, G. T., Dent, D., Olsson, L., Tengberg, A. E., et Tucker III, C. J., 2015, Use of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to Assess Land Degradation at Multiple Scales Current Status, Future Trends, and Practical Considerations, SpringerBriefs in Environmental Science, 110 p.
- Zewdie, W., Csaplovics, E., et Inostroza, L., 2017, Monitoring ecosystem dynamics in northwestern Ethiopia using NDVI and climate variables to assess long term trends in dryland vegetation variability, Applied Geography, 79, pp. 167–178.
- Zoungrana, B. J-B., Conrad, C., Thiel, M., Amekudzi, L. K., et Da, E. D., 2018, MODIS NDVI trends and fractional land cover change for improved assessments of vegetation degradation in Burkina Faso, West Africa, Journal of Arid Environments, 153, pp. 66–75.