Impact climatique et anthropique sur les écosystèmes africains.

 Contexte

L’ampleur et l’extension géographique de l’impact de l’homme sur la biosphère a augmenté rapidement depuis les derniers 100 ans, en particulier en Afrique de l’Est équatoriale où le taux de croissance de la population et l’intensification de l’agriculture figurent parmi les plus élevées du monde, et où les économies en développement dépendent fortement de l’eau et d’autres biens et services fournis par les écosystèmes naturels.

Le développement de l’économie de même que la conservation de la biodiversité et le fonctionnement des  écosystèmes requièrent une connaissance spatiale et temporelle explicite de l’ampleur relative de l’impact de l’homme au cours du temps, sur les écosystèmes terrestres et aquatiques pour 1) évaluer la santé actuelle des écosystèmes et leur résilience aux impacts anthropiques 2) modéliser la gamme des réponses possibles au futur changement climatique, et 3) développer localement des stratégies optimales  pour l’aménagement des ressources en sol et en eau.

Deion du projet

Les études globales de l’utilisation du sol se sont focalisées sur les modifications à grande échelle du paysage qui peut potentiellement affecter le climat global par leur effet sur la l’albedo de surface, les aérosols et le cycle du carbone. Ces études ont conclus que l’impact des cultures pré-coloniales sur les écosystèmes naturels en Afrique de l’Est était limité, du fait de la très faible densité moyenne (~3% de la population d’aujourd’hui en 1700 AD). Ceci contraste avec les paradigmes en archéologie indiquant que nos ancêtres humains ont eu un impact sur le paysage depuis les temps paléolithiques, et que le début d’une déforestation anthropique significative doit être situé au moins il y a 2500 ans, suite à l’introduction de la métallurgie du fer par des immigrants Bantous.

CLANIMAE réponds au besoin urgent d’une perspective correcte à long terme des interaction homme-environnement en Afrique tropical de l’Est, en reconstruisant simultanément à haute résolution la variabilité des climats passé et l’histoire de la végétation et les changements de qualité des eaux au travers d’analyses multi-disciplinaires de sédiments lacustres datés.

Les reconstructions climatiques intégreront des informations sur la biologie, la géochimie et les proxy indicateurs sédimentologiques des changements passé du bilan aquatique des lacs étudiés. Différentes bases de données sont déjà disponibles et d’autres seront fournis sans coûts supplémentaires pour le projet, par des projets de thèses de doctorat au sein même de nos institutions ou des collaborations à l’étranger lors d’initiatives de recherches complémentaires.

La reconstruction de la dynamique passée de la végétation terrestre sera exécuté par le projet et basée sur l’analyse des pollens fossils et les phytolithes dans les carottes de sédiments des lacs situés le long d’un gradient climatologique depuis la zone (sub)humide à l’Ouest de l’Ouganda jusqu’à la la zone semi-aride à l’Est du Kenya.

L’évolution de la qualité des eaux au cours de temps sera reconstruite à partir de l’analyse paléo-écologique des diatomées fossiles et des macrophytes aquatiques, en utilisant une calibration  de la distribution des espèces de diatomées et des macrophytes par rapport au satut trophique et à la turbidité des lacs actuels suivant un gradient régional.

Une attention spéciale sera apportée à la validation des isotopes de la silice dans l’opales des diatomées en tant qu’indicateur de la productivité ancienne des diatomées, et pour l’analyse stratigraphique des spores fossiles fongiques associées avec des excréments de des grands animaux domestiques comme indicateurs de l’utilisation des lacs par les éleveurs indigènes.

Les activités de recherche spécifiques sont financées par la Politique scientifique fédérale belge incluent la reconstruction de la dynamique de la végétation et des activités des éleveurs à partir de l’analyse des pollens et des spores fongiques fossiles (UGent-Limnologie, coordinateur); la géochimie des isotopes de la silice et le monitoring des écosystèmes actuels lacustres (MRAC, Tervuren, partenaire 2) ; la paléo-écologie des macrophytes aquatiques (FUSA-Gembloux, partenaire 3); et la paléo-écologie des diatomées (Jardin Botanique National de Belgique, Meise, partenaire 4), les deux dernières méthodes en tant qu’indicateurs de la qualité passée de l’eau. Les données palynologiques sur l’histoire de la végétation seront partiellement fournies dans le cadre d’un sous-contrat de UGent avec des palynologistes au Kenya (Dr. S. M. Rucina, NMK Nairobi) et en Ouganda (Dr. I. Ssemmanda, U.Kampala).

Les données des phytolithes sur l’émergence passée de la bannane cultivée en Ouganda seront obtenues par une collaboration informelle avec Dr. J. Lejju (U.Mbarara). Une collaboration co-financée avec York Institute for Tropical Ecosystem Dynamics (UK; partenaire 5) contribue à l’expertise sur la dynamique à long terme des écosystèmes africains terrestres et sur l’archéologie en Afrique de l’ Est. D’autres collaborations existant depuis longtemps avec des partenaires internationaux fourniront des données complémentaires qui contribueront à l’investigation à l’échelle régionale des impacts climatiques et anthropiques sur les écosytèmes africains.

Une caractéristique essentielle de la recherche paléo-écologique intégrée de ce projet est qu’elle adressera la question des relations climat-environnement-homme à l’échelle de temps à laquelle les processus concernés se sont effectivement passé.

Ceci nous permettra de 1) séparer les influences de la variabilité climatique naturelle et des activités de l’Homme sur les écosystèmes terrestres d’Afrique de l’Est, 2) déterminer le moment exact et l’ampleur relative du défrichement anthropique indigène (pré-20th siècle) comparé aux altérations récentes du paysage et 3) déterminer l’ampleur de la  dégradation et des pertes de qualités des eaux directement liée à la déforestation et à l’agriculture, comparée à celles associés au changement hydrologique à long terme.