3. Principaux résultats valorisés dans les publications scientifiques

MadaClim: portail de données climatiques et environnementales à Madagascar

Nous avons développé le site internet MadaClim (https://madaclim.cirad.fr) qui reprend toutes les données climatiques actuelles ainsi que les prédictions climatiques issues des modèles du GIEC (groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat). Les données sont à 1km de résolution et distribuées spécifiquement pour Madagascar. Des variables bioclimatiques comme l’évapotranspiration et le nombre de mois secs ont été recalculées et ajoutées aux variables existantes. En plus des données climatiques, des données environnementales incluant altitude, pente, irradiation solaire, géologie, sol, etc. ont été compilées.

Référence:

Vieilledent G., O. Gardi, C. Grinand, C. Burren, M. Andriamanjato, C. Camara, C. J. Gardner, L. Glass, A. Rasolohery, H. Rakoto Ratsimba, V. Gond, and J.-R. Rakotoarijaona. 2016. Bioclimatic envelope models predict a decrease in tropical forest carbon stocks with climate change in Madagascar. Journal of Ecology. 104: 703-715. doi: https://doi.org/10.1111/1365-2745.12548.

Vieilledent G. 2016. MadaClim: a set of climatic and environmental spatial variables for Madagascar. Data paper. in prep.

Carte de carbone forestier et vulnérabilité des forêts tropicales au changement climatique à Madagascar

En utilisant les données climatiques présentées précédemment et des données d’inventaires forestiers pour 1771 placettes réparties sur l’ensemble de Madagascar, nous avons démontré qu’il existait un lien fort entre climat et stocks de carbone forestiers. Nous avons produit une carte précise des stocks de carbone forestier en 2010 à Madagascar à une résolution de 250 m. Les changements climatiques devraient induire des modifications fortes des communautés forestières et en conséquence une diminution de -17% (7-24%) des stocks de carbone forestier à Madagascar à l’horizon 2100 par rapport à 2010.

Références:

El Hajj M., N. Baghdadi, I. Fayad, G. Vieilledent, J.-S. Bailly, and D. Ho Tong Minh. 2017. Interest of integrating spaceborne LiDAR data to improve the estimation of biomass in high biomass forested areas. Remote Sensing. 9(3). https://doi.org/10.3390/rs9030213.

Base de données de biodiversité à Madagascar

Nous avons construit un jeu de données sur la biodiversité à Madagascar regroupant 300 000 observations (points de présence) pour 4969 espèces. Ces espèces sont réparties dans différents groupes taxonomiques (Plantes, Vertébrés, Invertébrés) et sont représentatives de la biodiversité à Madagascar. Ces données, provenant de différents instituts, sont issues d’un travail de prospection conséquent qui s’étalent sur plusieurs dizaines d’années.

Référence:

Charra M., S. Goodman, A. Raselimanana, M.-J. Raherilalao, V. Soarimalala, D. Lees, F. Rakotondrainibe, J. Moat, M. Andriamanjato, W. J. Baker, M. Rakotoarinivo, M. Vorontsova, T. Pearce, T. F. Allnutt, D. Razafimpahanana, M. Pedrono, J.-R. Rakotoarijaona and G. Vieilledent. Climate or watersheds ? Environmental factors determining species assemblages change according to the taxonomic group. in prep.

Atlas de la biodiversité à Madagascar et de sa vulnérabilité au changement climatique

Nous avons développé un script R permettant de modéliser la niche climatique des espèces à partir de modèles d’ensemble (Araujo & New 2007; Vieilledent et al. 2013). Le script permet d’estimer l’aire de distribution actuelle et future des espèces à Madagascar. En utilisant cette approche pour les 4969 espèces du jeu de données sur la biodiversité à Madagascar, l’idée est d’obtenir un atlas de la biodiversité à Madagascar et de sa vulnérabilité au changement climatique. Un prototype de cet atlas a été réalisé pour les 7 espèces de baobab présentes à Madagascar.

Référence:

Muniz-Tagliari M., J.-M. Leong Pock-Tsy, C. Cornu and P. Danthu and G. Vieilledent. Vulnerability of the seven baobab species in Madagascar to climate change. in prep.

Vieilledent G., M. Muniz-Tagliari, C. Grinand, F. Montfort. Atlas of the biodiversity of Madagascar: present species distribution and species vulnerability to climate change. in prep.

Cartes de biodiversité et des communautés d’espèces à Madagascar

En utilisant des modèles de communautés (Ferrier et al. 2007), nous avons cherché à identifier les facteurs environnementaux déterminants les assemblages d’espèces. Ces facteurs peuvent être climatiques ou associés à des barrières géographiques comme les bassins versants ou les rivières (Pearson & Raxworthy 2009). En appliquant ce modèle à nos données de présence d’espèces à Madagascar, nous avons obtenu une première carte de la biodiversité \(\beta\) à Madagascar. Mais le pourcentage de déviance expliquée par le modèle est faible (<10%). En applicant ce même modèle à chaque groupe taxonomique, nous avons trouvé que les facteurs explicants l’assemblage des communautés d’espèces variaient d’un groupe taxonomique à l’autre, le climat n’étant pas toujours le facteur le plus important. Pour le groupe des lémuriens, ce sont les bassins versants qui expliquent en majorité l’assemblage des espèces. A contrario, le climat explique une grande partie des assemblages d’espèces de reptiles et d’amphibiens, espèces poïkilothermes (animaux ayant une température corporelle qui varie avec celle de leur milieu). Pour d’autres groupes, comme les arbres, les facteurs climatiques et les bassins versants semblent expliquer à part égale les assemblages d’espèces.

Référence:

Charra M., S. Goodman, A. Raselimanana, M.-J. Raherilalao, V. Soarimalala, D. Lees, F. Rakotondrainibe, J. Moat, M. Andriamanjato, W. J. Baker, M. Rakotoarinivo, M. Vorontsova, T. Pearce, T. F. Allnutt, D. Razafimpahanana, M. Pedrono, J.-R. Rakotoarijaona and G. Vieilledent. Climate or watersheds? Environmental factors determining species assemblages change according to the taxonomic group. in prep.

Soixante ans (1953-2014) d’étude de la déforestation et de la fragmentation forestière à Madagascar

Nous avons obtenu de nouvelles cartes d’évolution de la couverture forestière à Madagascar sur la période 2000-2014. Elles viennent compléter les cartes de Harper et al. (2007) pour les années 1953, 1973 et 1990. Nous montrons que le couvert forestier a diminué de 44% sur la période 1953-2014. Les forêts naturelles couvrent 8.9 Mha en 2014 (15% du territoire national) et incluent 4.4 Mha (50%) de forêt humide, 2.6 Mha (29%) de forêt sèche, 1.7 Mha de forêt épineuse (19%) et environ 177,000 ha (2%) de mangrove. Depuis 2005, les surfaces déforestées annuellement ont augmenté à Madagascar pour atteindre 100 000 ha/an sur la période 2010-2014. Aujourd’hui, environ 50% de la forêt est située à moins de 100 m de la lisière et est donc exposée aux perturbations.

Référence:

Vieilledent G., C. Grinand, F. A. Rakotomalala, R. Ranaivosoa, J.-R. Rakotoarijaona, T. F. Allnutt, and F. Achard. Combining global tree cover loss data with historical national forest-cover maps to look at six decades of deforestation and forest fragmentation in Madagascar. bioRxiv. 147827. doi: https://doi.org/10.1101/147827. in review in Biological Conservation.

Retour sur les facteurs de déforestation: la pauvreté n’est pas l’unique responsable de la déforestation à Madagascar.

A l’issue d’une mission de terrain dans le Menabe, à l’ouest de Madagascar, nous avons conclu que les causes directes de la déforestation dans la région sont l’agriculture sur brulis pour la culture de rente comme le maïs ou l’arachide. Le maïs et l’arachide sont principalement exportés sur les marchés internationaux. Ces activités sont favorisées par un marché global non régulé, une forte corruption et une non-application des lois environnementales à Madagascar. Si aucune solution n’est trouvée pour lutter efficacement contre la déforestation, le couvert forestier pourrait diminuer de plus de 50% sur la période 2010-2050 dans la région.

Référence:

Vieilledent G., C. Grinand, M. Pedrono, T. Rabetrano, J.-R. Rakotoarijaona, B. Rakotoarivelo, F. A. Rakotomalala, L. Rakotomalala, A. Razafimpahanana, M. Nourtier, and F. Achard. It’s not only poverty: uncontrolled global trade and bad governance are responsible for rampant deforestation in Western Madagascar. in prep.

Cartes du couvert forestier futur à Madagascar

Nous avons estimé la probabilité spatiale de déforestation à l’échelle nationale à Madagascar, à une résolution fine de 30 m pour l’année 2010. A partir de cette carte, en considérant une déforestation moyenne annuelle de 100 000 ha/an, nous avons pu prédire les zones susceptibles d’être déforestées sur la période 2010-2050. Les projections montrent une concentration des forêts dans les zones peu accessibles et situées en altitude dans le futur. Les aires protégées semblent relativement efficaces sur le court terme (horizon 2050) en contribuant à déplacer la déforestation sur des zones à plus faible biodiversité, en dehors des aires protégées mais n’ont pas d’efficacité sur le plus long terme (horizon 2100).

Références

Dezécache C., J.-M. Salles, G. Vieilledent, and B. Hérault. 2017. Moving forward socio-economically focused models of deforestation. Global Change Biology. 23(9): 3484-3500. https://doi.org/10.1111/gcb.13611.

Vieilledent G., and F. Achard. Including spatial-autocorrelation in deforestation model to obtain realistic deforestation projections at national or continental scales. in prep.

Grinand C., G. Vieilledent, T. Razafimbelo, J.-R. Rakotoarijaona, M. Nourtier M., and M. Bernoux. Land use change spatial modeling using machine learning tools and a global land cover change dataset. in prep.

Modèles d’évolution de l’intensité de déforestation en Afrique et à Madagascar

Nous avons établi un modèle d’évolution des surfaces déforestées pour les pays africains en prenant en compte le couvert forestier existant et la taille de la population. Ce modèle est utilisé pour prédire les tendances de déforestation pour l’Afrique pays par pays. Pour Madagascar, on observerait une diminution de l’intensité de déforestation après 1950 liée à la transition démographique et à la réduction du couvert forestier disponible. Toutefois, les surfaces déforestées annuellement resteraient importantes (> 75 000 ha/an). Selon ce scénario, le couvert forestier diminuerait ainsi de plus de 50% entre 2000 et 2050 et de plus de 75% entre 2000 et 2100, pour atteindre environ 2 Mha en 2100 (Fig. 9).

Références

Vieilledent G., W. F. Laurance, S. Peedell, and F. Achard. The fate of tropical forests associated to the demographic explosion in Africa. in prep.

Références

Araujo, M.B. & New, M. (2007) Ensemble forecasting of species distributions. Trends In Ecology & Evolution, 22, 42–47.

Vieilledent, G., Cornu, C., Cuní Sanchez, A., Leong Pock-Tsy, J.-M. & Danthu, P. (2013) Vulnerability of baobab species to climate change and effectiveness of the protected area network in Madagascar: Towards new conservation priorities. Biological Conservation, 166, 11–22.

Ferrier, S., Manion, G., Elith, J. & Richardson, K. (2007) Using generalized dissimilarity modelling to analyse and predict patterns of beta diversity in regional biodiversity assessment. Diversity and distributions, 13, 252–264.

Pearson, R.G. & Raxworthy, C.J. (2009) The evolution of local endemism in madagascar: Watershed versus climatic gradient hypotheses evaluated by null biogeographic models. Evolution, 63, 959–967.

Harper, G.J., Steininger, M.K., Tucker, C.J., Juhn, D. & Hawkins, F. (2007) Fifty years of deforestation and forest fragmentation in Madagascar. Environmental Conservation, 34, 325–333.