Abridged English version
The plains of Macta represent a rare type of zone in North Africa, due to their diversity. This area is used by local residents and nomads for grazing purposes, especially in times of drought. The perennial halophytic vegetation is in high demand by farmers during dry spells. This pastoral activity should be regulated, even prohibited, in the areas of high biological interest. We are witnessing a rapid degradation of natural ecosystems under the action of various factors. Human activity is one of the greatest threats to the maintenance of biological diversity through an irrational exploitation of natural resources (overexploitation, overgrazing, and conversion of natural ecosystems to agricultural land ...). Climatic factors have resulted in increasingly harsh and dry conditions. In addition to the phenomenon of salinization, erosion is an additional problem causing land degradation. It is also necessary to study the distribution of plant formations that constitute the ecosystem typical of the Macta plains and their dynamics in time and space, as well as to develop a method to monitor the degradation process and a system capable of effectively protecting areas classified for their plant and animal species. To this end, it is necessary to make an assessment of the state of the land in general, and of plant cover in particular, which should be carried out as soon as possible. As part of this work, we have studied the halophytic vegetation dynamics of the Macta plain by contrasting the present situation with that prevailing 47 years ago (1958 and 2005).
Using remote sensing, this study identified and discriminated plant groups in the plains of Macta. With the analysis of remotely sensed data (ASTER), digital processing and field observations (field work from the 27 to 29 May 2006), the study aimed to establish vegetation types, in terms of sensor satellite perception. The ASTER satellite images were used to map the vegetation of the study area at a scale of 1:250,000, covering an area of about 80,000 ha. A comparison was then made between the map obtained from satellite images (ASTER) in 2005 and the vegetation map prepared by Santa in 1958.
The results show the following main trends in the distribution patterns of plant species in the Macta plains in 1958 and in 2005:
- – a strong increase in the extent of land occupied by natural halophytic vegetation. In 2005 the area was about 47,000 ha, in contrast to the 27,000 ha recorded in 1958. This condition is marked by the invasion of the majority of land by three major taxa (Salicornia fruticosa, Suaeda fruticosa, Atriplex halimus). Other taxa such as Juncus, Scirpus and Festuca arundinacea and woody species such as Tamarix africana and Juniperus phoenicea are characterized by a large regression;
- – a reduction of the areas occupied by agricultural crops (especially grain), from 33,000 ha in 1958 to 21,000 ha in 2005. Also, trees (olive, citrus) and vineyards are characterized by a large regression. However, the lands occupied by vegetable crops are growing in a very important way.
1 Introduction
La pression induite par les activités humaines sur les différents espaces contribue à modifier, dans un premier temps, l'occupation du sol. L'intensité de ces modifications diffère en fonction du climat, des systèmes de production appliqués, de l'efficacité des politiques de conservation et de gestion des écosystèmes et de l'application de la réglementation. Ces changements peuvent être détectés tant à l'échelle régionale que locale. Ils se traduisent par une perturbation des paysages naturels et agissent sur la dynamique de la végétation. Ils ont également des conséquences directes sur la configuration de l'occupation des sols et sur la biodiversité.
La plaine de la Macta représente un espace intéressant en raison de la diversité physique et biologique de son milieu [1]. Les marais de la Macta, qui constituent un biotope particulier (flore et faune spécifiques), ont été classés zone humide en 1996 et continuent à subir des pressions quasi permanentes, surtout de la part d'éleveurs attirés par la présence d'une végétation halophile vivace, très recherchée par les troupeaux d'ovins [2].
2 Caractérisation de la zone d'étude
La plaine de la Macta est située à une cinquantaine de kilomètres à l'est d'Oran (Fig. 1), la zone d'étude est une dépression, entourée de montagnes et séparée de la mer par des dunes littorale. Elle couvre une superficie de 820 km2, regroupant trois régions : la plaine de Sig, la plaine de l'Habra et la zone humide [3]. En matière de climat, la plaine appartient à l'étage bioclimatique semi-aride avec des précipitations moyennes annuelles fluctuant entre 250 et 300 mm avec une forte variabilité spatiotemporelle et un régime thermique moyen annuel compris entre 17 et 19 °C. Le climat à travers la tranche pluviométrique annuelle connaît une régression importante de l'ordre de 30% en comparant entre les périodes 1930–1970 et 1980–2000. Ce déficit agit sans aucun doute sur l'occupation des espaces et la végétation [2]. Les données météorologiques des stations d'Arzew et de Mostaganem confirment cette tendance, avec toutes ses conséquences sur la végétation.
Carte de localisation de la zone d'étude.
Sur le plan pédologique, d'après [4] on distingue :
- – des sols sableux humifères au niveau de la zone dunaire littorale et sublittorale,
- – des sols alluviaux où domine la texture argileuse au niveau des plaines,
- – des solontchaks et des solonetz au niveau de la zone humide.
- – Suaeda, Juncus maritimus, Ranunculus aquatilis et Rumex crispus,
- – Salicornia fruticosa, Arthrocnemum macrostachyum, Inula crithmoides et Suaeda fruticosa,
- – Tamarix africana et Salsola oppositifolia,
- – Potamogeton pectinatus et Zanichellia palustris.
3 Approche méthodologique
L'interprétation des images satellitaires s'appuie sur un nombre limité de relevés de terrain judicieusement choisis ; elle permet d'avoir une vue d'ensemble exhaustive du terrain à étudier et restitue fidèlement les caractéristiques du tapis végétal. L'imagerie satellitaire donne en effet la possibilité :
- – d'observer simultanément de vastes surfaces correspondant à la totalité d'une aire protégée,
- – de réaliser des traitements automatisés (redressement géométrique, classifications numériques),
- – de répéter les observations pour suivre les changements inter- et intra-annuel de l'occupation du sol [6].
3.1 Cartographie des formations végétales
L'approche retenue pour comprendre la dynamique de l'occupation des sols et son impact sur les espaces repose sur la démarche suivante [7] :
- – dans une première étape, les images ASTER sont traitées pour la cartographie des unités de végétation ;
- – les trois images ASTER sélectionnées couvrent l'ensemble de la zone d'étude. Elles sont acquises la même année et à la même saison, en mai de manière à faciliter l'identification des unités de végétation. La faible nébulosité de toutes les images garantit leur qualité radiométrique.
3.1.1 La classification
Une classification spectrale est intéressante lorsque la seule utilisation des signatures spectrales, due à une bonne qualité de l'image et à une structure paysagère adéquate, suffit à classifier l'image [8].
Des deux méthodes de classification, celle non supervisée a été mise en œuvre, dans un premier temps, afin d'obtenir une première représentation des types des formations végétales. L'intérêt de cette classification non supervisée permet de préciser la diversité du terrain.
Il est nécessaire ensuite de passer par une analyse plus fine de détection basée sur une classification supervisée, découlant de la définition de sites d'entraînement correspondant à des régions homogènes et dont on connaît le type du groupement végétal. La classification supervisée repose sur l'algorithme du maximum de vraisemblance.
3.1.2 Les observations de terrain
La validation sur le terrain permet une évaluation de la qualité des résultats obtenus suivie de relevés de végétation sur l'ensemble de la zone étudiée. Cette mission s'est déroulée au courant du mois de mai 2006, bien après la date d'acquisition de l'image, mais à la même saison. Plusieurs stations ont été présélectionnées, selon leur homogénéité et leur représentativité (utilisation de la composition colorée et de la classification non supervisée). Pour chaque relevé de végétation, les coordonnées sont notées à l'aide de la carte topographique à 1/50 000 et une fiche de relevé de végétation établie.
3.2 Comparaison entre deux cartes de végétation
Une comparaison a été faite entre la carte de végétation Bosquet Mostaganem au 1/200 000 réalisée par Santa en 1958 [9] et celle réalisée selon la méthode décrite précédemment à partir des images satellitaire ASTER de l'année (2005). Cette comparaison, permettant d'apprécier la dynamique de l'occupation des sols et de la végétation, découle de la digitalisation de la carte de végétation Bosquet sous Mapinfo (transformation des formes graphiques des thèmes identifiés auparavant en format vectoriel sous fichier numérique) et le croisement entre les deux cartes.
4 Résultats obtenus
Deux cartes de périodes différentes, l'une de 1958 et l'autre de 2005, permettent d'appréhender la notion de dynamique de l'occupation des sols et, par conséquent, des groupements végétaux.
La classification des images ASTER de 2005 permet d'aboutir, 47 ans plus tard, à la carte de végétation de la même zone (Fig. 3).
Carte des groupements végétaux de la plaine de la Macta en 1958 [9].
4.1 L'évolution de la végétation entre 1958 et 2005
La comparaison entre deux périodes de répartition de la végétation ne permet pas de dégager un scénario d'évolution simple des formations végétales, mais traduit la variété écologique des situations et la diversité d'occupation des terres [10].
Les traits marquants de l'évolution de l'état de répartition du paysage végétal de la plaine de la Macta entre 1958 et 2005 se résument comme suit (Tableaux 1 et 2) :
- – une forte progression des surfaces occupées par la végétation naturelle halophile ; en 2005, la superficie était de l'ordre de 47 000 ha contre 27 000 ha en 1958. Les formations végétales arborescentes de Tamarix africana et Juniperus phoenicea connaissent une forte régression ;
- – une diminution des surfaces occupées par l'agriculture (céréales en particulier), de 33 000 ha en 1958 à 21 000 ha en 2005. L'arboriculture (olivier et agrumes) et le vignoble sont les spéculations qui connaissent une régression importante en surface.
Superficies et pourcentages des unités d'occupation du sol en 1958
| Classe | Superficie (ha) | (%) |
| Vignes | 7256 | 8,9 |
| Agglomérations | 130 | 0,2 |
| Agrumes | 3780 | 4,6 |
| Halipèdes | 20 970 | 25,6 |
| Terres occupé par l'agriculture | 33 310 | 40,7 |
| Garrigue arborée | 258 | 0,3 |
| Faciès à Juncus et Scirpus | 3857 | 4,7 |
| Tamarix africana | 1604 | 2 |
| Cultures maraichères | 1722 | 2,1 |
| Oliviers | 1121 | 1,4 |
| Terres nouvellement mises en culture | 2820 | 3,4 |
| Faciès à Tamarix gallica et Festuca arundinacea | 2515 | 3,1 |
| Pelouse | 1014 | 1,2 |
| Faciès à Festuca arundinacea | 1444 | 1,8 |
Superficies et pourcentages des unités d'occupation du sol en 2005
| Classe | Superficie (ha) | (%) |
| Sol nu | 427,7 | 0,5 |
| Vergers d'agrumes et cultures | 1201,0 | 1,5 |
| Vignobles | 618,3 | 0,8 |
| Agricultures | 21 510,0 | 26,3 |
| Groupement à Suaeda fruticosa | 16 760,0 | 20,5 |
| Groupement à Atriplex halimus | 18 120,0 | 22,1 |
| Groupement à Tamarix africana | 599,7 | 0,7 |
| Pelouses annuelles | 3306,0 | 4 |
| Cultures maraîchères | 5996,0 | 7,3 |
| Oliveraies | 760,7 | 0,9 |
| Groupement à Salicornia fruticosa | 12 380,0 | 15,1 |
| Groupement à Juniperus et Retama | 193,6 | 0,2 |
Pour l'occupation du sol en 2005, les mêmes dénominations des formations que celles utilisées par Simoneau [9] ont été retenues afin de permettre une comparaison effective.
Les différences observées entre le Tableau 1 (occupation du sol selon Simoneau [9]) et le Tableau 2 en utilisant une image satellitaire (ASTER) de 2005 basée sur l'interprétation et l'analyse numérique viennent du fait que les travaux de Simoneau reposaient sur des techniques de photo-interprétation. La méthode lui a donc permis d'identifier des groupements végétaux en prenant en considération uniquement les aspects physionomiques et des considérations d'espèces végétales dominantes. Il est possible de faire un rapprochement entre les groupements végétaux identifiés et évalués par Simoneau [9] et les formations végétales issues des traitements de l'image satellite ASTER de 2005, avec des validations sur terrain à travers des relevés phytoécologiques.
Les actions anthropiques (parcours, coupe de bois et défrichement au profit de l'agriculture) sont également à l'origine de la perturbation des groupements végétaux identifiés par Simoneau en 1958 et de la présence de nouveaux groupements végétaux, comme le montre le Tableau 3.
Comparaison des superficies des différentes catégories d'occupation du sol
| Classe | 1958 | 2005 | Différences |
| Cultures annuelles | 37 852 | 27506 | −10 346 |
| Arboriculture | 4901 | 1961 | −2940 |
| Vignoble | 7256 | 618 | −6638 |
| Formation à Halophytes | 20 970 | 29 140 | +8170 |
| Pelouse | 1014 | 3306 | +2292 |
| Formation à Tamarix | 6563 | 599 | −5964 |
| Formation d'Atriplex | 0 | 18 120 | +18120 |
| Formation à Genévrier | 258 | 193 | −65 |
| Formation à Joncus et Scirpus | 3857 | 0 | −3857 |
| Terres urbanisées | 130 | 427 | +297 |
Pour clarifier la situation, les classes d'occupation du sol peuvent être regroupées en sept catégories :
- – cultures annuelles (agriculture, cultures maraîchères, terres nouvellement mises en culture, terres occupées par l'agriculture) ;
- – arboriculture (vergers d'agrumes, agrumes, oliviers, oliveraies) ;
- – vignoble (vignes, vignobles) ;
- – formation à Halophytes (halpèdes, groupement à Suaeda fruticosa, groupement à Salicornia fruticosa) ;
- – pelouse (pelouse annuelle, pelouse) ;
- – formation à Tamarix (groupement à Tamarix africana, Tamarix africana, faciès à Tamarix gallica et Festuca arundinacea, faciès à Fesctuca arundinacea) ;
- – formation à Atriplex ;
- – groupement à Genévrier (garrigue arborée, groupement à Genévrier et Retama) ;
- – groupement à Juncus ;
- – espace urbanisé (sol nu, agglomérations).
En utilisant cette classification, il est possible d'élaborer une comparaison très pertinente mettant en relief la dynamique des différents groupements végétaux (Fig. 2).
Répartition des classes d'occupation des sols entre 1958 et 2005.
4.2 État de la végétation en 1958
L'exploitation des travaux de Simonneau et de la carte de végétation Bosquet au 1:200 000 établie en 1958 (Fig. 3) permet de donner un aperçu sur la répartition de la végétation de la plaine de la Macta.
Les halipèdes (groupements salés) constituent le fond de la végétation colonisant les sols halophiles. Dans les parties basses sujettes à une immersion temporaire dominent les Salicornia fruticosa, Inula crithmoides, Juncus maritimus, Juncus acutus, Juncus subulatus, Scirpus maritimus.
Le faciès à Juncus et Scirpus s'étend sur une grande étendue dans la région des marais de la Macta. Scirpus maritimus, il y occupe les cuvettes submergées toute l'année, alors que les joncs se développent sur les argiles limoneuses, surtout au nord-est, dans la région localisée dans les marais avec le faciès à Festuca arundinacea. Dans la partie centrale, la végétation est composée par Suaeda fruticosa, qui occupe des grandes surfaces localisées sur les sols argileux salés en contact avec les périmètres irriguées de Sig et Mohammadia. L'Atriplex halimus est très abondant dans ces régions, mais pas l'espèce dominante.
Le faciès à Tamarix africana occupe les zones d'épandages de oued Sig et Habra ; il est accompagné par Atriplex halimus, Salsola oppositifolia et Salsola kali. Le faciès à Tamarix gallica est très répandu dans cette région, surtout dans les zones d'épandage de l'oued Habra, avec le faciès à Festuca arundinacea.
4.3 État actuel de la végétation
La carte de végétation (Fig. 4), réalisée à partir des images satellitaires (ASTER) de 2005, montre que le groupement à Salicornia fruticosa colonise la majorité des zones humides au même titre que Juncus et Scirpus, localisées entre Sbara et Port-aux-Poules. Il y a lieu de noter l'absence du groupement à Inula crithmoides, alors que celui de Salicornia s'étend sur des surfaces importantes situées au sud des buttes argileuses de Sbara et dans les zones d'épandages de l'oued Habra, de Sig et de l'oued Tinn, où le groupement à Suaeda fruticosa cède du terrain progressivement.
Carte des groupements végétaux de la plaine de la Macta en 2005.
Le groupement à Tamarix gallica et Festuca arundinacea est remplacé par le Phragmite communis dans les lignes d'écoulement des oueds, et par le groupement à Suaeda fruticosa dans les zone d'épandage, avec un cortège composé essentiellement d'Atriplex halimus, Salsola oppositifolia et Salsola kali. Le groupement à Tamarix africana cède la place au groupement à Suaeda fruticosa, mais occupe totalement les lignes d'écoulement des oueds Sig et Habra et se distingue par une formation dense et broussailleuse.
Les terrains situés dans la plaine de Sig et de Habra sont colonisés par le groupement à Atriplex halimus et à Suaeda fruticosa ; ils s'étendent même sur les surfaces agricoles abandonnées limitrophes.
Le peuplement de Typha angustifolia évolue sur des stations humides situées dans le lit de l'oued Tinn, sur des superficies réduites. Les terrains localisés dans les bordures ouest et nord-est sont colonisés par des pelouses d'annuelles, composées essentiellement par les thérophytes et d'autres espèces, telles que Pistacia lentiscus, Chamaerops humilus, Ampelodesma mauritanium, Urginea maritima et Asphodelus microcarpus.
Sur les dunes littorales sableuses, le Juniperus phoenicea et Juniperus oxycedrus dominent, avec un cortège floristique composé par Retama retam, Retama monosperma, Pistacia lentiscus et quelques espèces de thérophytes.
4.4 La dynamique de végétation et les facteurs du milieu
Dans la plaine de la Macta, la répartition et la dynamique de la végétation sont largement conditionnées par l'eau, l'alluvionnement et les submersions. Au cours des années pluvieuses, les dépressions deviennent des sites d'accumulations des alluvionnements et des sels charriés par l'eau ; la végétation est alors composée par les groupements à Scirpus maritimus, Juncus maritimus, Juncus acutus, Juncus subulatus, qui dominent dans les zones humides pendant une période assez longue. Les groupements à Salicornia fruticosa s'installent dans les parties subissant une submersion d'eau de courte durée, l'installation de la végétation mésophiles et xérophiles restant faible. Les groupements hydrophiles à Tamarix africana et à Phragmite communis préfèrent les cours d'eau.
Au cours des années sèches, l'humidité du sol diminue, les sels se concentrent en surface dans les dépressions et dans les zones d'épandage ; les formations à base de Scirpus et de Juncus cèdent le terrain au groupement à Salicornia fruticosa, les groupements à Suaeda fruticosa et Atriplex halimus se développant sur les terrains secs.
Le drainage à entraîné le lessivage des sols, et les terrains drainés sont envahis par une végétation dominée par les groupements à Suaeda fruticosa, Atriplex halimus, et par des pelouses de graminées temporaires.
Le surpâturage apparaît comme l'un des facteurs de régression les plus importants de la végétation, le prélèvement intense de la biomasse et le tassement du sol par le cheptel augmentant les surfaces dénudées et soumises à la stérilisation.
5 Conclusion
La combinaison des facteurs naturels et anthropiques, conjuguée aux fluctuations des précipitations, est à l'origine de l'occupation des sols par des formations naturelles où dominent des espèces adaptées aux conditions du milieu et à son mode d'exploitation.
L'étude diachronique à travers la cartographie des changements constitue une démarche efficace permettant une évaluation rapide à travers une cartographie mettant en relief la dynamique de l'occupation des sols et ses répercussions sur les groupements végétaux. Les supports (photographies aériennes, images satellitaires...) anciens et récents, combinés aux outils du système d'information géographique (SIG), sont d'une grande utilité dans cette démarche.
L'évaluation correcte de ces changements est fondamentale dans l'élaboration et la mise en place de politiques de protection et de restauration de ces écosystèmes menacés par la pression anthropozoogène et les fluctuations climatiques.