En Afrique sub-saharienne, les ligneux comptent pour beaucoup dans les moyens de subsistance des populations rurales, et font partie intégrante des systèmes de cultures : parc arborés, jachères d’arbres et d’arbustes. Dans un contexte de risques climatiques accrus, toutes les initiatives visant à améliorer la gestion et la production durable de ces systèmes agroforestiers sont les bienvenues.

Les parcs arborés : les systèmes associant céréaliers et arbres sont largement répandus dans les paysages de savanes ouest-africaines ; les plus connus sont les parcs à Faidherbia (Faidherbia albida) et les parcs à karité (Vitellaria paradoxa).

L’association céréales/arbustes : naturellement présents dans les jachères de la zone sub-aride, les arbustes Guiera senegalensis et Piliostigma reticulatum, sont traditionnellement coupés et brûlés avant la mise en culture. Depuis quelques années, des études tendent à montrer que le maintien de ces espèces sur les champs crée un pédoclimat particulier et conduit à une hausse du rendement de la céréale associée.

Sénégal 

Au centre du pays, le bassin arachidier (environ 30% du territoire national) est la principale région agricole du Sénégal. Les principales cultures vivrières sont le mil (P. glaucum), l’arachide (A. hypogaea L.), le sorgho (Sorghum bicolor), le niébé (Vigna unguiculata), et le maïs (Zea mays) dans la partie sud. La région est caractérisée par des précipitations unimodales, variables temporellement et spatialement, avec des sécheresses épisodiques et des mauvaises récoltes fréquentes. La saison des pluies dure de juillet à octobre, sous forme d'averses généralement dispersées, de haute intensité et de courte durée. La région est fortement marquée par un gradient pédo-climatique Nord-Sud, qui sera mis à profit dans notre étude.

Site de Keur Mactar

La première zone d’étude est située dans la région Nord du bassin arachidier, à la sortie de la ville de Thiès autour de la RN3, en direction de Bambey. Les précipitations annuelles sont de l’ordre de 450 mm ; le climat est sahélien. C’est une zone de prédilection pour les parcs à Faidherbia albida. Par ailleurs, dans le cadre d’un projet multi-institutionnel (projet PIRE impliquant notamment l’IRD), un site expérimental mis en place par l’ISRA (Institut Sénégalais de Recherches Agricoles) à Keur Matar (14°45'N, 16°51’W, alt 55 m) permet d’étudier l’association mil – Guiera senegalensis, qui est l’arbuste natif le plus répandu dans la région. Cet arbuste, présent dans l’essai à une densité de 240 touffes/ha a un système racinaire superficiel étendu dans les premiers 45 cm et une racine principale non ramifiée descendant à une profondeur supérieure à 2,5 m, permettant un processus d’ascenseur hydrique qui serait bénéfique à la culture associée.

Site de Nioro-du-Rip

La deuxième zone d’étude est située à quelques kilomètres au nord de la ville de Nioro-du-Rip, dans le sud du bassin arachidier. La pluviométrie moyenne annuelle est de l’ordre de 750 mm ; le climat est de type soudanien. Dans cette zone, l’ISRA a également mis en place un dispositif expérimental (13°45'N, 15°47'W, 22 m d'altitude) permettant de tester l’association du mil avec l’arbuste natif le plus densément représenté localement, Piliostigma reticulatum. La densité dans le dispositif est de 185 touffes arbustives/ha. Le système racinaire de l’arbuste est bien développé et assez profond pour que la culture puisse tirer profit de cette association.

Niger

Le site est situé dans le Sahel à dominance agricole, au Niger, dans le bassin versant du cours d’eau temporaire de Dantiandou (5645 km²) au sein d'un réseau hydrographique endoréïque drainant principalement vers des mares temporaires ou permanentes. Il reçoit une pluviométrie moyenne annuelle de 560 mm (1905-2004). La géologie de la région est dominée par les formations sédimentaires sableuses du bassin des Iullemmeden. La végétation non cultivée est constituée de steppes arbustives dominées par G. senegalensis. Plus de 60 % du territoire est recouvert de cultures exclusivement vivrières de petit mil (Pennisetum glaucum), sans amendement et non motorisée. Ce bassin, instrumenté depuis 20 ans pour la mesure de tous les termes du bilan hydrique et depuis 7 ans pour le bilan d'énergie, est marqué à la fois par les variations climatiques (1970 et 1980) et une mise en culture massive au détriment du couvert ligneux qui dégrade les sols et entraîne une forte érosion hydrique en ravines. Une modélisation exprime le couplage des processus hydrologiques et végétaux. Elle a permis d’évaluer l’importance relative de tels impacts. Pendant la saison des pluies, l’évapotranspiration diminue sur la période étudiée et apparaît contrôlée davantage par la nature du couvert végétal que par la pluviométrie. Au cours de cette même saison, la productivité végétale (naturelle + cultivée) a augmenté quand on passe de la jachère au champ, principalement à cause du remplacement de la végétation naturelle (herbes et arbres) par du mil et d'un rajeunissement du couvert ligneux dans les champs. Il reste à comprendre, en particulier, les conséquences hydrologiques globales de ce changement d'usage.

Bénin 

Le site est situé dans la bande soudanienne, au Nord-Ouest du Bénin, à 450 km de Cotonou sur le bassin versant du cours d'eau permanent de la Donga (586 km²). Le réseau hydrographique est fonctionnel, avec des écoulements intermittents liés à la saison des pluies. Le climat est du type tropical sec, avec une saison sèche et une saison des pluies et des précipitations moyennes de 1200 mm/an (1950–2005). La végétation est une mosaïque de forêts sèches et de savanes, avec un couvert dense d'herbacées pérennes hautes et une strate arborée plus ou moins dense. Le bassin est recouvert presque entièrement de mosaïques de cultures pluviales vivrières (igname, maïs, mil, sorgho, manioc, arachide), principalement sous parcs à karités (Vitellaria paradoxa) et nérés (Parkia biglobosa), et de jachères d'âges très divers. Ce bassin est instrumenté depuis 10 ans pour la mesure de tous les termes du bilan hydrique sur les principaux types de couvert végétaux. Les premiers résultats montrent un signal saisonnier de recharge-vidange des nappes souterraines qui suggère que la vidange en saison sèche pourrait être principalement due aux prélèvements par les arbres (transpiration). C'est ce « trade-off » entre la diversification de la production et la disponibilité en eau (sol et nappes) qui sera analysé plus particulièrement au cours du projet.

Une enquête socioéconomique destinée à montrer la contribution de l'élevage à la réduction de la vulnérabilité a permis de faire la typologie des moyens d'existence selon le système d'activité. La région est attractive et comporte des fronts pionniers au côté de terroirs plus anciennement défrichés. Le revenu des femmes conditionne l’accès des enfants à la santé et à l’éducation, en raison d’une structure familiale faisant reposer ces charges sur les femmes. Ce facteur explique en partie la malnutrition chronique infantile observée malgré une assez bonne disponibilité alimentaire. C'est pourquoi la place des femmes dans la filière à karité, exploitantes mais non propriétaires, sera le cœur des activités socio-économiques du projet sur le site.