Modélisation comparative de l'efficacité d'utilisation de l'eau dans deux écosystèmes d'Afrique de l'Ouest

Abstract

Le dérèglement climatique impacte les échanges de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau entre les écosystèmes et l’atmosphère, et par la suite leur résilience face aux phénomènes naturels extrêmes. Une métrique capable de modéliser ces échanges est la Water-Use Efficiency (WUE), qui reflète les stratégies d’utilisation de l’eau des plantes et écosystèmes. Cependant, les régions tropicales ouest-africaines sont encore peu représentées dans les analyses conjointes de dynamiques de carbone et de vapeur d’eau, alors même que les pressions anthropiques affectent ces transferts verticaux de CO2 et H2O. L’objectif principal de cette étude est de comparer la pertinence de quatre formulations analytiques de WUE (eWUE, uWUE, iWUEeco, iWUEth) dans la modélisation des interactions carbone-eau de deux écosystèmes au Bénin (une forêt claire et une savane cultivée) de 2008 à 2016, à l’aide de flux mesurés par eddy covariance. Un second objectif est de démontrer l’influence de la teneur en eau dans les sols (qui n’est pas intégrée dans les calculs) sur ces différentes formulations de WUE. Il en résulte que chaque WUE reflète des patterns saisonniers différents. L’eWUE et l’uWUE révèlent un schéma inter-saisonnier incluant les saisons de transition, mais avec des valeurs d’uWUE plus modérées en saison des pluies que l’eWUE. La saisonnalité de l’iWUEth et l’iWUEeco ne met pas en évidence les saisons de transition, donnant des valeurs très élevées en saison sèche (conservation de l’eau) et très faibles en mousson (consommation). Chacune exprime des variations dans sa relation avec la teneur en eau édaphique qui reflètent les réactions inter-saisonnières susmentionnées. De plus, l’hétérogénéité du couvert végétal et les activités agricoles dans la savane cultivée provoquent des patterns inter-saisonniers moins prononcés que ceux de la forêt claire, et plus de variabilité inter-décadaire au sein des saisons intermédiaires et de la mousson. Ces résultats soulèvent la pertinence de s’intéresser à plusieurs définitions de la WUE pour modéliser les flux de carbone et d’eau, en particulier au niveau des écosystèmes tropicaux soumis à une saisonnalité et à une productivité végétale contrastées. Ils mettent aussi en lumière la difficulté de modéliser des écosystèmes à couvert végétal et occupation du sol hétérogènes.