Les biomes herbacés africains intertropicaux devraient faire face, dans un proche futur, à des changements drastiques. Les modèles dynamiques de végétation (DGVM) ont des difficultés à simuler les limites actuelles de ces biomes, notamment parce qu’ils ne prennent pas en compte la diversité des couverts herbacés en C4. Il est donc nécessaire de caractériser cette diversité floristique et physionomique afin qu’elle puisse être facilement prise en compte dans les DGVMs, et que les comparaisons modèle/données (phytolithes) soient possibles.Dans cet objectif, les traits physionomiques des graminées en C4 dominantes au Sénégal et en Afrique du Sud ont été répertoriés. Quatre groupes physionomiques ont été statistiquement discriminés. Ils varient avec la distribution spatiale des biomes et les précipitations régionales. Deux groupes sont fortement corrélés à l’indice de surface foliaire (LAI) et à la biomasse herbacée. Au Sénégal ces deux groupes sont bien différenciés par l’indice phytolithique Iph qui est un proxy des couverts herbacés intertropicaux. En Afrique du Sud, les phytolithes n’ont pas permis de tracer l’ensemble de la transition savane/steppe. Ces deux groupes physionomiques remplissent les critères nécessaires à la caractérisation de types fonctionnels de plantes (PFT). L’intégration de ces PFTs dans le modèle LPJ-GUESS améliore la simulation des biomes herbacés actuels et permet de proposer des simulations pour l’horizon 2100. Ces simulations montrent que l’augmentation de la durée de la saison sèche et de la concentration en CO2 atmosphérique devraient favoriser l’expansion simultanée des steppes et des savanes fermées aux dépens des savanes ouvertes. / Intertropical african herbaceous biomes are expected to face drastic changes in a near future. However Dynamic Global Vegetation Models (DGVMs) simulate their modern boundaries with poor accuracy, especially at the regional scale. DGVMs fail to consider the diversity of their C4 grass cover. Efforts are thus needed to characterize this floristic and physiognomic diversity in a way that can be used for enhancing DGVMs simulations, and enabling model/data (phytoliths) comparisons. For that purpose, physiognomic traits of dominant C4 grass species settled in Senegal and South Africa were listed. Four grass physiognomic groups were statistically identified. The abundance of four of them significantly varied with biome distributions and regional precipitation. Two grass physiognomic groups were additionally strongly correlated with leaf area index (LAI) and grass biomass. In Senegal, those two groups were also well traced by the Iph phytolith index which is a tropical grass cover proxy. In South Africa the limited set of phytolith data did not allow to observe the full savanna/steppe transition. The two physiognomic groups finally fulfilled the criteria required for creating Plant Functional Types (PFTs). Those new PFTs, parameterized in the LPJ-GUESS DGVM, enhanced the simulation of modern herbaceous biomes distribution in Senegal and South Africa. Simulations were additionally performed for the 2100 horizon. They evidence that the increase of both length of the dry season and atmospheric CO2 concentration should favor the simultaneous spread of steppes and closed savannas at the expense of open savannas.

Le système holocène de la région d'Essaouira connaît une dynamique éolienne très active représentée par un géosystème dunaire littoral dont je recherche la signification en étudiant les interactions entre éléments biotiques, abiotiques et anthropiques, qui définissent ses propres caractères. Leur description forme un premier volet ; une deuxième partie porte sur la dynamique spatiale du géosystème et le troisième volet retrace sa dynamique temporelle à l'échelle de Holocène supérieur, à partir d'analyses sédimentologiques et géo-historiques.<br />Je mets en relief deux géofaciès structurants : un géofaciès dunaire et un géofaciès lagunaire présent dans la partie ouest au contact géosystème / espace urbain. Horizontalement, leur organisation spatiale prend la forme d'une mosaïque où ils s'interpénètrent. Et verticalement, le premier se superpose au second dont la lithomasse limono-argileuse constitue le substratum. Aussi, la partie supérieure de ce dernier forme une surface d'érosion décapée par l'alizé notamment dans le couloir de déflation principal. Cette déflation est mesurée et indique une ablation cumulée de sables et limons de 3 cm/an en moyenne depuis 50 ans. Mais l'efficacité de la dynamique éolienne est aussi démontrée par l'analyse diachronique de photographies aériennes, soulignant l'évolution considérable de la forme et de la répartition des dunes à la périphérie de la ville entre 1953 et 1984. De façon cohérente, l'index de mobilité de Lancaster M = 160 marque une instabilité élevée des versants et des sommets. La réalisation des assemblages de phytolithes actuels calibrés sur la végétation, permet de calculer les index du couvert arboré, de l'aridité édaphique et du climat (d/P = 0,5 ; Iph = 91 % et Ic = 27 %). Ces quantifications montrent le positionnement actuel vers l'aride et le chaud contraignant le géosystème à une mutation accélérée, d'autant plus que l'anthropisation récente exerce une pression élevée et crée des couloirs de déflation hiérarchisés. <br />Ma réflexion porte aussi sur l'étude du passé et des relations à l'environnement naturel. La présence humaine marque le site dès la fin du Néolithique et les rapports mutuels entre nature et sociétés sont jalonnés de crises depuis au moins cinq siècles. Alors que sur le plan morphoclimatique, j'observe un assèchement du climat à partir de 4 350 +/- 120 ans cal BP sur un carottage effectué dans le substratum limono-argileux dont les dépôts paléo-synsédimentaires continentaux sont liés à la régression océanique post-mellahienne.<br />Il apparaît clairement qu'une mutation si rapide du paysage autour d'Essaouira est principalement contrôlée ou incontrôlée par les activités humaines. Un petit « Sahara » s'est formé fonctionnant comme un désert brumeux particulier, unique dans le domaine macaronésien. J'en déduit, d'une part que des boucles de rétroaction (pouvant être récursives) liées au mode d'anthropisation et aux activités humaines se forment dans le géo-système et accroissent sa complexité ; d'autre part, que le paysage en transformation permanente n'est que la partie émergée du géo-système qui tend à assurer son autoconservation.

Les formations herbacées actuellement dominantes en zone intertropicale sont mal discriminées par les marqueurs de végétation courants. Ainsi, la modélisation de la végétation et les reconstitutions des climats passés dans ces zones sont limitées. Les phytolithes sont des particules d'opale formées par précipitation de silice amorphe entre et/ou dans les cellules de nombreuses plantes vivantes, couramment utilisés pour tracer la dynamique des formations herbacées. Cependant, les calibrations entre assemblages phytolithiques, végétation et climat sont rares. Cette thèse établit des fonctions de transfert entre indices phytolithiques, caractéristiques des formations herbacées intertropicales actuelles, et contraintes bio-climatiques, en vue de pouvoir intégrer les données phytolithiques à la méthode de biomisation pollinique permettant des reconstitutions de végétation. Ceci permettra d'améliorer et de valider certains modèles prédictifs de végétation. En Afrique de l'Ouest, l'indice Iph permet de différencier les savanes à graminées basses des savanes à graminées hautes. Une fonction de transfert, établie pour estimer l'évapotranspiration (AET/PET), offre de bons résultats, comparables et complémentaires aux estimations fournies par la biomisation pollinique. L'indice Ic étudié sur un gradient altitudinal en Afrique de l'Est estime correctement la proportion des sous-familles graminéennes Pooideae et Panicoideae en zone intertropicale soit, potentiellement, la domination des Poaceae en C4/C3, jusqu'alors difficilement enregistrée. Pour la première fois un marqueur de végétation, l'indice D/P, est calibré de façon quantitative en terme de LAI le long d'un transect forêt-savane. Finalement, une analyse discriminante utilisant la totalité des assemblages permet de définir six biomes phytolithiques. Ces biomes intégrés à la méthode de biomisation pollinique, offriront des reconstructions paléo-environnementales plus précises, notamment les transitions désert/savane/forêt.

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