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Cheikh Amadou Tidiane Anne

• This thesis aims to analyse in a first step the physical and chemical properties of soil profiles along pedomorphological transects in different land used conditions (protected, partly protected as well as cultivated and pastured areas) in North West Benin and in South East Burkina Faso. The information about soils, which are carried out in consideration of the pedogenesis processes like weathering types, saprolitisation, formation of laterite crusts and denudation within the planation surfaces are therefore correlated in a second step with the structure and dynamic of woody plant around individual soil profiles. The relationship soil properties and woody plant is investigated in order to assess the reciprocal influence between the diversity of woody plants and soil characteristics within a small scale study and under different land use conditions. A common vertical and lateral differentiation of physical and chemical properties regardless of the partly protected, protected and cultivated status of the sites can be noticed. Thus, in the cultivated site of Kikideni and in the partly protected zone of Natiabouani (South East Burkina Faso) sandy loam and sandy clay loam soil surfaces are widespread because of the occurrence of similar erosion processes like sheet wash, rill and gully erosion while in the central part of the Pendjari National Park loamy soil textures are prevailing. In fact, the steepness of the relief and the length of the slopes in the Pendjari Park seem to limit the development of some erosion forms as gully. Furthermore, the classification of soils reflects the variation of pedological processes along the transects and thus the occurrence of different soil types. The status of the sites may play an insignificant role in the differentiation of soil properties within the scale of small pedomorphological transects. A direct comparison of the vegetation type in the land use respectively partly protected and in the total protected sites (National Park of Pendjari) reveals a transition from the shrub savanna to the tree savanna. In conclusion it is important to insist on the fact that the variations of soil parameters within small slopes and the different sites are more conditioned by varying erosion processes and drainage conditions than the status protected or land use sites while the composition and diversity of plants is influenced by the status of the sites, the prevailing management tools, the pedogenetic conditions as well as the presence of wild animals like elephants. The ordination diagram shows that the organic matter is better correlated to the subgroup representing principally the sites of the hunting zone of the Pendjari Park and might be an explaining factor to the distribution of these sample sites groups. CEC ratios in the partly protected site of Natiabouani represent the highest measured in all sites. Nevertheless, statistical analysis of the CCA (canonical correspondence analysis) indicates generally a low correlation. This tendency is consolidated by the Monte Carlo test (p=0.14) which is a good indicator of species and environmental conditions. The detailed analysis of soil properties and the vegetation dynamic as well as their relationship within small pedomorphological transects represent an important pedological and botanical data collection involving different compartments. This thesis contributes to the better understanding of the savanna landscapes of West Africa and may provide essential scientific background for each development project directed towards interdisciplinary and integrative researches.
• Ziel dieser Arbeit ist zum einen das Verstehen der Wechselbeziehungen zwischen den Bodencharakteristika und der Diversität von Gehölzen im Untersuchungsgebiet und zum anderen die Einbindung des geomorphologischen Prozessgefüges in diese Wechselbeziehungen. In einem ersten Arbeitsschritt werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Bodenprofilen entlang geomorphologischer Transekte in verschiedenen Stadien oder Nutzungsformen (geschützte, teilweise geschützte sowie angebaute und beweidete Gebiete) in Nordwest-Benin und Südost-Burkina Faso untersucht. Die Analyse der Böden und ihrer pedogenen Prozesse wie Verwitterung, Bildung von Lateritkrusten und Denudation innerhalb der Einebnungsflächen wird in einem zweiten Arbeitsschritt mit der Struktur und Dynamik der Gehölze an den einzelnen Bodenprofil-Standorten korreliert. Die Identifikation und Untersuchung pedomorphologischer Transekte erfolgen in Anlehnung an die bestehenden Biodiversitätsobservatorien (BO´s). Zusammenhang zwischen den Bodeneigenschaften und auftretenenden Gehölzarten wurde untersucht um die wechselseitige Beeinflussung zwischen der Diversität von Gehölzen und Bodencharakteristika festzustellen. Die Differenzierung der Bodenprofile in Südost-Burkina Faso und Nordwest-Benin ist wesentlich von der Intensität der Erosionsprozesse sowie der Wasserleitfähigkeit der Bodenprofile abhängig. Der Status der Standorte dürfte eine unbedeutende Rolle in der Differenzierung der Bodeneigenschaften innerhalb der kleinen pedomorphologischen Transekte spielen. Der direkte Vergleich von Vegetationstyp in genutzter Fläche, teilweise geschütztem und total geschütztem Gebiet zeigt einen Übergang von Strauch- zu Baumsavanne. Die temporär wassergesättigten Täler sind durch die Präsenz von Baumsavanne gekennzeichnet, unabhängig vom Protektionsstatus der Standorte. Generell ist festzustellen, dass die Unterschiede der Bodeneigenschaften in den Hanglagen und an den verschiedenen Standorten mehr von den Erosionsprozessen und Drainagekonditionen als vom Protektionsstatus der Untersuchungsgebiete geprägt sind. Die Pflanzenzusammensetzung und Pflanzendiversität korrelieren hingegen mit dem Status der Standorte. Der Zusammenhang einzelner Bodenparameter zeigt durch das Ordinationsdiagramm, dass organisches Material mit der Gruppe von Plots korreliert, die in der Jagdzone oder an Viehweide-Standorten lokalisiert sind. Im gegensatz dazu korreliert die Kationenaustauschkapazität stark mit den Plots, die sich durch stabile Konditionen (mächtige Böden, flache Hanglagen) und/oder Degradationserscheinungen auszeichnen. Dennoch deutet die statistische Analyse von Bodenparametern Pflanzenarten auf eine geringe Korrelation auf. Die Bodenparameter erklären in einem nur geringen Umfang die Präsenz von Pflanzenarten sowie deren Verteilung und Dynamik. Die umfangreiche Analyse von Bodeneigenschaften und Vegetationsdynamik sowie deren Zusammenhang leistet einen wichtigen Beitrag zu einem besseren Verständnis der Savannenlandschaft für zukünftige interdisziplinäre Forschungen sowie Entwicklungsprojekte in Westafrika.
• Ce travail a pour but d’analyser dans une première étape les propriétés physiques et chimiques des sols le long des transects pédomorphologiques et ceci dans différentes conditions d’exploitation (zone protégées, partiellement protégées ainsi que les zones sous l’emprise des activités agricoles) au Nord-Ouest du Bénin et au Sud-est du Burkina Faso. Les données ainsi recueillies sur les sols, sont corrélées dans une deuxième étape à la structure et à la dynamique des espèces ligneuses autour de chaque profil pédologique. Le rapport entre les propriétés des sols et la dynamique des espèces ligneuses est étudiée en vue d´établir les influences supposées entre la diversité des espèces et les caractéristiques du sol à l´échelle de transects et dans différentes conditions de mise en valeur. La différenciation des profils de sols est essentiellement liée à l´intensité des processus d´érosion ainsi qu´aux conditions de drainage autour des profils de sols. A cet effet, dans la zone sous forte pression des activités agricoles de Kikideni et dans la zone partiellement protégée de Natiabouani (Sud-est Burkina Faso) les horizons superficiels sont dominés par les textures sablo-limoneuses et sablo-argilo-limoneuses puisque marqués, ces sites, par la prédominance de processus d´érosion similaires comme l´érosion en nappe, en rigole ainsi qu´en gully. Par contre, dans les zones situées dans le Parc de la Pendjari la texture limoneuse prédomine. La raideur et la longueur des pentes y sont plus accentuées et limiteraient le développement de certaines formes d´érosion comme en gully. En plus, le résultat de la classification des sols le long des transects reflète une variation des processus pédologiques et donc l´apparition de différents types de sols. Une comparaison directe des types de végétation dans les zones cultivées respectivement protégées (Parc de Pendjari) révèle le passage de la savanne arbustive à la savane arborée. En conclusion il est important de signaler que les variations des paramètres de sol le long des transects sont plus conditionnées par les processus d´érosion et les conditions de drainage que par les statuts protégés ou non tandis que la composition et la diversité des plantes est strictement liés aux statuts des sites, aux méthodes d´aménagement et de gestion, aux conditions pédogénétiques ainsi qu´à la présence ou non d´animaux sauvages comme l´éléphant. Le diagramme d´ordination monte que la matière organique est plus corrélée au groupe incluant des sites situés presque exclusivement dans la zone cynergétique du Pendjari. Par contre les valeurs de CEC sont fortement corrélées aux sites qui se caractérisent par des conditions plutôt stables (sols profonds, pentes relativement plats) et présentant peu d´indices de dégradation. Néanmoins, l´analyse statistique de la CCA (canonical correspondence analysis) montre une corrélation assez faible. Le test de Monte Carlo (p=0,014), qui constitue un bon indicateur d´évaluation de la liaison des espèces aux facteurs environnementaux en particulier du sol, montre aussi une corrélation très faible. L´analyse détaillée des paramètres des sols et de la dynamique de la végétation ainsi que leur interdépendance au sein des transects pédomorphologiques représente un réservoir important de données pédologiques et botaniques impliquant des compartiments essentiels de l´écosystème. Cette thèse contribue à une meilleure compréhension de la dynamique au sein des écosystèmes de savane en Afrique de l´Ouest et devrait pourvoir assez d´informations de base pour tout projet de développement et toute recherche pluridisciplinaire et intégrée.