Zèbre de montagne près de la rivière Kuiseb dans le désert du Namib. Crédit :Oliver Halsey
Dans le désert du Namib au sud-ouest de l'Afrique, la rivière Kuiseb, une rivière éphémère qui est à sec la plupart de l'année, joue un rôle essentiel dans la région. Il fournit la majeure partie de la végétation de la région et sert de maison pour les peuples autochtones locaux, et couloir de migration pour de nombreux animaux. Le couvert végétal global a augmenté de 33 % entre 1984 et 2019, selon une étude de Dartmouth publiée dans Télédétection .
L'étude a tiré parti d'images récentes de drones et d'images satellitaires passées pour estimer la couverture végétale passée dans cette oasis linéaire de la rivière Kuiseb, une zone fertile au milieu de l'un des déserts les plus secs de la planète. Les résultats sont significatifs, car il s'agit de la première étude à reconstruire des décennies de changement de végétation sur une longue portion de la rivière, plutôt que sur quelques sites seulement.
La recherche était basée sur un projet de thèse de Bryn E. Morgan '17, premier auteur de l'étude, qui a un baccalauréat en géographie et chimie de Dartmouth, et est maintenant titulaire d'un doctorat. étudiant au WAVES Lab de l'Université de Californie, Santa Barbara. Elle a d'abord visité le désert du Namib, qui est situé le long de la côte de la Namibie, en 2015 dans le cadre du programme d'études à l'étranger en études environnementales, dirigé par le co-auteur de l'étude Douglas T. Bolger (envs.dartmouth.edu/people/douglas-thomas-bolger), professeur et titulaire d'une chaire d'études environnementales à Dartmouth. Morgan est retournée seule dans la région en 2016, de mener cette recherche tout en travaillant au Gobabeb Namib Research Institute et a continué ce travail après avoir obtenu son diplôme de Dartmouth.
La zone d'étude se composait d'un tronçon de 112 kilomètres du cours inférieur de la rivière Kuiseb, qui était composé de 12 sites le long de la rivière, chacun mesurait 500 mètres de large. Sur chaque site, Morgan a effectué un à quatre vols de drones ou de véhicules aériens sans pilote pour capturer des images de la couverture végétale ligneuse le long de la rivière. Un vol de drone prendrait des images avec de vraies couleurs, puis un autre vol prendrait des images avec de fausses couleurs en utilisant des longueurs d'onde de lumière proches de l'infrarouge, qui sont en dehors de ce que nos yeux peuvent voir. L'imagerie en fausses couleurs permet de distinguer la végétation du sable et du sol, et différencier les différents types de végétation et leur état de santé.
Bryn Morgan pilote un drone pour un projet de recherche sur la rivière Kuiseb dans le désert du Namib. Photo d'Oliver Halsey. Crédit :Oliver Halsey
L'imagerie par drone a révélé que cinq espèces d'arbres font partie du couvert végétal de la zone :Acacia (Vachelia) erioloba, Faidherbia albida, Euclea pseudobenus, Tamrix usneoides, et Salvadora persica. A. erioloba et F. albida ont été nommés priorités nationales de conservation et leurs gousses sont une importante source de nourriture pour le bétail des Topnaar (Aonin), les peuples autochtones qui vivent le long de la rivière Kuiseb. Le Kuiseb sert également d'habitat et de couloir de migration pour de nombreux animaux, dont le zèbre des montagnes, léopard et autruche.
Sur la base des données de 2016, l'équipe de recherche a créé un modèle qui a calculé la couverture végétale fractionnaire du cours inférieur de la rivière Kuiseb sur la base des valeurs brutes de réflectance. En faisant correspondre les images satellites des 30 dernières années à l'imagerie actuelle, puis en appliquant le même modèle, l'équipe a pu estimer le passé et le couvert végétal. "Essentiellement, les données du drone ont fonctionné comme un pont entre le sol et ce que le satellite voyait, " explique le co-auteur Jonathan Chipman, directeur du Citrin Family GIS/Applied Spatial Analysis Laboratory à Dartmouth. "Nos méthodes dans l'étude fournissent un modèle sur la façon dont les écologistes peuvent combiner des images de drones modernes et des données satellitaires historiques pour reconstruire les changements environnementaux passés."
Les résultats ont montré qu'une zone de la rivière Kuiseb située entre 110 et 140 kilomètres en amont de l'océan Atlantique dans la zone alluviale terminale, qui est généralement sec mais à portée des inondations et où les sédiments du sol se déposent, non seulement présentait la végétation la plus élevée, mais également le changement le plus positif de la couverture végétale au cours de la période d'étude.
"Nos résultats démontrent que la couverture végétale dans le cours inférieur de la rivière Kuiseb a été, en moyenne, en augmentation depuis plus de trois décennies, " dit Morgan. " En conséquence, nous fournissons un nouvel aperçu non seulement du changement à long terme de l'hydrologie et de l'écologie de ce système, mais aussi de la façon dont les rivières éphémères dans les paysages désertiques pourraient répondre au changement global."
L'équipe de recherche a examiné les données climatiques et hydrologiques pour voir si l'augmentation des précipitations entre 1984 et 2019 pouvait expliquer le changement global de la couverture végétale; cependant, les enregistrements n'ont pas montré de telles augmentations régulières des précipitations. Selon les co-auteurs, l'augmentation de la couverture végétale peut refléter une récupération à long terme de la sécheresse dans le désert du Namib au début des années 1980, qui pourraient être étudiées en utilisant des données satellitaires à résolution plus grossière avant 1984.
