La savane africaine est l'un des écosystèmes les plus emblématiques de la planète, une vaste étendue d'herbes ponctuée par des acacias et des baobabs éparpillés. Sa géographie physique et ses types de sols ne sont pas seulement des détails de fond, mais le fondement même qui dicte ce qui vit où, comment l'eau se déplace, et quelles plantes peuvent prospérer en punissant les saisons sèches.

Géographie physique de la Savanna africaine

Le biome de la savane africaine couvre environ la moitié du continent, s'étendant sur une large bande à travers l'Afrique subsaharienne. Cette région s'étend de la savane soudanaise de l'Afrique de l'Ouest à l'écosystème Serengeti-Mara de l'Afrique de l'Est et vers les forêts miombo de l'Afrique australe. Les principaux pays de cette zone sont le Kenya, la Tanzanie, le Botswana, l'Afrique du Sud, la Zambie, le Zimbabwe et certaines parties du Nigéria, du Ghana et du Sénégal.

Plans et topographie

La plupart des savanes sont situées sur des cratons anciens et stables qui ont été soumis à des conditions météorologiques de plusieurs millions d'années. Le résultat est un terrain principalement plat à ondulant doucement, ponctué par des inselbergs, collines rocheuses isolées ou montagnes qui s'élèvent brusquement des plaines. La vallée du Grand Rift traverse l'Afrique de l'Est, créant des escarpements, des vallées de failles et des hautes terres volcaniques qui perturbent la topographie autrement uniforme.

Climat et précipitations

Le climat de la savane est défini par une alternance saisonnière marquée entre un été humide et un hiver sec. Les précipitations varient généralement entre 500 mm et 1 500 mm par an, presque toutes comprises entre 4 et 7 mois. La durée de la saison sèche est critique : les savanes se produisent là où la saison sèche dure de 3 à 9 mois. Les saisons sèches plus courtes soutiennent les forêts; les saisons plus longues favorisent les prairies. Les températures restent chaudes toute l'année (20 à 30 °C en moyenne), mais les variations diurnes peuvent être importantes, surtout en saison sèche lorsque le ciel est dégagé et que le refroidissement nocturne est rapide.

Cette tendance saisonnière des précipitations est déterminée par la zone de convergence intertropicale (ITCZ), qui migre nord et sud avec le soleil. Lorsque la zone passe au-dessus, elle apporte des pluies convectionnelles; quand elle recule, les vents de commerce secs dominent. L'intensité et la fiabilité de ces pluies varient à travers le continent, créant des gradients de savane de Guinée humide dans le nord à savane d'épine aride dans le sud.

Rivières principales et drainage

Les rivières sont des lignes de vie à travers la saison sèche de la savane. Le Nil, le Zambèze, le Limpopo et les rivières oranges coulent toutes dans les régions de la savane, ainsi que de nombreux cours d'eau saisonniers plus petits. En Afrique de l'Est, la rivière Mara soutient la migration de Serengeti-Mara. Ces rivières non seulement fournissent de l'eau potable pour la faune et le bétail, mais aussi déposent des sédiments alluviaux qui créent des sols fertiles des plaines inondables distincts des sols des hautes terres lesachées environnantes.

L'élévation et ses effets

Les élévations, comme les hautes terres kényanes (p. ex. le plateau de Laikipia), connaissent des températures plus froides et des précipitations plus élevées, supportant une végétation plus dense et des sols plus profonds. Les altitudes plus basses, comme les plaines arides de Tsavo, ont une végétation plus clairsemée et des sols plus squelettiques. L'élévation influe également sur la formation du sol : les zones plus élevées où les précipitations sont plus élevées ont tendance à avoir des sols plus fortement altérés et lessivés; les zones plus basses peuvent avoir des sols plus jeunes et moins développés où l'érosion dépasse la production du sol.

Types de sols de la Savanna africaine

Les sols de la savane africaine reflètent l'interaction du climat (pluie saisonnière et températures élevées), du matériel parent (principalement des roches granitiques et basaltiques anciennes), de la végétation (racines de graminées et apports de matière organique) et de la topographie. Ces sols sont généralement vieux, profondément altérés et peu fertiles, bien qu'il y ait des exceptions notables.

Autres

Les ferrosphores sont le type de sol dominant dans de nombreuses régions de savane, en particulier dans les zones humides (pluie supérieure à 800 mm par an) comme les boisés miombo de Tanzanie et de Zambie. Ces sols sont très soumis à des conditions climatiques, avec un horizon épais, poreux, rougeâtre riche en oxydes de fer et d'aluminium. La couleur rouge provient du fer oxydé, qui donne également au sol un bon drainage mais très faible fertilité inhérente. Les nutriments tels que le calcium, le magnésium et le potassium ont été lixiviés au cours des millénaires.

Malgré leur faible fertilité, Ferralls soutient la végétation caractéristique de savanes de graminées profondes et d'arbres adaptés au feu.Les graminées (p. ex., Hyparrhenia, Andropogon) ont des systèmes radiculaires étendus qui s'approprient les nutriments du sous-sol. La matière organique se décompose rapidement dans les conditions chaudes et humides, de sorte que même si la biomasse de l'herbe est élevée, les niveaux de carbone organique du sol restent modestes.

Acrisols

Les acrisols se trouvent dans des paysages plus anciens et plus soumis aux conditions météorologiques intenses des marges humides de savane, en particulier en Afrique de l'Ouest (p. ex., le nord du Nigéria, le Ghana) et dans certaines parties de l'Afrique australe. Ils sont acides (pH souvent en dessous de 5,5) et ont un horizon subsurface riche en argile qui a été transloqué de la surface par des processus d'élucidation-illustration.

La végétation indigène sur Acrisols est souvent une mosaïque de bois de savane et de fourmillement, avec des arbres adaptés à un pH bas et une tolérance à l'aluminium (p. ex., Brachystegia.L'utilisation agricole est difficile : le liming est nécessaire pour élever le pH, et la culture continue sans périodes de jachère épuise rapidement la fertilité restante.

Vertisols

Les vertisols sont des sols riches en argile (minéraux argileux de smectite) qui se forment sur le basalte ou d'autres matériaux de base riches en matières dans des régions à fort contraste d'humidité saisonnière – exactement les conditions rencontrées dans de nombreuses savanes d'Afrique de l'Est, telles que les plaines de Serengeti et le plancher de la vallée du Rift.Ces sols s'étendent lorsqu'ils sont humides et se fissurent profondément lorsqu'ils sont secs.

Cependant, leur comportement physique pose des problèmes pour l'agriculture : ils sont collants et plastiques quand humides, durs et compacts quand ils sont secs, rendant le travail du sol difficile. Ils sont souvent utilisés pour cultiver le maïs, le sorgho et le coton dans des régions comme les plaines de la rivière Athi au Kenya. Les herbes savanes classiques sur Vertisols sont plus courtes et plus touffues, adaptées à l'engorgement et à la fissuration saisonniers.

Régosols

Les régosols sont des sols faiblement développés qui se trouvent sur des pentes abruptes, des alluviums récents ou des paysages fortement érosifs où la formation du sol est lente ou où le sol est constamment renouvelé.Dans la savane, ils se trouvent sur des pentes inselberges, des terrasses fluviales et dans des environnements arides de type Karoo (par exemple, des parties d'Afrique du Sud, Botswana).

Les régosols abritent généralement une végétation peu abondante de savanes : des graminées rustiques, des arbustes épineux et des arbres tolérants à la sécheresse comme Acacia tortilis. Ils sont sujets à l'érosion et sont mieux laissés sous couverture naturelle.

Autres sols remarquables

Outre les quatre principaux types, plusieurs autres sols apparaissent dans les paysages de savane. Les nitisols sont des sols agricoles profonds, rouges et bien structurés, trouvés sur les cendres volcaniques dans la savane des hautes terres (par exemple, la vallée du Rift au Kenya). Ils sont parmi les sols agricoles les plus productifs d'Afrique, soutenant des rendements élevés de thé, de café et de maïs. Les plinthes contiennent de la plinthe riche en fer qui durcit irréversiblement en pierre de fer (latérite) lorsqu'ils sont exposés à des mouillages et à des séchages répétés. Ces sols sont communs dans la savane du Soudan et sont très faibles en nutriments. Les cambisols sont des sols modérément développés, souvent trouvés sur des plaines alluviales et des contreforts, avec une fertilité modérée et un bon drainage.

Processus de formation du sol dans la Savanna

Les sols de la savane africaine sont le produit de plusieurs processus d'interaction :

  • Météo: Les températures élevées et les précipitations saisonnières entraînent l'altération chimique des minéraux primaires, libérant ainsi des oxydes de fer et d'aluminium.
  • Lixiviation[: Des pluies abondantes durant la saison humide percolent le profil du sol, dissolvant et enlevant les bases solubles et la silice, laissant derrière eux des oxydes résistants.
  • Éluviation et illuviation: Dans les Acrisols, les particules d'argile sont lavées vers le bas (éluciation) et s'accumulent dans un horizon souterrain (illusion), créant une couche d'argile dense qui peut restreindre la croissance des racines.
  • Gleying[: Dans les dépressions saisonnières à l'eau (p. ex., les dambos), la réduction des conditions entraîne une réduction et une mobilisation du fer, ce qui entraîne des sous-sols gris et tachetés.
  • Cyclisme de la matière organique: Comme les températures sont chaudes toute l'année, la matière organique du sol se décompose rapidement. Les sols savanes ont donc une teneur en carbone organique relativement faible (habituellement de 1 à 2 %) par rapport aux prairies tempérées.
  • Activités de termite:Les termites sont des ingénieurs principaux du sol dans la savane. Leurs monticules redistribuent l'argile, la matière organique et les nutriments, créant des zones localisées de fertilité plus élevée qui soutiennent une végétation distincte.

Interplay sol et végétation

La répartition des types de sol dans la savane est étroitement liée aux modèles de végétation.Par exemple, les « îles de la fertilité » créées par les termites dans les paysages de Ferralsol abritent souvent des espèces d'arbres qui ne peuvent pas croître dans la matrice de pauvres en nutriments environnants. Sur les Vertisols, où la teneur en argile est élevée, les herbes dominent et les arbres sont clairsemés en raison de l'engorgement et des fissures.

Conséquences agricoles des sols de Savanna

Beaucoup de petits agriculteurs africains vivent dans des régions de savane, mais ces sols présentent des défis considérables.La faible fertilité naturelle, l'acidité et la fixation des nutriments (surtout du phosphore) sont les principales contraintes.La culture traditionnelle en mutation avec des périodes de jachère a été bien adaptée à Ferralls et Acrisols – les nutriments ont permis de recycler.

Les stratégies modernes de gestion comprennent la gestion intégrée de la fertilité du sol : combinaison des intrants organiques (manutention, compost) avec les engrais minéraux; utilisation de la roche phosphatée (lorsque disponible) pour surmonter la carence en phosphore; application de la chaux pour élever le pH; pratique de l'agriculture de conservation avec un minimum de travail du sol et une couverture permanente du sol.

Le Center for International Forestry Research (CIFOR) a documenté comment les systèmes agroforestiers – intégrant des arbres comme Faidherbia albida dans les terres cultivées – peuvent améliorer significativement la fertilité du sol dans les zones de savane en ajoutant des litières de feuilles, en fixant l'azote et en recyclant les nutriments provenant de couches de sol profondes.

Conservation et menaces pour les sols de Savanna

L'érosion du sol est un risque majeur où la végétation est éliminée par surpâturage, déforestation ou incendies. La perte de la couche de terre ferme non seulement réduit la fertilité mais aussi l'envasement des rivières et des réservoirs. La désertification[ dans le Sahel et d'autres marges de savane sèche est en partie causée par la dégradation du sol : la perte de matière organique du sol réduit la capacité de rétention d'eau, rendant les paysages plus vulnérables à la sécheresse. L'acidification du sol par l'utilisation continue d'engrais à base d'ammonium peut dégrader encore les Acrisols et les Ferrosals.

Les changements climatiques devraient modifier les modèles de précipitations, allonger potentiellement les saisons sèches et intensifier les précipitations, ce qui accélérera l'érosion, réduira l'incorporation de la matière organique et modifiera la distribution des types de sol de la savane. Les stratégies d'adaptation comprennent l'utilisation de cultures de couverture pour protéger la surface du sol, améliorer la récolte de l'eau et choisir des variétés de cultures tolérantes à la faible fertilité et au stress hydrique.

Conclusion

La géographie physique de la savane africaine, ses plateaux anciens, ses rivières saisonnières et sa topographie variable, vont de pair avec la diversité des sols. Ferralls, Acrisols, Vertisols et Regosols racontent chacun l'histoire d'une combinaison spécifique de matériaux, de climats et de temps parentaux. Leur faible fertilité inhérente, tout en étant parfaitement adaptée aux herbes indigènes et aux arbres résistants au feu, pose un défi pour l'agriculture qui exige une gestion prudente et à forte intensité de connaissances.