Multitemporal analysis of Rain Use Efficiency (RUE) for primary production in the Mediterranean Basin from 1982 to 1996

Analyse diachronique de l'efficacité des pluies pour la production végétale dans le bassin méditerranéen de 1982 à 1996

Bernard Lacaze (1) , Saliha Aït-Bachir (1) , Stefan Sommer (2)

1 EVS - Environnement, Ville, Société
2 CCR - Centre Commun de Recherches

Rain-Use Efficiency (RUE) has been defined by Le Houérou (1984) as the ratio of net primary production (NPP, expressed in kg dry matter.ha-1.year-1) to annual precipitation (expressed in mm). Recently, it has been proposed to derive RUE in the Sahelian region from remotely-sensed estimates of primary production, using the cumulated vegetation index NDVI as indicator. A similar approach has been applied here to the whole Mediterranean basin. Gridded rainfall data have been extracted from a global data base (spatial resolution 0.5° × 0.5°), and satellite data have been extracted from global NOAA-AVHHR archive available at 8km x 8km resolution since 1982. Our estimate of annual NPP is the mean of monthly values of the green vegetation fraction (GVF), obtained on a pixel-by-pixel basis from linear unmixing of two NOAA-AVHRR derived values (NDVI and surface temperature), considering three endmembers : water, green vegetation and bare soil. RUE has been mapped on an annual basis from 1982 to 1996 and the coefficient of variation during this period has been computed. Results suggest that no significant changes in RUE occured during this period, except a small but systematic increase in RUE for subsaharian areas (annual rainfall less than 300 mm. year-1), confirming the results obtained in the Sahelian region. The analysis of RUE values computed from areas with similar mean annual rainfalls has shown that from 150 to 600 mm.year-1, RUE appears to be inversely correlated with mean rainfall, and can be considered as a useful desertification indicator.

Le coefficient d'efficacité pluviale (CEP) a été défini en zone aride comme le rapport entre la production primaire et la pluviosité annuelle. Récemment, la cartographie de l'évolution du CEP en zone sahélienne a été proposée en utilisant un estimateur de production végétale annuelle mesuré par télédétection (indice de végétation NDVI cumulé). Une approche similaire a été appliquée ici à l'ensemble du Bassin méditerranéen à partir, d'une part, de données pluviométriques disponibles à l'échelle du globe et, d'autre part, des données AVHRR de NOAA archivées depuis 1982. La méthode utilisée pour estimer la production primaire annuelle est celle du calcul de la moyenne des valeurs mensuelles d'un indice de recouvrement de la végétation verte, obtenu par démixage de deux néocanaux (NDVI et température de surface), avec trois réponses spectrales de référence : eau, sol nu et végétation verte. Le CEP a ainsi été cartographié annuellement, de 1982 à 1996, de même que la variabilité observée sur cette période de 15 ans. Les résultats indiquent que, dans la majeure partie du Bassin méditerranéen, il n'y a pas eu d'évolution significative du CEP, ce qui rejoint les conclusions des études réalisées au Sahel. L'analyse des valeurs de CEP calculées pour des zones de pluviosité moyennes de 150 mm.an-1 à 600 mm.an-1 confirme que le CEP tend à être inversement lié à la pluviosité moyenne, toutes choses égales par ailleurs, et qu'il peut effectivement être considéré comme un indicateur de désertisation.

Mots clés: desertification.; remote sensing; rainfall; primary production; Mediterranean Basin; rain-use efficiency

Mots clés: télédétection; production primaire; Bassin méditerranéen; pluviométrie; coefficient d'efficacité pluviale; désertisation

Domaines: Ecologie, Environnement; Géographie

Bernard Lacaze, Saliha Aït-Bachir, Stefan Sommer. Analyse diachronique de l'efficacité des pluies pour la production végétale dans le bassin méditerranéen de 1982 à 1996. Teledetection, 2003, 3 (2-3-4), pp.165-174. ⟨halshs-00273844⟩