Contribution of Hierarchical Multi-Criteria Analysis (AHP) to the Evaluation and Spatialization of Soil Erodibility in Humid Mountainous Areas: Case of Bafou-North, Cameroon Western Highlands

Year 2023, Volume: 5 Issue: 2, 271 - 281, 30.08.2023

Joseph Zetekouang Guepı Vounang Emile Temgoua Bienvenu Achille Ibrahım Primus Azinwi Tamfuh Bertrand Kenzong Evariste Désiré Moundjeu Lavoisier Sonwa Ghislain Nkolo Franck Nguema Nguema Ludovic Armand Wouatong Dieudonné Lucien Bıtom

Abstract

The agricultural basin of Bafou-North is part of the mountainous domain in Cameroon western highlands, with a humid tropical climate, subjected to intensive exploitation of the soil since the 1980s. This exploitation is followed by a reduction of the vegetation cover and the increased risk of erosion of these soils. In order to assess the extent of this risk, this study proposes to characterize and map the susceptibility of Bafou-North soils to erosion by the multi-criteria weight method under GIS of all the erodibility factors considered in this study. Among other parameters considered, it emerges that the topography through its slope component primarily influences (66.7%) the risk of soil erosion in Bafou-North, followed by pasture (55.87%) and tillage (27.93%). The spatialization of the erodibility factor (K) of Bafou-North soils, which translates the susceptibility to erosion, reveals that nearly 79.89% (6963.37 ha) of the surface area is subject to a risk ranging from moderately high to very high [0.25˂ K≥0.71 t.h/(ha.N)] against 20.11% (1752,88 ha) for fairly resistant soils [0.17˂K≥0.25 t.h/(ha.N)]. This observation therefore challenges all farmers and authorities to further integrate soil conservation methods into their policies for the sustainable management of agricultural land.

Keywords

Erodibility, Hierarchical multi-criteria analysis, GIS, Bafou-North, West-Cameroon

References

• Amani, I., Temgoua, E., Azinwi, P., Kondo, C., (2022. Utilisation de la légumineuse de couverture Desmodium intortum pour le contrôle de l'érosion hydrique dans les Hautes Terres de l'Ouest Cameroun. Étude et Gestion des Sols 29, 351-363.
• Auerswald, K.P., Fiener, W.M, Elhaus, D., 2014. Use and misuse of the K factor equation in soil erosion modeling: An alternative equation for determining USLE nomograph soil erodibility values. Catena 118, 220-225. https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.01.008.
• Azizi, A., Malekmohammadi, B., Jafari, H.R., Nasiri, H., Parsa, V.A., 2014. Land Suitability Assessment for Wind Power Plant Site Selection Using ANP-DEMATEL in a GIS Environment: Case Study of Ardabil Province, Iran. Environmental Monitoring and Assessment 186, 6695-6709. https://doi.org/10.1007/s10661-014-3883-6.
• Boughalem, K.M., 2013. Impact des systèmes de gestion sur la vulnérabilité des sols à l’érosion; cas du bassin versant de l’Isser- Tlemcen (Algérie). Thèse de Doctorat, Université Abou Bekr Belkaid Tlemcen, 212p.
• Boukong, A., 2000. Influence des pratiques culturales sur la perte en terre, le ruissellement et le rendement de maïs sur un oxisol des Hauts Hlateaux de l’Ouest Cameroun. Bulletin Réseau Erosion N°20, IRD, GTZ, BP 5035, Montpellier, 34032, France, 388-398.
• Cambardella, C.A., Moorman, T.B., Novak, J.M., Parkin, T.B., Karlem, D.L., Turco, R.F., Konopka, A.E., 1994. Field scale variability of soil properties in central Iowa soil. Soil Science Society of America Journal 58 (5), 1501-1511. https://doi.org/10.2136/sssaj1994.03615995005800050033x.
• Djoukeng, H.G., Brostaux, Y., Tankou, C.M., Degré, A., 2016. Improving Farmers’ Profitability, Soil and Water Conservation through an Adapted Tillage Technique: Experiences from the Cultivation of Potatoes in Bamiléké’s hills, Cameroon. International Journal of Agriculture Innovations and Research 4 (4), 708-716.
• Ebog, S.H., 2010. Influence de la pente et de la couverture végétale sur l’érosion des pistes forestières abandonnées : cas de l’AAC 2-1, UFA 00-004, TRC. Mémoire ingénieur eaux, forêts et chasses, Université de Dschang, 68p.
• FAO, 2015. Les sols contribuent à lutter contre le changement climatique et à s’adapter à ses effets. Année Internationale des sols. Food and Agriculture Organization of the United Nations 4p.
• Fletcher, W.J., 2017. Anthropogenic trigger for late Holocene soil erosion in the Jebel Toubkal, High Atlas, Morocco. Catena 149, 713-726.
• Fonteh, F.M., Boukong, A., Tankou M.C., 1998. Soil and water management of dry season green peas (Pisium sativum) production in the western highland of Cameroon. Final research project submitted to the PDEA (Douala) and the European Union (Yaoundé) Cameroun 53p.
• Fotsing, J-M., 1993. Érosion des terres cultivées et propositions de gestion conservatoire des sols en pays bamiléké (Ouest-Cameroun). Cahiers Orstom, série Pédologie (28) 2, 351-366.
• Jinghu, P., Yan, W., 2014. Estimation of soil erosion using RUSLE in Caijiamiao watershed, China. Natural Hazards 71, 2187-2205. https://doi.org/10.1007/s11069-013-1006-2.
• King, D., Le Bissonnais, Y., 1992. Rôle des sols et des pratiques culturales dans l'infiltration et l'écoulement des eaux. Exemple du ruissellement et de l'érosion sur les plateaux limoneux du nord de l'Europe. Comptes Rendus de l'Académie d'Agriculture de France 78 (6), 91-105.
• Leumbe, O.L., Bitom, D., Assako, R.A., 2012. Évaluation des pertes en terres en région de montagne tropicale humide (cas du massif volcanique des Bambouto - Ouest Cameroun). In: Roose, É., Duchaufour, H., & De Noni, G. (Eds.), Lutte antiérosive: Réhabilitation des sols tropicaux et protection contre les pluies exceptionnelles. IRD Éditions. https://doi.org/10.4000/books.irdeditions.13859.
• Lu, D., Li, G., Valladares, G.S., Batistella, M., 2004. Mapping soil erosion risk in Rondonia, Brazilian Amazonia: using RUSLE, remote sensing and GIS. Land Degradation and Development 15, 499-512.
• Ngimdoh, M.M., Tchekote, H., Achamoh, V.N., 2020. Exploratory Study on Agricultural Practices on the Bamboutos Mountains. International Journal of Innovative Science and Research Technology 5 (10), 1-17.
• Ontario Centre for Soil Resource Evaluation, 1993. Field Manual for Describing Soils in Ontario. In: Romba, Y.J.S. (2016). Caractérisation de l’érodibilité des sols à L’échelle du bassin versant du barrage de Mogtedo au Burkina-Faso. Mémoire de master, Institut Internationale d’Ingénierie, Burkina-Faso. 54p.
• Paul-Hus, C., 2011. Méthodes d’étude de l’érosion et gestion des sites dégradés en Nouvelle-Calédonie. Essai présenté en vue de l’obtention du grade de maître en environnement (M. Env.), Université de Sherbrooke, 127p.
• Payet, E., Dumas, P., Pennober, G., 2012. Modélisation de l’érosion hydrique des sols sur un bassin versant du sud-ouest de Madagascar, le Fiherenana. VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement 11 (3), 26 p. https://doi.org/10.4000/vertigo.12591.
• Roose, E., 1981. Dynamique actuelle d’un sol ferralitique très désaturé sur sédiments argilo-sableux sous culture et sous forêt dense humide subéquatoriale du Sud de la Cote d’Ivoire. Adiopodoumé: 1964 à 1976. Cahier ORSTOM, Série Pédologique 17 (4), 259-281.
• Roose, E., De Noni, G., 2004. Recherches sur l'érosion hydrique en Afrique: revue et perspectives. Sciences et Changements Planétaires/Sécheresse 15, 121-129.
• Roose, E., Boli, Z., Rishirumuhirwa, T., 2015. Les sols tropicaux et leur degradation en fonction des types d’érosion. In: Restauration de la productivité des sols tropicaux et méditerranéens: Contribution à l’agroécologie Version préliminaire 15-23.
• Saaty, T.L., 1977. A scaling method for priorities in hierarchical structures. Journal of Mathematical Psychology 15, 234-281.
• Saaty, T.L., 1980. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York, USA.
• SOLAG, 2019. Lutte contre le ruissellement et l’érosion. Bulletin Sol et Agronomie des Chambres d’agriculture des pays de la Loire, vol. 4, 2019, 2p.
• Tardy, Y., 1993. Pétrologie des latérites et des sols tropicaux. Ed. Masson, Paris, 459p.
• Tchékoté, H., Melachio, N.M. Siyapdje, E.C., 2018. Appropriation foncière, pratiques agricoles et enjeux environnementaux à Bafou-Nord dans les monts Bamboutos (Ouest Cameroun). Revue belge de géographie (Belgeo). http://journals.openedition.org/belgeo/21085.
• Temgoua, E, Ntangmo, T.H., Pfeifer, H.R., Njine, T., 2015. Teneurs en éléments majeurs et oligoéléments dans un sol et quelques cultures maraîchères de la ville de Dschang, Cameroun. African Crop Science Journal 23 (1), 35-44.
• Tematio, P., Fritsch, E., Hodson, M.E., Lucas, Y., Bitom, D., Bilong, P., 2009. Mineral and geochemical characterization of a leptic aluandic soil and a thapto aluandic-ferralsol developed on trachytes in Mount Bambouto (Cameroon volcanic line). Geoderma 152, 314-323. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.05.029.
• Tuebue, F.J.C., Tematio, P., Nguetnkam, J.P., 2020. Granulometric Evolution of Soils in Response to Their Fertilization with Crushed Rocks: Case Study of the Western Highlands Andosols Treated with Trachyte Powder. AJSSPN, 6 (1), 15-30.
• Wischmeier, W.H., Smith, D.D., 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses- A Guide to Conservation Planning. USDA Handbook No. 537, U.S. Department of Agriculture in Cooperation with Purdue Agricultural Experiment Station.
• Youmen, D., 1994. Volcanic, petrologic, and temporal evolution of the Bambouto Mounts caldeira (Cameroon). In: Tuebue, F. J. C., Tematio, P., & Nguetnkam, J. P. (2020). Granulometric Evolution of Soils in Response to Their Fertilization with Crushed Rocks: Case Study of the Western Highlands Andosols Treated with Trachyte Powder. AJSSPN, 6 (1), 15-30. https://doi.org/10.9734/AJSSPN/2020/v6i130078.
• Zékri, N., Tounkob, A., 2021. Vulnérabilité des sols à l’érosion hydrique dans le bassin versant de Tafna. Revue Marocaine des Sciences Agronomiques et Vétérinaires 9 (4), 608-615.