Dans les montagnes tropicales, l'intensité des pluies et l'usage des terres dégradent les sols, notamment dans les plantations de teck d'Asie du Sud-Est sur fortes pentes. Si l'effet des croûtes de battance est connu, le rôle de la géomorphologie des versants reste inexploré. Ces versants canalisant l'eau vers l'amont, les zones humides de tête de bassin régulent les flux ; toutefois, leur rôle exact face aux charges sédimentaires variables reste mal compris. Par conséquent, dans cette étude, grâce au suivi du ruissellement de surface et de la production et du piégeage sédimentaire autour et dans une zone humide de tête de bassin versant siutée dans le Nord du Laos durant deux moussons en 2023-2024, nous avons évalué : (1) l'influence relative de l'occupation des sols, des états de surface des sols, et des caractéristiques géomorphologiques en tant que facteurs de contrôle du ruissellement superficiel et de l'érosion des sols sur huit versants; et (2) la façon dont les différentes conditions hydro-pluviométriques régissent le transport de l'eau et des sédiments le long d'une zone humide de tête de bassin recevant les apports de l’amont et les contributions latérales des versants.
À l'échelle des versants, nous avons montré que des versants présentant des superficies, des pentes, des usages des terres et des taux d’encroûtement similaires, mais avec une géomorphologie contrastée, affichaient des réponses hydro-sédimentaires opposées : le coefficient de ruissellement était en moyenne 8 fois plus élevé sur le versant convergent par rapport au versant divergent, tandis que la perte en terres était en moyenne 10 fois plus élevée. Selon la régression par les moindres carrés partiels (PLSR), la courbure de niveau (contour curvature) était le meilleur prédicteur du coefficient de ruissellement et de la perte en terres. Le long de la zone humide , nous avons montré que le système fonctionne selon un régime hydrologique à deux phases distinctes, contrôlé par un seuil pluviométrique saisonnier cumulé d'environ 180 à 200 mm : en dessous de ce seuil, les précipitations incidentes étaient absorbées et les sédiments étaient retenus (processus de dépôt), tandis qu’au-delà de ce seuil, des conditions antécédentes d’humidité des sols élevées et une montée des niveaux piézométriques conduisaient à un ruissellement saturé non atténué. En aval, les ondes de crue ont présenté un aplatissement marqué de l'hydrogramme et un temps de propagation prolongé qui ont dissipé l'énergie de l'écoulement, fournissant le temps de séjour crucial nécessaire au dépôt des sédiments en suspension le long du lit du cours d'eau. La zone humide est passée d'un puits net de sédiments à une source nette de sédiments lors d'événements extrêmes de fin de saison (processus de remise en suspension). Selon la PLSR, le volume net d'exfiltration d'eau souterraine était le facteur le plus explicatif de l'efficacité de piégeage des sédiments, provoquant la déstabilisation du lit par le bas tandis que les écoulements de crue à grande vitesse décapaient les dépôts non compactés du chenal par le haut. Nos résultats suggèrent ainsi que la courbure de niveau des versants est un indicateur clé à prendre en compte par les administrations en charge de l’aménagement du territoire et par les agriculteurs afin de minimiser les pertes en terres lors de la mise en place des plantations de tecks dans les régions montagneuses tropicales. De plus, les gestionnaires de l'environnement doivent reconnaître que les zones humides de tête de bassin fonctionnent comme des zones de stockage temporaire dynamiques plutôt que comme des puits de sédiments permanents, soulignant que les stratégies de conservation des bassins versants ne peuvent reposer uniquement sur l’atténuation par les zones humides, mais doivent contrôler le détachement des sols directement à la source sur les versants.
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In tropical mountainous regions, the combination of high rainfall intensities and land-use conversion frequently triggers land degradation. This is particularly evident in montane areas of Southeast Asia, where teak tree plantations are often established on steep slopes. Soil surface crusting, leading to high surface runoff and high soil loss in teak tree plantations managed without understory has already been shown, but the attenuating or enhancing role of hillslope geomorphology has not yet been investigated. Crucially, as these hillslopes generate and funnel concentrated water and sediment downstream into headwater drainage networks, headwater wetlands act as the immediate receiving environment regulating catchment fluxes. However, how these wetland systems attenuate, or amplify variable sediment loads delivered from upstream flow and lateral hillslopes under continuous, multi-event stormflow sequences remains poorly understood. Therefore, in this study, by monitoring surface runoff and sediment delivery and trapping around and within a headwater tropical wetland located in Northern Lao PDR across two monsoon seasons of 2023-2024, we evaluated: (1) the relative influence of land use, soil surface features, and geomorphological features as drivers of surface runoff generation and soil erosion across eight hillslopes and (2) how varying hydro-pluviometric conditions drive water and sediment transport along a headwater wetland receiving inflows from both upstream and lateral hillslope exports. On the hillslope scale, we have shown that hillslopes with similar areas, slope gradient, land use, and crusting rate, but with contrasting geomorphology, exhibited contrasting hydro-sedimentary responses: the runoff coefficient was on average 8 times higher in the convergent hillslope compared to the divergent hillslope, while the soil loss was on average 10 times higher. According to partial least squares regression (PLSR), contour curvature was the best predictor of both runoff coefficient and soil loss. Along the downstream headwater wetland, we have shown that the system operates under a distinct two-phase hydrologic regime controlled by a cumulative seasonal rainfall threshold of approximately 180–200 mm: below this threshold, incoming rainfall was absorbed and sediment was retained (known as deposition process), while above this threshold, high antecedent soil moisture and rising piezometric levels led to unbuffered saturation-excess overland flow. Downstream flood waves exhibited marked hydrograph flatness and prolonged propagation time that dissipated flow energy, providing the crucial residence time necessary for suspended sediment deposition along the stream channel. Crucially, the wetland flipped from a net sediment sink to a net sediment source during late-season extreme events (governed by a resuspension process). According to PLSR, net groundwater volume exfiltration was the strongest predictor of sediment trapping efficiency, driving werland bed destabilization from below while high-velocity stormflows scoured uncompacted channel deposits from above. Our results thus suggest that hillslope contour curvature is a key indicator to be considered by land-use planners and farmers to minimize soil loss when envisioning planting teak trees in tropical mountainous regions. Furthermore, environmental managers must recognize that downstream headwater wetlands act as dynamic transient storage zones rather than permanent sediment sinks, underscoring that catchment conservation strategies cannot rely solely on wetland buffering but must control soil detachment directly at the hillslope source. |