Biodiversity and ecosystem services in tropical forests: the role of forest allocations in the Dja area, Cameroon | Biodiversité et services écosystémiques en forêts tropicales : le rôle des affectations des terres forestières dans la région du Dja, Cameroun

English. Due to human-driven environmental changes, planet Earth has entered the new Anthropocene era, with major impact on biological diversity recognized as the sixth mass extinction period. The concepts of biodiversity and ecosystem services (ES) have risen to objectify and measure the human impacts on ecosystems and the many-fold contributions of ecosystems to human well-being. Among global terrestrial ecosystems, tropical forests are particularly important for the conservation of biodiversity and for the provision of ES. Agricultural conversion, logging, hunting, commercial poaching and over-harvesting lead to deforestation, degradation and defaunation of tropical forests, with highly variable consequences depending on many local factors. In Central Africa in particular, biodiversity and ES have been far less studied than in other tropical regions, despite the vital roles of these tropical forests in the livelihood of tens of millions of people in a context of high poverty. A better understanding of the determinants of biodiversity and ES in Central Africa is crucial for improving human well-being and the resilience of forest ecosystems. Despite the still relatively preserved tree cover across the region, biodiversity and ES may differ depending on forest land management and allocations. Therefore, the objective of this thesis is to assess the conservation value of tropical forests in southeastern Cameroon, as well as the supply of ES and use by local populations, in three contrasted forest allocations: a protected area, a Forest Stewardship Council (FSC)-certified logging concession, and three community forests. First, we assessed the conservation value of the three forest allocations, examining species richness and composition of two taxonomic groups: mammals inventoried with 44 camera traps, and dung beetles inventoried with 72 pitfall traps (Chapter 2). We also aimed to identify the determinants of forest conservation value, disentangling the effects of forest allocations, proximity to human settlements (villages and roads), and local forest habitat. Mammal and dung beetle species showed lower species richness in the community forests than in the protected area, and intermediate values in the logging concession. Proximity to human settlements and disturbance was negatively correlated to species richness of both groups, negatively correlated with species body size, and associated to the loss of the most threatened mammal species. The high species variability among forest allocations (i.e., spatial turnover) suggests that any conservation initiative should integrate many sites to protect a multitude of species, and not only large isolated areas. The high conservation value of the protected area has been confirmed, and the logging concession can play a complementary role in conservation strategies through landscape connectivity. In contrast, community forests are particularly defaunated due to their proximity to roads and villages, but they still provide wild proteins to local populations. Second, we assessed the perceptions of the supply of ES by tropical forests to local populations, and the determinants of these perceptions (Chapter 3). We evaluated the significance and abundance of ES by conducting a questionnaire survey with 225 forest stakeholders. The most significant ES perceptions were provisioning services (93% of respondents) and cultural services (68%), while regulating services were much less reported (16%). The perceptions of ES abundance were relatively homogeneous among forest allocations and respondents. Bushmeat provision has been identified as the only significant ES for local populations that is not supplied in high abundance. Third, we depicted the use of ES by local populations in three villages, and we evaluated its determinants and sustainability (Chapter 4). We used diverse interviews and field surveys to assess three provisioning services (bushmeat, firewood, and timber) and five cultural services (cultural heritage, inspiration, spiritual experience, recreation, and education). On average, local populations consumed 56 kg of bushmeat person–1 year–1 (hunting zones covering on average 213 km² per village), 1.17 m³ of firewood person–1 year–1 (collection zones on average 4 km² per village), and 0.03 m³ of timber person–1 year–1. On average, 59% of respondents recognized the importance of cultural services. The main determinants of ES use were forest allocations, population size, and deforestation rate, and we also showed slight differences between Baka and Bantu people in the use of cultural services. Firewood and timber have been shown to be used sustainably by local populations in this area, whereas bushmeat hunting and consumption have exceeded sustainability thresholds. Finally, the main findings of the thesis are summarized and their practical implications are discussed, in particular for the role of forest allocations (Chapter 5). The potential reconciliation between conservation and the sustainable use of tropical forests is discussed. Methodological feedbacks are given for the use of mammals and dung beetles as biodiversity indicators. Research perspectives are presented for a better understanding of the interactions between biodiversity and ES. Finally, different perspectives for integrating the concept of ES in tropical forest management are given: for instance, identifying and resolving conflicts among stakeholders, raising awareness, making decisions, or evaluating the effectiveness of conservation measures. In particular, ES are increasingly used in concrete management applications, such as FSC-certification, payments for environmental services, UNESCO Man and Biosphere Reserves, and various development projects.

French. En raison des changements environnementaux provoqués par l'homme, la planète Terre est entrée dans la nouvelle ère de l'Anthropocène, avec un impact majeur sur la diversité biologique, reconnu comme la sixième période d'extinction massive. Les concepts de biodiversité et de services écosystémiques (SE) ont émergé pour objectiver et mesurer les impacts de l'homme sur les écosystèmes, ainsi que les multiples contributions des écosystèmes au bien-être humain. Parmi les écosystèmes terrestres mondiaux, les forêts tropicales sont particulièrement importantes pour la conservation de la biodiversité et pour l’approvisionnement en SE. La conversion agricole, l'exploitation forestière, la chasse, le braconnage commercial et la surexploitation des ressources entraînent la déforestation, la dégradation et la défaunation des forêts tropicales, avec des conséquences très variables en fonction de nombreux facteurs locaux. En Afrique centrale en particulier, la biodiversité et les SE ont été beaucoup moins étudiées que dans les autres régions tropicales, malgré le rôle vital de ces forêts tropicales dans les moyens de subsistance de dizaines de millions de personnes dans un contexte de grande pauvreté. Il est crucial de mieux comprendre les facteurs influençant la biodiversité et les SE en Afrique centrale pour améliorer le bien-être humain et la résilience des écosystèmes forestiers. Malgré le couvert forestier encore relativement préservé dans la région, la biodiversité et les SE peuvent différer selon la gestion et les affectations des terres forestières. Par conséquent, l'objectif de cette thèse est d'évaluer la valeur de conservation des forêts tropicales dans le sud-est du Cameroun, ainsi que la fourniture de SE et leur utilisation par les populations locales, dans trois affectations forestières contrastées : une aire protégée, une concession forestière certifiée par le Forest Stewardship Council (FSC), et trois forêts communautaires. Tout d'abord, nous avons évalué la valeur de conservation des trois affectations forestières, en examinant la richesse et la composition spécifique de deux groupes taxonomiques : les mammifères inventoriés avec 44 pièges photographiques, et les coléoptères coprophages (bousiers) inventoriés avec 72 pièges à fosse (Chapitre 2). Nous avons également cherché à identifier les facteurs déterminants de la valeur de conservation des forêts, en démêlant les effets des affectations forestières, de la proximité aux villages et aux routes, et de l'habitat forestier local. Les espèces de mammifères et de bousiers ont montré une richesse spécifique plus faible dans les forêts communautaires que dans l’aire protégée, et des valeurs intermédiaires dans la concession forestière certifiée FSC. La proximité aux villages et aux routes, ainsi que les perturbations humaines étaient négativement corrélées à la richesse en espèces des deux groupes, corrélées négativement à la masse corporelle des espèces et associées à la perte des espèces de mammifères les plus menacées. La grande variabilité en espèces entre les affectations forestières (i.e., turnover) suggère que toute initiative de conservation devrait intégrer de nombreux sites pour protéger une multitude d’espèces, et pas seulement de grandes zones isolées. La grande valeur conservatoire de l’aire protégée a été confirmée et grâce à la connectivité paysagère, la concession forestière peut contribuer de manière complémentaire aux stratégies de conservation. Par contre, les forêts communautaires montrent une défaunation importante due à leur proximité aux routes et villages, mais elles continuent pourtant à fournir des protéines animales aux populations locales. Deuxièmement, nous avons évalué les perceptions de l'offre en SE par les forêts tropicales aux populations locales, et les facteurs déterminants de ces perceptions (Chapitre 3). Nous avons évalué l'importance et l'abondance des SE en menant une enquête par questionnaire auprès de 225 acteurs du secteur forestier. Les perceptions des plus importants SE comprenaient les services d'approvisionnement (93% des répondants) et les services culturels (68%), tandis que les services de régulation étaient beaucoup moins signalés (16%). Les perceptions de l'abondance des SE étaient relativement homogènes parmi les affectations forestières et les répondants. L'approvisionnement en viande de brousse pour les populations locales a été identifié comme le seul SE important qui n'est pas fourni abondamment. Troisièmement, nous avons décrit l'utilisation des SE par les populations locales dans trois villages, et nous avons évalué ses facteurs déterminants et sa durabilité (Chapitre 4). Nous avons mené divers entretiens et enquêtes de terrain pour évaluer trois services d'approvisionnement (viande de brousse, bois de feu et bois d'oeuvre) et cinq services culturels (patrimoine culturel, inspiration, expérience spirituelle, détente, et éducation). En moyenne, les populations locales ont consommé 56 kg de viande de brousse/personne/an (zones de chasse couvrant en moyenne 213 km² par village), 1,17 m³ de bois de chauffage/personne/an (zones de collecte en moyenne de 4 km² par village), et 0,03 m³ de bois/personne/an. En moyenne, 59% des personnes interrogées ont mentionné l'importance des services culturels. Les principaux facteurs déterminants de l'utilisation des SE étaient les affectations forestières, la taille de la population et le taux de déforestation, et nous avons également montré de légères différences entre les Baka et les Bantous dans l'utilisation des services culturels. Il a été démontré que le bois de feu et le bois d'oeuvre sont utilisés de manière durable par les populations locales dans cette région, tandis que la chasse et la consommation de viande de brousse ont dépassé les seuils de durabilité. La conclusion générale (Chapitre 5) résume les principaux résultats de la thèse et discute leurs implications pratiques, en particulier concernant le rôle des affectations des terres. La réconciliation potentielle entre la conservation et l'utilisation durable des forêts tropicales est discutée. Des retours méthodologiques sont donnés sur l'utilisation des mammifères et des bousiers comme indicateurs de biodiversité. Des perspectives de recherche sont présentées pour une meilleure compréhension des interactions entre la biodiversité et les SE. Enfin, différentes perspectives d'intégration du concept de SE sont données pour la gestion des forêts tropicales : par exemple, l'identification et la résolution des conflits entre les parties prenantes, la sensibilisation, la prise de décisions ou l'évaluation de l'efficacité des mesures de conservation. En particulier, les SE sont de plus en plus utilisées dans des applications concrètes de gestion, telles que la certification FSC, les paiements pour services environnementaux, les réserves de l'UNESCO pour l'homme et la biosphère, et divers projets de développement.

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