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A framework for evaluating forest ecological vulnerability in tropical deforestation fronts from the assessment of forest degradation in a landscape approach: Case studies from Brazil and Vietnam

Bourgoin Clément. 2019. A framework for evaluating forest ecological vulnerability in tropical deforestation fronts from the assessment of forest degradation in a landscape approach: Case studies from Brazil and Vietnam. Montpellier : AgroParisTech, 233 p. Thèse de doctorat : Géographie : AgroParisTech

Thesis
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Titre français : Un cadre d'évaluation de la vulnérabilité écologique des forêts dans les fronts de déforestation tropicaux à partir de l'évaluation de la dégradation des forêts dans une approche paysagère: Etudes de cas au Brésil et Vietnam

Encadrement : Gond, valéry ; Blanc, Lilian

Abstract : The conservation of tropical forest cover is a key to ensuring sustainable provision of multiple ecosystem services. However, increasing demography, demand for agricultural products and changes in land uses are affecting forest sustainability through degradation processes. A first step to tailor effective forest management is to identify most vulnerable forests and to characterize their drivers. The objective of this thesis is to develop a multidimensional approach to assess forest degradation and the relations with the broader dynamics of land use/cover towards the evaluation of forest ecological vulnerability. The thesis was applied in Paragominas (Brazil) and Di Linh (Vietnam) where large-scale deforestation driven by commercial agriculture shaped the landscape into land use mosaics with increasing degradation pressures. In Paragominas, degradation is linked with selective logging and fire implying changes in forest structure. We estimated the potential of multisource remote sensing to map forest aboveground biomass from large-scale field assessment of carbon stock and investigated the consequences of degradation history on forest structures. We found that canopy textures correlated with forest structure variability and could be used as proxies to characterize degraded forests using very high resolution images. Based on environmental, geographical factors and landscape structure metrics, we demonstrated that 80% of forest degradation was mainly driven by accessibility, geomorphology, fire occurrence and fragmentation. The drivers of degradation acted together and in sequence. The combination of current forest state, landscape dynamics and information on degradation drivers would be at the basis of ecological vulnerability assessment. In Di Linh, degradation is driven by encroachment of coffee-based agriculture. Field inventory of the different forest types and other landscape elements combined with Sentinel-2 images allowed to map with high precision the current land cover. We constructed trajectories of landscape structure dynamics from which we characterized the expansion of the agricultural frontier and highlighted heterogeneous agricultural encroachment on forested areas. We also identified degradation and fragmentation trajectories that affect forest cover at different rates and intensity. Combined, these indicators pinpointed hotspots of forest ecological vulnerability. Through the developed remote sensing approaches and indicators at forest and landscape scales, we provided a holistic diagnosis of forests in human-modified landscapes This thesis aims to pave the way for tailored and prioritized management of degraded forests at the landscape scale.

Résumé (autre langue) : La conservation du couvert forestier tropical est essentielle pour assurer la fourniture durable de services écosystémiques. Cependant, l'accroissement de la démographie, la demande de produits agricoles et les changements dans l'utilisation des terres affectent leur durabilité. L'objectif de cette thèse est de développer une approche multidimensionnelle pour évaluer la dégradation des forêts et les relations avec la dynamique de l'utilisation des terres afin d'estimer leur vulnérabilité. La thèse a été appliquée à Paragominas (Brésil) et Di Linh (Vietnam), où la déforestation due à l'agriculture commerciale a façonné le paysage en mosaïques d'utilisation des terres. A Paragominas, la dégradation est liée à l'exploitation sélective du bois et au feu impliquant des changements dans la structure forestière. Nous avons estimé le potentiel de la télédétection multisource pour cartographier la biomasse forestière aérienne à partir de données de stock de carbone et avons étudié les conséquences de la dégradation sur les structures forestières. Nous avons constaté que les textures de la canopée étaient corrélées à la variabilité de la structure forestière et pouvaient être utilisés comme indicateurs pour caractériser les forêts dégradées grâce aux images à très haute résolution. En nous basant sur des facteurs environnementaux, géographiques et de structure du paysage, nous avons démontré que 80 % de la dégradation était principalement due à l'accessibilité, la géomorphologie, la fréquence des incendies et à la fragmentation et que ces facteurs agissaient en séquence. A Di Linh, la dégradation est due à l'empiètement de la culture de café. L'inventaire sur le terrain des différents types de forêts et d'autres éléments, combiné aux images Sentinel-2, a permis de cartographier avec une grande précision la couverture du sol actuelle. Nous avons construit des trajectoires de dynamique paysagère afin de caractériser l'expansion de la frontière agricole et mis en évidence l'empiétement agricole sur les zones forestières. Nous avons identifié des trajectoires de dégradation et de fragmentation qui affectent le couvert forestier à différentes intensités. Ensemble, ces indicateurs ont mis en évidence des points chauds de vulnérabilité. Grâce aux approches et aux indicateurs de télédétection développés à l'échelle de la forêt et du paysage, nous avons fourni un diagnostic holistique des forêts dans les paysages modifiés par l'homme. Cette thèse vise à ouvrir la voie à une gestion adaptée et prioritaire des forêts dégradées à l'échelle du paysage.

Mots-clés Agrovoc : Écologie forestière, Forêt tropicale humide, vulnérabilité, dégradation des forêts, biomasse aérienne des arbres, Couvert, Cartographie, Télédétection, Modèle mathématique, services écosystémiques

Mots-clés géographiques Agrovoc : Brésil, Viet Nam, Amazonie

Mots-clés complémentaires : Déforestation, Canopée

Classification Agris : K70 - Forest injuries and protection

Auteurs et affiliations

  • Bourgoin Clément, CIRAD-ES-UPR Forêts et sociétés (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/596596/)

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