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Durabilité de la biodiversité et des services que dispensent les forêts tropicales sous le changement climatique et la pression humaine (BIOSERF)

Projet de recherche SD/AR/03A (Action de recherche SD)


Personnes :

  • Dr.  HAMBUCKERS Alain - Université de Liège (ULG)
    Coordinateur du projet
    Partenaire financé belge
    Durée: 1/4/2011-31/3/2015
  • Dr.  DENDONCKER Nicolas - Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix (FUNDP)
    Partenaire financé belge
    Durée: 1/4/2011-31/3/2015
  • Dr.  BEUDELS Roseline - Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique (IRSNB)
    Partenaire financé belge
    Durée: 1/4/2011-31/3/2015
  • Dr.  VAN DAMME Patrick - Universiteit Gent (UGent)
    Partenaire financé belge
    Durée: 1/4/2011-31/3/2015
  • Prof. dr.  FRANCOIS Louis - Université de Liège (ULG)
    Partenaire financé belge
    Durée: 1/4/2011-31/3/2015

Description :

Il est établi aujourd’hui que les forêts tropicales disparaissent ou se dégradent à un rythme soutenu. L’homme de la rue croit bien souvent que la menace principale qui plane sur ces forêts est la déforestation. Cependant, les écosystèmes forestiers en plus de produire des grumes, rendent aussi de nombreux autres services à l’homme (services écosystémiques). L’environnement forestier fournit ainsi de nombreuses ressources: l’agriculture forestière, la chasse ou les récoltes de plantes pour usages variés, mais aussi des lieux de vie, de l’eau pure ou de l’O2. Ces « services » participent largement au bien-être de l’homme. A côté de l’exploitation des troncs des arbres, la consommation de services écosystémiques constitue une autre grave menace pour la survie des forêts en raison des changements dans les pratiques traditionnelles. En effet, les circonstances socio-économiques changent à cause de la démographie, de la demande de produits forestiers par les villes (viande de brousse, ivoire, plantes médicinales, etc.), de la construction de routes facilitant le commerce etc. Ces changements induisent une augmentation des pressions sur la forêt. La couverture de la canopée se fragmente, la qualité des sols s’altèrent, la densité des animaux et la diversité des plantes chutent. Ces circonstances conduisent finalement à la disparition de certains services et à la raréfaction d’autres. A cela s’ajoute les incertitudes liées aux changements climatiques.

La question se pose de déterminer s’il est possible de réaliser des prévisions sur la trajectoire optimale d’un système forestier subissant la pression humaine, pour préserver la biodiversité et le bien-être humain. Pour répondre à une telle question, il faut considérer d’une part la croissance de la forêt et sa régénération, et d’autre part, l’utilisation de la forêt par l’homme. Ces deux aspects feront l’objet de campagnes de collectes de mesures sur le terrain qui seront ensuite utilisées pour alimenter des modèles mathématiques.

Le projet se déroulera dans la zone inférieure du bassin du Congo, dans le Landscape WWF Lac Télé – Lac Tumba qui est la plus grande zone de marécages et de forêts marécageuses d’Afrique, plus spécifiquement dans la partie du Landscape située en RD Congo qui s’étend sur environ 78.972 km2 dans la province de l’Equateur. La haute valeur biologique du Landscape Lac Tumba est largement reconnue. Dans la région, WWF Belgique, WWF Congo, la Coopération Technique Belge, et le programme CARPE (Central African Regional Program for the Environment) financé par l’USAID (United States Agency for International Development), financent et gèrent des programmes de conservation de la biodiversité, d’aide au développement de communautés locales et d’étude de l’environnement. Les autorités de la DR Congo collaborent avec les ONGs et les agences au développement à un projet d’affectation territoriale. Ont ainsi été délimitées des zones de protection, des aires de gestion communautaires des ressources naturelles et des aires d’extraction. Le Landscape contient des habitats contrastés, forêts de terres fermes, forêts marécageuses, savanes, prairies, etc. le long du fleuve Congo et de ses nombreux affluents. Des recensements ont été réalisés au cours des dernières années, mais beaucoup reste à faire, particulièrement en ce qui concerne la végétation. Parmi les grands mammifères, on a relevé la présence de nombreuses espèces de primates (parmi lesquels, le bonobo), mais aussi de l’éléphant de forêt, du buffle d’Afrique, du potamochère et du léopard. Toutefois, la pression humaine est forte et en augmentation, mettant à mal la durabilité de l’écosystème en raison de méthodes inadaptées : cultures sur abattis-brûlis, cultures permanentes, récoltes excessives de produits forestiers, chasse et pêche commerciales (primates, crocodiles, potamochères, éléphants pour l’ivoire).


Description du Projet

 Objectifs
Les objectifs généraux du projet sont d’explorer l’évolution d’un système socio-écologique, en mettant l’accent sur les services écosystémiques et l’étude de leur durabilité, ceci dans une zone de forêt tropicale sempervirente subissant des pressions humaines croissantes. Pour atteindre ces objectifs, nous utiliserons des modèles mathématiques. Le projet intégrera deux modèles spatio-dynamiques, le modèle dynamique de végétation CARAIB et un modèle multi-agents. Les modèles seront adaptés aux particularités de l’écosystème forestier tropical et aux conditions de vie des communautés humaines locales et couplés, de telle sorte que les prédictions de l’un alimentent l’autre et vice-versa. Les modèles seront aussi alimentés d’informations collectées dans la région. On s’intéressera, d’une part à 5 espèces d’arbres indicatrices et à leurs interactions avec la communauté animale, et d’autre part, aux interactions homme-nature et aux comportements humains relatifs à l’usage de l’environnement. L’originalité de la recherche sera la combinaison d’informations sociales, environnementales et économiques pour produire une approche synthétique/holistique relative à la durabilité des services écosystémiques en milieu tropical forestier.

Les objectifs spécifiques du projet sont les suivants :

• Etudier les processus physiques et biologiques qui gouvernent la régénération de l’écosystème forestier, spécifiquement la capacité de dispersion d’espèces d’arbres sélectionnées, qui pour leur dispersion dépendent de la communauté animale (frugivore vertébrés). La capacité de dispersion diminue si la chasse augmente (en réduisant le nombre de disperseurs), si la fragmentation de l’habitat augmente, ou encore si la pression de récolte de diaspores est trop forte.

• Identifier et évaluer quantitativement un certain nombre de services écosystémiques fournis par la forêt aux communautés humaines locales, dans le contexte socio-économique actuel. La sélection des services écosystémiques à étudier se fera sur la base d’un GIS participatif et d’une enquête auprès des acteurs locaux.

• Explorer, en utilisant les modèles couplés et sous différents scénarios climatiques, démographiques et socio-économiques plausibles, l’évolution des services écosystémiques de la forêt dans la zone sélectionnée. Une étude de la durabilité sera conduite pour chacun des scénarios.

 Méthodologie
Le projet est constitué de 6 thèmes de travail principaux et de 2 thèmes transversaux (Fig. 1). Il est structuré autour de 3 objectifs de recherche spécifiques auxquels on a adjoint un objectif spécifique de dissémination des résultats auprès des acteurs locaux.

L’objectif spécifique 1 « Etudier les processus physiques et biologiques qui gouvernent la régénération de l’écosystème forestier » est développé dans les thèmes WP2 (« Vegetation analysis ») et WP3 (« Fauna analysis »). Ces deux thèmes ont pour objectifs d’assembler des données sur les processus physiques et biologiques qui gouvernent le fonctionnement et la régénération de la forêt. Des données de terrain seront collectées sur la densité de 5 espèces d’arbres sources de services écosystémiques, sur leurs productions de graines, sur leur croissance et sur la nature et la densité des communautés d’animaux disperseurs de leurs graines. Une analyse de la littérature permettra de compléter l’information (trajets moyens journaliers des animaux, temps de rétention chez les différentes espèces animales, distribution géographiques des 5 espèces d’arbres). Les données seront alors utilisées pour adapter le modèle dynamique de végétation CARAIB, de telle sorte qu’il puisse être utilisé pour simuler la réponse future des forêts dans le Landscape WWF Lake Tele – Lake Tumba.

L’objectif spécifique 2 « Identifier et évaluer quantitativement un certain nombre de services écosystémiques fournis par la forêt aux communautés humaines locales » sera développé dans les thèmes WP1 (« Socio-economic analysis ») et WP4 (« Valuation of ecosystem services »). Le thème WP1 fournira les données socio-économiques au projet. Il permettra aussi d’identifier et d’obtenir une première évaluation semi-quantitative des services écosystémiques propres à la zone étudiée. Le thème WP4 aboutira à une évaluation quantitative des services écosystémiques dans le Landscape. Pour ce faire, on intégrera le modèle dynamique de végétation et le modèle multi-agents ce qui permettra aussi de réaliser une cartographie de l’aire.

L’objectif spécifique 3 « Explorer, en utilisant les modèles couplés et sous différents scénarios climatiques, démographiques et socio-économiques plausibles, l’évolution des services écosystémiques de la forêt dans la zone sélectionnée » sera développé dans le thème WP5 (« Sustainability assessment »). Des scénarios socio-économiques seront construits pour la zone étudiées et combinés aux scénarios climatiques disponibles. On pourra ainsi produire des cartes de variables physiques et biologiques ainsi que de l’utilisation des sols pour le futur (2020, 2030, 2040 et 2050). Ces cartes constitueront la base de l’évaluation des capacités de développement durable.

L’objectif spécifique 4 « Dissémination des résultats auprès des acteurs locaux » sera réalisé en organisant, vers la fin du projet, un séminaire au cours duquel les principaux résultats seront présentés et discutés avec les acteurs locaux ou leurs représentants et avec les organisations non-gouvernementales locales. Les conclusions du projet (thème WP6, « Synthesis and recommendations ») seront synthétisées dans un rapport largement diffusé. Le thème WP8 est par ailleurs dédié à la dissémination continue des résultats.

Chaque thème est coordonné par une équipe de recherche (ULg-ENV : Département des sciences et de gestion de l’environnement de l’Université de Liège – Unité de biologie du comportement, ULg-UMCCB : Unité de modélisation du climat et des cycles biogéochimiques de l’Université de Liège, FUNDP : Département de géographie des Facultés universitaires Notre-Dame de la Paix de Namur, Ugent : Laboratoire d’agriculture tropicale et subtropicale et d’ethnobotanique de l’Université de Gand, RBINS : Section de biologie de la conservation de l’Institut royal des sciences naturelles de Belgique)

 Interaction entre les différents partenaires

L’équipe coordinatrice de chaque thème est responsable de l’organisation du thème (suivi des tâches, réunions thématiques, coordination du rapport et des publications associées au thème, etc). Elle veille à ce que le calendrier des tâches et les délais de fourniture des délivrables soient respectés.. Les recherches sont conduites en étroite collaboration avec les équipes pour lesquelles il y a interactions directes.

 Liens avec des programmes internationaux [facultatif]

 Résultats et/ou produits attendus

WP1: Une liste annotée des plantes utilitaires avec un ordre de priorité; une liste des services écosystémiques avec leur valeur socio-économique; une typologie des acteurs avec des données démographiques incluant les dynamiques des populations; un état présent et attendu de la forêt et des services écosystémiques

WP2 La production de graines et des données sur la densité et la croissance des cinq espèces d’arbres sélectionnées; un modèle dynamique de végétation adapté à la zone étudiée

WP3 Les distances et les vitesses de dispersion (dispersal kernel) des cinq espèces d’arbres ; une adaptation du DVM pour représenter la faune

WP4 Les unités d’évaluation des services écosystémiques; des cartes de services écosystémiques pour le présent ; le couplage du DVM et du modèle multi-agents

WP5 Des cartes d’utilisation des sols, des paramètres biophysiques, de la pression sur la biodiversité et des services écosystémiques pour le futur (2020, 2030, 2040, 2050)

WP6 Un rapport sur les conclusions du workshop à distribuer auprès des ONG locales, auprès des administrations locales, les services de la coopération au développement belge, etc.

Dissémination
Un site internet sera construit dans lequel un réseau de bases de données rendra compte de l’avancement des opérations et permettra la dissémination des informations parmi les partenaires mais aussi au-delà. Il est en particulier envisagé un accès au grand public. Les résultats importants feront l’objet de communiqués à destination de la presse, tandis que la production de publications dans des périodiques scientifiques internationaux de hauts niveaux assurera une bonne visibilité au projet. Les partenaires présenteront également leurs résultats dans des réunions scientifiques internationales.
Plus spécifiquement, on établira une collaboration avec un expert en documentaires scientifiques. L’objectif est ici de faire réaliser plusieurs reportages qui mettront en évidence les activités et les découvertes liées au projet qui pourront aussi être utilisés pour assurer la dissémination auprès du grand public
Tout au long du projet, les partenaires participeront à des forums tel que « The International Plant Genetic Resources Institute » et à des réseaux régionaux tels que UTFANET (Under-utilised Tropical Fruits in Asia Network), WAFNET (West African Tropical and Subtropical Fruits Network) et d’autres sous-réseaux consacrés aux espèces indigènes, tel ESP (www.es-partnership.com), dans le but de partager et de disséminer l’information.

Partenaires

 Activités

Ulg-ENV : Département des sciences et de gestion de l’environnement de l’Université de Liège – Unité de biologie du comportement. Cette unité s’intéresse à l’écologie du comportement, à l’échelle individuelle mais aussi à l’échelle des populations ou des espèces, dans le cadre de la théorie de l’évolution et de la biodiversité. L’unité est constituée de trois laboratoires: Ethologie des poissons et des amphibiens, Démographie des poissons et hydrologie, Groupe de recherche en primatologie. Les activités du groupe de recherche en primatologie sont d’abord centrées sur les études de choix d’habitats mais s’orientent aussi plus récemment vers les environnements perturbés par l’homme avec les problèmes de conservation et de restauration.

FUNDP : Département de géographie des Facultés universitaires Notre-Dame de la Paix de Namur. Ce laboratoire est principalement impliqué dans le développement de modèles multi-agents d’utilisation de l’espace. Ces modèles sont combinés au développement de scénarios permettant d’explorer la réponse des individus et de la société aux différents processus qui engendrent des changements dans l’environnement futur. L’approche participative est mise en place tandis que les acteurs sont impliqués du début à la fin des projets. On peut ainsi évaluer les effets des changements affectant les paysages sur les services écosystémiques et proposer des voies de développement durable quantifiées.

Ulg-UMCCB : Unité de modélisation du climat et des cycles biogéochimiques de l’Université de Liège. A côté de la participation à des campagnes de mesures internationales de flux de CO2, cette équipe développe des modèles simulant l’altération chimique des roches, le cycle du carbone avec un accent particulier sur la dynamique de la végétation et les paléoclimats. Les modèles sont appliqués aux problèmes du passé (reconstitution des végétations passées, influence de la végétation sur les simulations climatiques) ou aux problèmes contemporains (influence des climats futurs sur la répartition des espèces végétales, sur la production primaire, sur les incendies, etc.)

Ugent : Laboratoire d’agriculture tropicale et subtropicale et d’ethnobotanique de l’Université de Gand. Les centres d’intérêt de ce laboratoire couvrent une large gamme de domaines ayant trait à l’agronomie et des aspects socio-économiques dans les régions tropicales et subtropicales: agrobiodiversité, ethnobotanique, domestication, développement de nouvelles espèces cultivées, systèmes agricoles durables, expertises indigènes, intégration de l’économie de marché part les petits agriculteurs, etc. Les activités sont centrées sur des recherches appliquées qui établissent des ponts entre les recherches à caractère académique et leurs applications à travers différents niveau des organisations.

RBINS : Section de biologie de la conservation de l’Institut royal des sciences naturelles de Belgique. Cette section s’intéresse à la biologie des populations, à l’écologie, à l’éthologie et à la biologie de la conservation. Les études sur ces sujets ont généré des méthodologies adaptées à l’analyse et à l’atténuation des risques d’extinction biologique, selon des schémas de détection et de renversement de la dégradation, la mise en évidence de simplification, de régression ou de fragmentation des communautés de plantes ou d’animaux .

 Coordonnées
Ulg-ENV : Département des sciences et de gestion de l’environnement de l’Université de Liège – Unité de biologie du comportement
Nom: Alain HAMBUCKERS
Fonction: chef de travaux
Adresse: Quai Van Beneden 22, 4020 Liège
Téléphone: 04 366 50 72
Fax: 04 366 51 13
E-mail: alain.hambuckers@ulg.ac.be

FUNDP : Département de géographie des Facultés universitaires Notre-Dame de la Paix de Namur
Nom: Nicolas Dendoncker
Fonction: Chargé de cours
Adresse: 61 rue de Bruxelles, FUNDP, Namur, Belgium
Téléphone: 081/724478
Fax: 081/724471
E-mail: nicolas.dendoncker@fundp.ac.be

Ulg-UMCCB : Unité de modélisation du climat et des cycles biogéochimiques de l’Université de Liège
Nom: Louis FRANCOIS
Fonction: Chargé de cours
Adresse: UMCCB, Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Bât. B5c, 17, Allée du Six Août, 4000 Liège
Téléphone: 04 366 9776
Fax: 04 366 9711
E-mail: Louis.Francois@ulg.ac.be

Ugent : Laboratoire d’agriculture tropicale et subtropicale et d’ethnobotanique de l’Université de Gand
Nom: Patrick VAN DAMME
Fonctie: Voltijds hoofddocent
Adresse: Fac. Bio-ingenieurswetenschappen, Coupure Links 653, 9000 Gent
Téléphone: 09 264 60 87
Fax: 09 264 62 41
E-mail: Patrick.VanDamme@Ugent.be

RBINS : Section de biologie de la conservation de l’Institut royal des sciences naturelles de Belgique
Nom: Roseline C. BEUDELS – JAMAR
Fonction: chef de travaux
Adresse: 29 Rue Vautier, 1000 - BRUXELLES
Téléphone: 02 6274354
Fax:
E-mail: roselihe.beudels@naturalsciences.be

Comité de suivi

Nom: Dr Ir Hans Beeckman
Fonction: Senior scientist
Institution : Royal Museum for Central Africa
Adresse : Leuvensesteenweg 13, 3080 Tervuren
Téléphone: 02 769 5 611
Fax: 2 769 56 42
E-mail: hans.beeckman@africamuseum.be

Nom: Dr Pierre Defourny
Fonction: Professeur
Institution : UCL
Adresse : ENGE - Croix du Sud 2, bte 16 à 1348 Louvain-la-Neuve
Téléphone: 010 47 23 74
Fax:
E-mail: Pierre.Defourny@uclouvain.be

Nom: Dr Alain Huart
Fonction: Expert
Institution : Belgian Development Agency
Adresse : Rue Haute 147 à 1000 Bruxelles
Téléphone: 02 505 37 00
Fax: 02 502 98 62
E-mail: alain_huart@hotmail.com, alain.huart@btcctb.org

Nom: Dr Bila-Isia Inogwabini
Fonction:
Institution : WWF DR Congo
Adresse : 14, avenue Sergent Moke, Concession SAFRICAS, Quartier Socimat, Kinshasa / Ngaliema
Téléphone: + 243 81 650 1766
Fax:
E-mail: binogwabini@wwfcarpo.org

Nom: Dr Thierry Lucas
Fonction:
Institution : United Nations Environmental Program
Adresse : 14 Rue Montoyer, 1000 Brussels
Téléphone:02 213 30 50
Fax: 02 213 30 51
E-mail: t.lucas@unep.be

Nom: Dr Raymond Lumbuenamo
Fonction : Director
Institution : WWF DR Congo
Adresse : 14, avenue Sergent Moke, Concession SAFRICAS, Quartier Socimat, Kinshasa / Ngaliema
Téléphone:
Fax
E-mail: rlumbuenamo@wwfcarpo.org

Nom: Dr Filippo Saracco
Fonction : Chargé régional
Institution : Délégation de l’Union européenne au Congo
Adresse : Boulevard du 30 juin, Immeuble BCDC, B.P. 2699 - Gombe – Kinshasa
Téléphone: + 243 81 33 00 126
Fax : + 243 81 555 46 34
E-mail: filippo.saracco@ec.europa.eu

Nom: Dr Joseph Smitz
Fonction : Professeur
Institution : Université de Liège
Adresse : HEC-Ecole de gestion de l'Ulg, Bât. B53 Aquapôle, chemin des Chevreuils 3, 4000 Liège
Téléphone: 04 366 23 54
Fax : 04 366 23 55
E-mail: j.smitz@ulg.ac.be

Nom: Dr François Wakenhut
Fonction : Head of unit
Institution : Commission Européenne – DG Environnement
Adresse : 200 rue de la Loi 1049 Brussels
Téléphone: 02 299 11 11
Fax : 02 29 69 557
E-mail: francois.wakenhut@ec.europa .eu

Nom: Dr Karin Zaunberger
Fonction : Expert
Institution : Commission Européenne – DG Environnement
Adresse : 200 rue de la Loi 1049 Brussels
Téléphone: 02 296 21 72
Fax : 02 295 05 68
E-mail: karin.zaunberger@ec.europa .eu


Documentation :

Sustainability of tropical forest biodiversity and services under climate and human pressure (BIOSERF) : final report  Hambuckers, A. - Huynen, M-C. - Jamar-Beudels, R.  Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2637)
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Sustainability of tropical forest biodiversity and services under climate and human pressure (BIOSERF) : annex1  Hambuckers, A. - Huynen, M-C. - Jamar-Beudels, R.  Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2638)
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Sustainability of tropical forest biodiversity and services under climate and human pressure (BIOSERF) : annex2  Hambuckers, A. - Huynen, M-C. - Jamar-Beudels, R.  Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2639)
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