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Une fraction importante des forêts tropicales dans le monde est exploitée de manière sélective, générant des questions essentielles sur la manière dont il est possible de réconcilier l’extraction du bois et la conservation de la biodiversité. Les pistes forestieres sont le facteur le plus coûteux, le plus visible et probablement celui qui a les impacts environnementaux les plus graves, de l’exploitation sélective. Plusieurs études ont souligné les effets des pistes forestieres sur les écosystèmes forestiers tropicaux, mais généralement sans traiter l’aspect de leur persistance dans les paysages boisés. Cet aspect est particulièrement important en Afrique Centrale, où l’exploitation sélective est le mode d’utilisation des terres le plus étendu spatialement et générateur d’importants re[...]

Une fraction importante des forêts tropicales dans le monde est exploitée de manière sélective, générant des questions essentielles sur la manière dont il est possible de réconcilier l’extraction du bois et la conservation de la biodiversité. Les pistes forestieres sont le facteur le plus coûteux, le plus visible et probablement celui qui a les impacts environnementaux les plus graves, de l’exploitation sélective. Plusieurs études ont souligné les effets des pistes forestieres sur les écosystèmes forestiers tropicaux, mais généralement sans traiter l’aspect de leur persistance dans les paysages boisés. Cet aspect est particulièrement important en Afrique Centrale, où l’exploitation sélective est le mode d’utilisation des terres le plus étendu spatialement et générateur d’importants revenus financiers. Dans cette thèse, j’analyse les dynamiques spatiales et temporelles des réseaux de pistes d’exploitation dans une partie de l’Afrique centrale, et je prends les résultats en compte pour formuler des propositions dans le cadre des aménagements forestiers. Je traite ce sujet en cinq chapitres, en adoptant dans chacun d’eux des angles et des échelles différents.
Dans le chapitre introductif, je présente la littérature scientifique qui a traité des pistes d’exploitation dans les forêts tropicales. D’une manière générale, j’ai identifié deux axes de recherche dans la littérature, l’un traitant uniquement de l’impact négatif des routes sur les forêts et l’autre focalisé sur des recommandations plutôt techniques pour une meilleure planification, une meilleure construction et un maintien plus efficace des routes dans le but d’en réduire les impacts. J’ai également identifié un troisième axe, plutôt orienté sur la caractérisation de la distribution spatiale des réseaux routiers sur une échelle plus large et utilisé ça comme indicateur de la dégradation des forêts tropicales.
Dans le deuxième chapitre je présente la méthodologie, basée sur l’utilisation d’images satellitaires LANDSAT, qui m’a permis d’identifier les pistes d’exploitation, primaires et secondaires, en Afrique centrale. En utilisant une série chronologique d’images, j’ai réalisé une analyse de survie pour évaluer la dynamique temporelle des pistes secondaires pendant les 30 dernières années et j’ai montré que la persistance des pistes dépendait en partie de différents facteurs environnementaux, en particulier des substrats géologiques.
Dans le troisième chapitre, j’analyse la persistance des pistes d’exploitation sur le terrain. Pour cela, j’ai réalisé des inventaires de végétation sur des pistes plus ou moins anciennement abandonnées (entre 1985 et 2015, donc depuis 30 ans, jusqu’à cette année). Les résultats montrent que la bande de roulement et le bord des pistes constituent des habitats particulièrement favorables pour la régénération des espèces commerciales, tout en étant soumis à des modifications rapides des conditions environnementales. Sur les pistes les plus anciennes, en 30 ans, un tiers de la biomasse perdue lors de la construction a été reconstituée du fait de leur ré-végétalisation. Dans le quatrième chapitre j’analyse l’extension du réseau des pistes, à l’échelle du paysage. J’ai utilisé pour cela une méthode originale, basée sur l’utilisation – pour la première fois en foresterie - de la formule dite « de l’espace vide » (empty space function). Cette formule résulte d’une extension aux deux dimensions d’une formule permettant d’analyser des processus ponctuels et présente l’avantage d’être mathématiquement bien définie. Appliquée au cas des pistes, elle permet de calculer la fragmentation des paysages. J’ai ainsi montré que la fragmentation des forêts dans les paysages définis comme « intacts » en 2000 (Intact Forest Landscapes ou IFL), a augmenté en général, et en particulier dans les concessions certifiées dans le cadre du FSC (Forest Stewardship Council). ... (Suite et fin du résumé dans la thèse)

Selective logging prevails in tropical forests around the world, posing urgent questions about how to reconcile timber extraction with biodiversity conservation. Roads are those elements of selective logging that are most costly, most visible and they probably have the most far-reaching environmental impacts. While many studies have outlined road related threats to forest ecosystems, little is known about the persistence of logging roads in the forest landscape. This is especially important in Central Africa, where selective logging is the most important type of land use, both in terms of spatial extent and financial yield. In this thesis I analyze the temporal and spatial dynamics of logging road networks in a part of the Congo Basin and apply these findings to make suggestions for forest management. In five chapters I am approaching the subject from different angles and on different scales:
In the introductory chapter, I compare the content and the orientation of scientific literature on logging roads in tropical forests. In general I identified two strains in the literature, one focusing specifically on road related impacts on forest ecosystems and the other giving technical advice in road planning, building and maintenance in order to improve efficiency and reduce impacts. A third, partially distinct direction of research is oriented on the characterization of the spatial distribution and coverage of forest road networks on larger scale to monitor forest exploitation and related degradation.
The second chapter presents a methodology to identify roads in Central African forests based on remote sensing with LANDSAT images. In a time series approach, I used survival analysis to evaluate the temporal dynamics of secondary logging roads over the last 30 years and showed how road persistence differs depending on environmental variables such as geological substrates.
The third chapter approaches the persistence of logging roads from a field based perspective. I carried out vegetation inventories on a chronosequence of roads abandoned between 1985 and 2015. The results showed that road tracks and edges are suitable habitats for commercial species regeneration with rapid changes in the environmental conditions occurring over time. During 30 years after abandonment about one third of the biomass lost for road building has re-captured in subsequent vegetation development.
The fourth chapter analyses the extent of logging road networks in the overall forest landscape. I used the mathematically well-defined Empty Space Function as a novel way to calculate roadless space. I demonstrated how roadless space in intact forest landscapes (declared in 2000) has diminished in general but in particular in FSC-certified logging concessions. I recommend that forest management should make the preservation of large
connected forest areas a top priority by effectively monitoring - and limiting - the occupation of space by roads that are accessible at the same time.
The concluding chapter develops management suggestions to apply the findings. I showed that re-opening logging roads in subsequent harvests is rather the exception than the rule. Evaluating benefits, opportunities, costs and risks, I conclude that re-opening roads should be given a higher priority in forest management. Re-using logging roads can spare forests within the same area by avoiding new forest clearing in the vicinity and at a larger scale by sparing unlogged forests from new logging disturbance by intensifying operations on previously logged forests. As a vision for road management, I suggest to actively manage logging roads as transient elements in the landscape until they are reopened. Permanent access roads should only be built in the periphery of continuous forest blocks. ...(Last and final summary in the thesis)