L’agroforesterie est un système dynamique d'aménagement écologique des ressources naturelles renouvelables pour la conservation de la biodiversité aussi bien dans les régions tropicales que tempérées. En plus d’assurer une connectivité entre les aires protégées et les zones habitées, elle pourrait fournir des services écosystémiques et réduire la pression sur les ressources forestières. La présente étude a été menée au Parc National de Bouba Ndjidda (PNBN) et sa périphérie, dans la zone soudano-sahélienne du Cameroun, en Afrique Centrale. L’étude avait pour objectifs : i) d'analyser la dynamique spatio-temporelle d’occupation du sol du PNBN ainsi que les facteurs déterminants des changements; ii) de déterminer les caractéristiques structurales ainsi que les usages des espèces ligneuses des systèmes agroforestiers (SAF); et iii) d'évaluer les stocks de carbone dans les SAF autour du PNBN. À partir des images satellitaires de 1990, 1999 et 2016, les cartes d’occupation du sol ont été réalisées suivant la méthode de classification supervisée par maximum de vraisemblance. Le travail de terrain, associé aux données socio-économiques, a été réalisé en vue de valider les différentes classes d’occupation du sol. Un inventaire total des espèces ligneuses dans les SAF a ensuite été effectué et les données dendrométriques et ethnobotaniques collectées. Enfin, les mesures de stock de carbone ont été réalisés au niveau de la biomasse aérienne, la biomasse souterraine et le sol. Pour le carbone du sol, les échantillons de sol ont été prélevés dans 37 placettes de 50 x 50 m réparties à travers 17 plantations éparses, 10 jachères, 6 jardins de case et 4 haies vives. Les indices de diversité et les mesures de stocks de carbone ont été analysées à l’aide des modèles linéaires mixtes et des tests de comparaisons multiples de Tukey-kramer, LSD ou Kruskal-Wallis lorsque nécessaire. Il ressort des principaux résultats qu’en 1990, les classes d’occupation de sol les plus importantes dans le PNBN et sa périphérie étaient la savane arborée (42,9 %), la forêt galerie (20,2 %) et la forêt claire (16,3 %). Entre 1990 et 2016, on observe une augmentation de superficie des champs de 2,2 à 6,3 % au détriment des autres types d’occupation des sols. Au moment de l’étude, ces champs autour du PNBN étaient constitués des SAF, essentiellement des plantations éparses (98 %). Les SAF autour du PNBN recèlent une richesse floristique moyenne de 50 espèces appartenant à 23 familles dont la dominante est celle des Fabaceae (62,4 %) représentée majoritairement par Acacia polyacantha. Deux espèces inscrites sur la liste rouge de l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) figuraient parmi les espèces ligneuses répertoriées. Il s’agit de Vitellaria paradoxa et Khaya senegalensis. Les agriculteurs utilisaient les espèces ligneuses des SAF majoritairement comme bois de chauffe (66,5 %) et source d’alimentation (63,5 %). Les stocks de carbone totaux variaient de 26,9 ± 4,9 t C/ha pour les jachères à 31,9 ± 7,7 t C/ha pour les haies vives, mais aucune différence significative n’a été trouvée entre les stocks de carbone en fonction des types de SAF. Le carbone du sol représentait en moyenne 31 à 59 % du carbone total et diminuait significativement avec la profondeur du sol (Kruskal-Wallis, p = 0,009). En termes de paiements pour les services environnementaux, les prix de stocks de carbone des SAF étaient évalués entre 986 et 1170$-US /ha en fonction des systèmes. Les résultats de cette thèse démontrent que la dynamique évolutive en faveur des champs agroforestiers autour des aires protégées soudano-sahéliennes contribue à la fourniture des services écosystémiques. L’étude suggère donc que de tels systèmes soient promus et intensifiés pour accroître leur capacité à fournir lesdits services pour les systèmes socio-écologiques autour des aires protégées connues pour leur forte vulnérabilité à la pression anthropique. / Agroforestry is a dynamic system of ecological management of renewable natural resources for biodiversity conservation in both tropical and temperate regions. In addition to ensuring connectivity between protected areas and inhabited areas, it could provide ecosystem services and reduce pressure on forest resources. This study was conducted in and around the Bouba Ndjidda National Park (BNNP) in the Sudano-Sahelian zone of Cameroon in Central Africa. The objectives of the study were: i) to analyse the spatio-temporal dynamics of land use in the BNNP as well as the determining factors of changes; ii) to determine the structural characteristics and uses of woody species in agroforestry systems (AFS); and iii) to evaluate the carbon stocks in the AFS around the BNNP. Using satellite images from 1990, 1999 and 2016, land cover maps were produced using the maximum likelihood supervised classification method. Field validation of the different land use classes coupled with socioeconomic data was carried out to corroborate the cartographic results. A total survey of woody trees in the AFS was then carried out and dendrometric and ethnobotanical data collected. Finally, carbon stock measurements were carried out at the level of above-ground biomass, underground biomass, and soil. For soil carbon, soil samples were taken from 37 plots of 50 x 50 m distributed across 17 dispersed trees on cropland, 10 fallows, 6 home gardens and 4 lives fences. Diversity indices and carbon stock measurements were analyzed using linear mixed models and Tukey or Kruskal-Wallis multiple comparison tests where necessary. The main results show that in 1990, the most important land use classes in and around the BNNP were woody savannah (42.9%), gallery forest (20.2%) and clear forest (16.3%). Between 1990 and 2016, there was an increase in fields from 2.2 to 6.3% at the expense of other types of land use. At the time of the study, these fields around the BNNP were made up of AFS, essentially dispersed trees on cropland (98%). The AFS contain an average floristic richness of 50 species belonging to 23 families, the dominant one being the Fabaceae (62.4%), mainly represented by Acacia polyacantha. Two species on the International Union for the Conservation of Nature (IUCN) Red List were among the woody species listed. These are Vitellaria paradoxa and Khaya senegalensis. Farmers used AFS woody species mainly as fuel wood (66.5%) and as a source of food (63.5%). Total carbon stocks ranged from 26.9 ± 4.9 t C/ha for fallows land to 31.9 ± 7.7 t C/ha for life fences, but no significant difference was found between carbon stocks according to the types of AFS. Soil carbon averaged 31-59% of total carbon and decreased significantly with soil depth (Kruskal-Wallis test, p = 0.009). In terms of payments for environmental services, AFS carbon stock prices were estimated at between 986 and 1170$ US/ha depending on the system. The results of this thesis show that the evolutionary dynamics in favour of agroforestry fields around Sudano-Sahelian protected areas contributes to the provision of ecosystem services. The study therefore suggests that such systems should be promoted and intensified to increase their capacity to provide these services for the socio-ecological systems around protected areas known to be highly vulnerable to anthropogenic pressure.

Globalement, le statut de la plupart des services écologiques (SE) est jugé préoccupant. Des actions de conservation permettraient de maintenir l’apport de certains SE à des emplacements cruciaux pour le maintien du bien-être humain. Néanmoins, comparée aux approches de conservation traditionnelles, la conservation des SE requiert des considérations particulières afin de capter le lien spatial qui unit les flux de services à leurs bénéficiaires. Or, ces connaissances demeurent fragmentaires. Cette thèse s’insère donc dans ce contexte et tente de répondre à trois questions principales, soit : (1) comment considérer le lien spatial entre les flux de SE et leurs bénéficiaires lors de la sélection des réserves?; (2) comment peut-on aligner la conservation de la biodiversité à celle des SE le plus efficacement possible?; et (3) quelles sont les conséquences de retarder la mise en œuvre des actions de conservation sur l’atteinte des objectifs? Nous avons d’abord montré que lorsque la demande pour les services à échelle locale était directement intégrée dans les procédés de planification systématique de la conservation, cela favorisait la sélection de sites qui étaient jusqu’à trois fois plus efficaces pour combler la demande des bénéficiaires par rapport à des approches qui ne ciblaient que l’apport des services uniquement. Cette nouvelle approche permet donc de concentrer les efforts de conservation aux endroits où les ressources investies contribueront le plus au bien-être humain. Ensuite, en utilisant cette dernière approche conjointement avec des cibles de biodiversité par l’entremise d’approche de sélection basée sur la complémentarité des sites, nous avons montré qu’il était possible d’atteindre toutes les cibles de conservation pour seulement 6 % de superficie supplémentaire à protéger. Lorsque l’atteinte de toutes les cibles de conservation est désirée, miser sur la congruence spatiale entre la biodiversité et les SE était de deux à cinq fois moins efficace que l’utilisation d’une approche basée sur la complémentarité entre les sites. Finalement, dans un contexte d’augmentation des pressions provenant des activités industrielles, nous avons évalué les effets du retard dans la mise en œuvre de la conservation sur le coût de remplacement des réseaux de conservation. Nous avons montré que ce coût peut s’élever jusqu’à 15 % lorsque la conservation est effectuée après le début du développement. / The current global status of most ecosystem services (ES) is precarious. Conservation actions could help secure their provision in locations deemed critical for the maintenance of human well-being. However, compared to traditional conservation planning approaches, ES conservation requires particular considerations to capture the spatial link between human beneficiaries and services flows; this knowledge is still fragmentary. This thesis examines one such context and tries to answer the following three main research questions: (1) How do we identify important sites for ES conservation? (2) How do we best align biodiversity and ES conservation? (3) What are the consequences of the delayed implementation of ES conservation actions? We first showed that considering demand in systematic conservation planning procedures fostered the selection of sites that may be up to three times more efficient in fulfilling beneficiary demand. This approach enables conservation efforts to focus on locations where resource investment will yield the greatest return for human well-being. Then, using this novel approach simultaneously with wetland biodiversity features within a complementary based selection procedure, we showed that it was possible to achieve all biodiversity and ES targets for only six percent of the additional area to be protected. When all conservation targets are sought to be a attained, counting on the spatial congruence between biodiversity and ES may be two to five times less efficient than using a complementarity based approach. Finally, in a context of increasing pressures from industrial development, we assessed the role of timing where the implementation of ES conservation actions is concerned on the replacement cost of the resultant networks. We showed that a slight increase in the percentage of the study area subjected to development can raise the replacement cost of conservation networks of up to fifteen percent.

La coïncidence des services écosystémiques ainsi que la coïncidence entre 'hotspots' de servicesécosystémiques et 'hotspots' de biodiversité ont suscité un intérêt croissant dans les évaluations desservices écosystémiques. Les seuils utilisés dans ces analyses pour déterminer la présence desservices écosystémiques varient de façon importante mais les effets consécutifs à leur choix n'ontpas été envisagés. Nous proposons ici une analyse de l'effet du choix de ces seuils sur lacoïncidence entre services écosystémiques ainsi que sur la distribution des 'hotspots'. A partir d'uneétude de prairies des Alpes Centrales françaises, nous avons fait varié des seuils appliqués à troisservices écosystémiques (agronomique, de régulation et de valeur esthétique) de façon continue,puis considéré des triplets de valeurs-seuils représentant trois points de vue contrastés associés à despoints de vue d'acteurs. Ces seuils sont interprétés comme une importance accordée par chaqueacteur à chaque service écosystémique.La coïncidence entre services écosystémiques dépend de la détermination de seuils de présence.L'étendue des 'hotspots' de services écosystémiques et leur coïncidence avec les 'hotspots' debiodiversité varient largement selon les points de vue. Les coldspots ne sont jamais superposés avecles zones d'intérêt pour la biodiversité dans cette étude, quel que soit le point de vue envisagé.L'analyse de superposition s'est révélée moins informative que le test de diagnostic de la capacitéindividuelle des services écosystémiques à capturer la distribution des autres services. La valeuragronomique capturait peu les autres services écosystémiques. La biodiversité était bien capturéepar les valeurs esthétiques et de régulation, mais faiblement par les 'hotspots' de services.Cette analyse souligne l'importance de considérer les attentes variables des teneurs d'enjeux dans lesévaluations de 'hotspots' de services écosystémiques.

La coïncidence des services écosystémiques ainsi que la coïncidence entre 'hotspots' de servicesécosystémiques et 'hotspots' de biodiversité ont suscité un intérêt croissant dans les évaluations desservices écosystémiques. Les seuils utilisés dans ces analyses pour déterminer la présence desservices écosystémiques varient de façon importante mais les effets consécutifs à leur choix n'ontpas été envisagés. Nous proposons ici une analyse de l'effet du choix de ces seuils sur lacoïncidence entre services écosystémiques ainsi que sur la distribution des 'hotspots'. A partir d'uneétude de prairies des Alpes Centrales françaises, nous avons fait varié des seuils appliqués à troisservices écosystémiques (agronomique, de régulation et de valeur esthétique) de façon continue,puis considéré des triplets de valeurs-seuils représentant trois points de vue contrastés associés à despoints de vue d'acteurs. Ces seuils sont interprétés comme une importance accordée par chaqueacteur à chaque service écosystémique.La coïncidence entre services écosystémiques dépend de la détermination de seuils de présence.L'étendue des 'hotspots' de services écosystémiques et leur coïncidence avec les 'hotspots' debiodiversité varient largement selon les points de vue. Les coldspots ne sont jamais superposés avecles zones d'intérêt pour la biodiversité dans cette étude, quel que soit le point de vue envisagé.L'analyse de superposition s'est révélée moins informative que le test de diagnostic de la capacitéindividuelle des services écosystémiques à capturer la distribution des autres services. La valeuragronomique capturait peu les autres services écosystémiques. La biodiversité était bien capturéepar les valeurs esthétiques et de régulation, mais faiblement par les ‘hotspots’ de services.Cette analyse souligne l'importance de considérer les attentes variables des teneurs d'enjeux dans lesévaluations de 'hotspots' de services écosystémiques. / The consequences of land use change and the impacts of agriculture on biodiversity and thefunctioning of ecosystems have received a growing attention since the end of the 20th century.Among other frameworks, some authors have called for an 'ecological intensification' of agriculture,defined as “all the processes of transformation of productive ecosystems towards higher yieldsproduced with reduced forcing of the agro-ecosytems”, with strong emphasis on the better uses ofecosystems functioning and services as inputs to production (Griffon 2009).This study aimed at disentangling the relations between ecosystem processes and ecosystemservices by quantifying the relative contributions of soil, management and plant communities to thevariations of seven relevant ecosystem properties associated with key grassland ecosystem services:above-ground biomass production at first harvest (ABM), fodder digestibility, plant speciesrichness, soil organic matter content (SOM), soil carbon content, total microbial biomass (TMB),and soil bacteria:fungi ratio (BFR), on a permanent grassland-dominated plateau in the French pre-Alps.Soil, management and plant communities showed complementary and confounded effects to thevariations of the set of ecosystem properties, and underpinned the bundling of ecosystem servicesand the tradeoffs among them. The bundling of ecosystem properties highlighted the trade-offbetween digestibility, the B:F ratio, and biomass production on the one hand, and species richnesson the other hand, associated with a gradient in LDMC confirming the relevance of the leafeconomics spectrum theory to analyses of ecosystem service trade-offs. The date of use showedsignificant effects on the variations of the set of ecosystem properties indicating the influence offine management factors on the provision of ecosystem services.

La cartographie des services écologiques (SE) urbains suscite un intérêt grandissant. Toutefois, les différentes méthodes et sources de données utilisées peuvent produire des résultats divergents. En particulier, il demeure difficile d’estimer l’effet de la résolution spatiale des données de couverture terrestre (CT) sur la cartographie des flux de SE des espaces verts aux personnes qui en bénéficient. Cette étude visait à caractériser cet effet afin d’aider à en prédire l’ampleur pour des flux de SE produits à différentes échelles spatiales. Une carte de CT à haute résolution spatiale (1 m) couvrant le territoire de la ville de Laval (Canada) a été acquise, puis agrégée à des résolutions inférieures de 3, 5, 10 et 15 m. À partir de ces données, trois SE ont été cartographiés : le stockage de carbone (flux à l’échelle globale), la régulation de la température et la pollinisation (flux à l’échelle locale). Les résultats ont été analysés pour différents types d’utilisation du sol. De manière générale, la diminution de la résolution a entraîné une diminution de la proportion d’espaces verts dans la carte de CT, et par conséquent une diminution de la quantité de SE calculée. Pour les flux de SE à l’échelle locale, l’effet dépendait également des changements dans la configuration spatiale de l’apport potentiel par rapport à la demande en SE. L’ampleur de l’effet variait en fonction du type d’utilisation du sol, mais également entre les zones d’analyse du même type, alors qu’il était sensible à la structure du paysage. Ces résultats invitent à considérer l’effet de la résolution spatiale lors de la cartographie des SE urbains, en particulier pour les flux de SE à l’échelle locale. L’utilisation de données à haute résolution spatiale est recommandée pour cartographier adéquatement les SE rendus par les petits espaces verts dispersés au sein du tissu urbain. / Urban ecosystem services (ES) mapping is attracting a growing interest. However, the diversity of methods and data used can produce divergent results. In particular, estimating the effect of land cover (LC) data spatial resolution on mapping spatial flows of ES from greenspaces to beneficiaries remains a challenge. This study aimed to characterize this effect, in order to improve our ability to predict its magnitude for ES flows produced at different spatial scales. A high spatial resolution (1 m) LC map covering the territory of the city of Laval was acquired, and then aggregated to coarser resolutions of 3, 5, 10 and 15 m. Using these LC maps as input data, three ES were mapped: carbon storage (a global-flow ES), cooling and pollination (two local-flow ES). Results were analyzed for different land use types. Greenspaces cover was generally underestimated at a coarser spatial resolution, leading to an underestimation of calculated ES quantity. For local-flow ES, the effect of LC resolution also depended on changes in the spatial configuration of ES potential supply relative to ES demand. The magnitude of the effect varied between the different land use types, but also between different zones of analysis corresponding to the same land use type, as the effect was sensitive to the local landscape structure. These results demonstrate the importance of considering the effect of LC data spatial resolution when mapping urban ES, especially for local-flow ES. Using high spatial resolution LC data is recommended to adequately map the ES provided by the small greenspaces scattered through the urban fabric.

L’objectif de ce mémoire est de comprendre les valeurs des services écologiques obtenues par différentes méthodes d’estimation et de proposer des critères pour faciliter leur intégration dans les processus décisionnels. Dans le premier chapitre, une comptabilisation des services écologiques rendus par les milieux humides est présentée pour la région de la Minganie au Québec. Cette comptabilisation comporte trois parties, soit la comptabilisation des services écologiques, la comptabilisation du capital naturel et l’estimation de la valeur économique associée à la séquestration du carbone. La capacité d’utiliser ces estimations pour déterminer des valeurs de compensation est discutée. Dans le deuxième chapitre, les trois méthodes d’estimation suivantes sont analysés: les coûts de remplacement, les mesures du bénéfice marginal et les coûts des dommages évités avant de conclure sur l’importance de l’interprétation des différentes valeurs monétaires obtenues par ces méthodes, dans un contexte de prise de décisions. / The purpose of this paper is to understand the values of ecosystem services obtained from different estimation methods and to provide guidance to facilitate their use for landscape management decisions. In the first chapter, we present an accounting for the ecosystems rendered by wetlands in Minganie, Québec. The accounting is divided in three categories: ecosystem services, natural capital and carbon sequestration. We proceed to analyse how these values may be used in the field and suggest that further analysis of the underlying estimation methods would help in identifying their areas of applicability. The second chapter takes a closer look at three estimations methods: replacement cost, marginal benefit methods and damage avoided costs. From this analysis it is concluded that a careful interpretation of monetary values is needed to properly guide their use in the decision making process.