Modeling multi-functional forest management through a social-ecological system framework-based analysis

Autor: Houballah, Mojtaba
Přispěvatelé: Irstea, Université de Clermont-Ferrand, Université Clermont Auvergne [2017-2020], Jean-Denis Mathias, Thomas Cordonnier, STAR, ABES
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Modeling and Simulation. Université Clermont Auvergne [2017-2020], 2019. English. ⟨NNT : 2019CLFAC083⟩
Popis: The usefulness of forests is spread from their exploitation for timber, tourism, and other functions to maintenance of wildlife, ecological balance, and prevention of soil erosion. In achieving these goals, the essential factor is proper forest management. However, with the increasingly perceived idea that forests are characterized by complex interactions related to biological and social aspects, forest management is facing a challenge, which consists in integrating interrelations between ecological and social systems. While sustainable forest management is originally seen as a constant yield of wood supply, modern ideas of sustainability are broader in scope, embracing all goods and services of the forest. Increasingly, forests are being managed as multi-functional ecosystems. In this vein, forests are progressively seen as complex social-ecological systems (SESs), requiring adaptive and multi-functional management. In this Ph.D. thesis, we consider that the question of management application can be tackled by understanding how shared infrastructures mediate the interaction between human and ecological environment. In particular, for sustainable and multi-functional forest management, the relation between the capacity for production as well as multi-functional use is highlighted with the concept of forest’s shared infrastructures that are mainly composed of roads (accessibility utilities). However, dilemmas associated with their provision pose some problems when it is applied in a context of different forest functions with conflicting objectives. Therefore, to fully understand and integrate the role of infrastructure and their governance into ecosystem science, we base our research on three parts. We first combine the use of Ostrom’s SES framework and Anderies’ robustness framework and apply it to a specific case study (Quatre-Montagne forest, Vercors, France) to highlight how forestry institutions affect forest ecosystem, its functions, and its social arrangements. With this, we link the concept of multi-functional forest management to the multi-functionality of infrastructures. We then develop a mathematical model, based on the first partition, which analyzes the evolution of the forest system and its functions when impacted by decisions of infrastructure provision. We highlight the role of governance calling to attention their role in fostering multi-functional forest management. Finally, we apply mathematical tools such as viability theory to identify management techniques and approaches that define a first step in characterizing adaptive managements for safe operating spaces in multi-functional forests.
L’utilité des forêts s’étend de leur exploitation pour le bois, le tourisme et d’autres fonctions au maintien de la faune, à l’équilibre écologique et à la prévention de l’érosion des sols. Pour atteindre ces objectifs, le facteur essentiel est une bonne gestion des forêts. Cependant, avec l’idée de plus en plus perçue que les forêts sont caractérisées par des interactions complexes liées aux aspects biologiques et sociaux, la gestion des forêts est confrontée à un défi, qui consiste à intégrer les interrelations entre les systèmes écologiques et sociaux. Alors que la gestion durable des forêts est à l’origine considérée comme un rendement constant de l’approvisionnement en bois, les idées modernes de durabilité ont une portée plus large et englobent tous les biens et services de la forêt. De plus en plus, les forêts sont gérées comme des écosystèmes multifonctionnels. Dans cette optique, les forêts sont progressivement considérées comme des systèmes socio-écologiques complexes (SESs), nécessitant une gestion adaptative et multifonctionnelle. Dans cette thèse, nous considérons que la question de l’application de gestion peut être abordée en comprenant comment les infrastructures partagées peuvent faire l’interaction entre l’environnement humain et écologique. En particulier, pour une gestion durable et multifonctionnelle des forêts, la relation entre la capacité de production et l’utilisation fonctionnelle est mise en évidence par le concept des infrastructures partagées de la forêt qui sont principalement composées de routes (services publics d’accessibilité). Cependant, les dilemmes liés à leur fourniture posent certains problèmes lorsqu’ils sont appliqués dans un contexte de fonctions forestières différentes avec des objectifs contradictoires. Par conséquent, pour bien comprendre et intégrer le rôle de l’infrastructure et sa gouvernance dans la science des écosystèmes, nous fondons notre recherche sur trois volets. Nous combinons d’abord l’utilisation du cadre de SES d’Ostrom et du cadre de robustesse d’Anderies et l’appliquons à une étude de cas spécifique (forêt de Quatre-Montagne, Vercors, France) pour mettre en évidence comment les institutions forestières affectent l’écosystème forestier, ses fonctions et ses arrangements sociaux. Ainsi, nous associons le concept de gestion forestière multifonctionnelle à la multifonctionnalité des infrastructures. Nous développons ensuite un modèle mathématique, basé sur la première partie, qui analyse l’évolution du système forestier et ses fonctions lorsqu’il est affecté par des décisions de fourniture d’infrastructures. Nous soulignons le rôle de la gouvernance en attirant l’attention sur son rôle dans la promotion de l’aménagement forestier multifonctionnel. Enfin, nous appliquons des outils mathématiques comme la théorie de la viabilité pour déterminer les techniques et les approches de gestion qui définissent une première étape dans la caractérisation de la gestion adaptative des espaces d’exploitation sécuritaires dans les forêts multifonctionnelles.
Databáze: OpenAIRE
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