Diversity, endemism, geography and conservation of Fabaceae of Central Africa

La connaissance de la distribution spatiale des espèces et leurs déterminants constituent les principaux thèmes de la biogéographie et de l’écologie. Cette thèse a été réalisée sur les Fabaceae de l’Afrique Centrale :Burundi, République Démocratique du Congo et Rwanda. Composées de trois sous-familles (Caesalpinioideae, Faboideae et Mimosoideae), les Fabaceae sont présentes dans tous les biomes terrestres du monde. La présente étude a pour objectif d’évaluer et localiser la diversité spécifique, déterminer les zones de conservation des Fabaceae, identifier leur modèle de distribution spatiale et examiner l’impact potentiel de la déforestation sur les espèces indicatrices de cette famille. Les facteurs environnementaux déterminant la distribution des espèces endémiques de Fabaceae, les zones favorables à leur présence et l’évaluation de leur état de conservation ont également été analysés. L’étude a consisté à vérifier et à digitaliser tous les échantillons d’herbiers des Fabaceae conservés au Jardin Botanique National de Belgique et à l’Université Libre de Bruxelles. Les Systèmes d’Information Géographique ont été largement utilisés. Les analyses spatiales ont montré une distribution non uniforme de la diversité spécifique des Fabaceae. Les zones où la diversité spécifique coïncide avec celle des espèces endémiques ont été suggérées comme prioritaires pour la conservation. L’analyse de groupement appliquée sur le jeu de données des Mimosoideae a mis en évidence trois régions floristiques majeures. Ces trois régions correspondent aux régions phytogéographiques définies par White (1979, 1983). L’étude des Caesalpinioideae a confirmé l’existence d’espèces indicatrices de territoires phytogéographiques de Ndjele (1988). L’étude de cas réalisée au Katanga (R.D. Congo) a montré que la déforestation constitue une menace potentielle pour ces espèces, les plus vulnérables étant inféodées aux habitats forestiers. La distribution potentielle des espèces endémiques de Fabaceae (Caesalpinioideae) a montré une convergence entre les cartes de la distribution actuelle et celles issues de la distribution potentielle. Des sites où les espèces n’ont jamais été signalées ont été identifiés. La distribution potentielle a démontré le rôle des déterminants environnementaux dans la distribution des espèces endémiques. Cette étude a également prouvé que d’importantes proportions des zones de diversité des espèces endémiques ne sont pas couvertes par la conservation actuelle de l’Afrique Centrale. Cette thèse confirme que l’Afrique Centrale est une zone importante de conservation de la biodiversité. L’étude devrait être poursuivie en étendant la distribution potentielle aux Fabaceae non endémiques afin de définir leurs aires de distributions, critère indispensable pour évaluer le degré de vulnérabilité d’une espèce. La création de nouvelles aires protégées renforcerait le système actuel de conservation dans cette région./Knowledge of the spatial distribution of species and its determinants constitutes a principal theme in biogeography and ecology. This dissertation focused on the Fabaceae family of Central Africa: Burundi, the Democratic Republic of the Congo and Rwanda. Composed of three subfamilies (Caesalpinioideae, Faboideae and Mimosoideae), Fabaceae species are present in all terrestrial biomes of the world. The current study aimed to assess and locate Fabaceae species diversity, to determine potential conservation zones, to identify the spatial distribution pattern and to examine the potential impact of deforestation on some indicator species of this family. The environmental factors driving the distribution of endemic Fabaceae have been identified, as well as the potential areas of occurrence; their conservation status in the region has also been studied. The current study has verified and digitized all the herbarium samples kept at the National Botanical Garden of Belgium and the Université Libre de Bruxelles regarding the Fabaceae family. Geographic Information Systems have been used frequently. Spatial analysis showed an uneven distribution of Fabaceae species diversity. The zones where species richness depends on endemic species diversity are suggested to have priority for conservation. A cluster analysis applied to the dataset of Mimosoideae has highlighted three major floristic regions. These three regions correspond to existing phytogeographical regions defined by White (1979, 1983). A study on Caesalpinioideae species of Central Africa has confirmed the existence of indicator species of phytogeographic territories of Ndjele (1988). A case study conducted in Katanga (D.R Congo) showed that deforestation constitutes a potential threat for these species, the most vulnerable being those strictly confined to forest habitats. The potential distribution of endemic Fabaceae (Caesalpinioideae) showed a clear convergence between the current distribution maps and the potential distibutions. Sites where those species had not been reported before have been identified. The potential distribution enabled to identify the importance of the different environmental factors for each endemic species’ distribution. This study also showed that large regions characterized by important endemic species diversity are not covered by current zones of conservation in Central Africa. This dissertation confirms Central Africa as an important zone for biodiversity conservation. The current research should be completed by the potential distribution of non endemic Fabaceae species of Central Africa, an important criterion to evaluate their degree of vulnerability. Creation of new protected areas would reinforce the current status of conservation in the region.Doctorat en Sciences