de l`écologie du paysage

Ecologie du paysage
Principaux éléments du cours
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Définition et histoire d'écologie du paysage
Quelques rappels sur l’écologie/biodiversité
Organisation des paysages:
l'analyse des structures spatiales
Fragmentation d'habitat: patterns et conséquences
Mouvements des organismes:
Connectivité structurelle , fonctionnelle d'un
paysage
8. Ecologie du paysage et conservation
9. Utilisation de logiciels spatiaux (applications SIG)
10.Applications pratiques : Gestion conservatoire des
valeurs biologiques écologiques socioéconomiques,
socioculturelles et esthétique d’un paysage
Ecologie du paysage
Histoire
L'expression « écologie du paysage » (Landscape Ecology ),
Créée par Carl Troll en 1939.
Elle a commencé à être conceptualisée dans les textes dans
les années 1940-1950
L’écologie du paysage est une discipline jeune et en évolution.
Elle s’est surtout appliquée aux espaces terrestres, naturels,
forestiers, agricoles et parfois urbains,
Elle commence à s’intéresser aux volumes océaniques
Ecologie du paysage
Définition
L'écologie du paysage s'intéresse à la dynamique spatiotemporelle des composantes biologiques, physiques et
sociales des paysages humanisés et/ou naturels.
Si l’écologie s'intéresse à la dynamique de la biodiversité à
toutes les échelles spatiales et temporelles, l’écologie du
paysage s’intéresse particulièrement à l'évolution des
paysages sous l'effet des interactions complexes entre
processus écologiques et l'organisation des structures
spatiales
C’est une branche nécessairement interdisciplinaire.
Ecologie du paysage
Le paysage, un objet partagé, se positionne comme un
objet commun à de multiples préoccupations…
Géographie, Écologie, Sociologie, Urbanisme, Chimie/
environnement , Espaces naturels, etc.
Ecologie du paysage
Quelques rappels sur l’écologie/biodiversité
 Biodiversité : définition, niveaux d’organisation,
valeurs, menaces et conservation
 Ecosystème : Biotope + biocénose
 Relation espèces milieu : facteur biotiques/facteurs
abiotiques
Définition scientifique
Article. 2 de la Convention sur la diversité biologique, mise en place
dans le cadre du Sommet de la Terre tenu à Rio de
Janeiro du 3 au 14 juin 1992
« la variabilité des organismes vivants de toute origine y compris,
entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres
écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font
partie; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre
espèces ainsi que celle des écosystèmes. »
Cette définition met en évidence deux notions essentielles :
 la biodiversité c’est « tout le vivant » , donc l’homme en fait partie
(Biodiversité Structurelle).
 la biodiversité c’est la dynamique des interactions (Biodiversité
fonctionnelle).
Le Sommet de la Terre de Rio de 1992
Conférence des Nations Unies sur l’Environnement et le Développement
Principaux textes adoptés :
La Déclaration de Rio, définit les bases du
développement durable.
 Le programme Action 21 Plan d'action mondial pour le
développement durable au 21ème siècle basé sur trois
axes essentiels :
• la lutte contre la pauvreté et l’exclusion sociale,
• la production de biens et de services durables,
• la protection de l’environnement.
 La signature de conventions internationales :
• Convention sur la Biodiversité (CBD) ;
• Convention sur les Changements Climatiques (CCC)
• Convention sur la lutte contre la désertification (CCD)
 la déclaration sur la gestion, la conservation et le
On distingue des niveaux
• La diversité génétique (diversité des gènes au sein d'une
espèce.
• La diversité spécifique (diversité interspécifique).
• La diversité écosystémique (diversité des écosystèmes et
des interactions des populations naturelles avec leurs
environnements physiques).
Milieu changeant :
Sélection
directionnelle
déplacement du phénotype
modal.
Milieu stable :
Sélection stabilisante
maintien constant du
phénotype modal
Milieu type mosaïque :
Sélection diversifiante,
apparition de phénotype
plurimodal.
Mesure de la biodiversité
• La biodiversité se mesure par l’inventaire des espèces
et la définition de leurs statuts. Les intérêts qu’elle
représente peuvent s’exprimer en valeurs :
– Des valeurs biologiques, nombre d’espèces rares, menacées
et/ou endémiques
– Des valeurs écologiques, rôle d’une espèce ou d’un
écosystème dans le fonctionnement des systèmes naturels ou
le maintien d’un processus biologique: (prédation, la
pollinisation, qualité des eaux, fertilité des sols, protection
contre l’érosion..)
– Des valeurs socioéconomiques, l’importance des services et
des productions de biens fournis par la biodiversité aux
usagers.
– Des valeurs paysagères (esthétiques), à l’échelle d’un
paysage ou à l’échelle plus restreinte, mesurées par
l’originalité, le contraste de formes et de couleurs ou sensations
d’aventure ou de dépaysement éprouvées par le visiteur.
État de la biodiversité
• La biodiversité est plus que menacée.
– plusieurs rapports s’accordent sur le même constat :
– Une espèce, sur huit des plantes connues est menacée d'extinction
– De nombreuses espèces animales sont en danger d’extinction (23% des
mammifères, 12% des oiseaux, 32% des amphibiens).
– 40% des espèces pourraient disparaître d’ici à une cinquantaine d’années.
• Qu’est-ce que une espèce menacée ?
– Une espèce est considérée comme menacée lorsque ses effectifs ont atteint un
niveau si faible que les probabilités qu’elle disparaisse deviennent très élevées.
– Toute espèce figurant dans les catégories « gravement menacée d’extinction »,
« menacée d’extinction » et « vulnérable », elle est considérée comme menacée.
• La ‘’Liste Rouge’’ : Répertoire des espèces selon leur statut à l’échelle
d’une localité biogéographique :
– ‘’Liste Rouge’’ de l’IUCN ’’ (créée en 1963), c’est l'inventaire complet de l'état
global de conservation des espèces végétales et animales.
– ‘’Liste Rouge’’ régionale’’, à l’échelle d’une région (méditerranée…) ’
– ’’Liste Rouge’’ nationale’’, à l’échelle d’un pays
Conservation de la biodiversité
Pourquoi sauvegarder la biodiversité ?
– Pour raisons éthiques et morales, les vivants existent de leurs pleins droits et n'ont
pas à se justifier d'exister.
– Pour la préservation d’un patrimoine vivant, d’autres constituent les
“réservoirs” de demain pour des besoins encore inconnus.
– Pour le maintien de la diversité, en règle générale, plus un écosystème est diversifié,
plus il est productif et stable.
– Pour des soucis de développement économique, La valorisation des ressources
naturelles porte beaucoup d’espoir de développement,
Comment sauvegarder la biodiversité ?
– stopper l’érosion de la biodiversité est l’un des grands chantiers du XXIème siècle)
Au niveau national,
– préparations et applications des bases juridiques (gestion de la BD)
– Mise en place des stratégies opérantes de conservation de la BD.
– Mise en œuvre des conventions signées par le pays, (RAMSAR, CITES, CMS, CBD…)
Au niveau global
– Aide au développement (lutte contre la pauvreté dans les pays pauvres)
– Mobilisation des organismes internationaux et aide à la mise en œuvre des clauses de la CBD
– Favoriser la communication, le transfert des technologies et aide à l’amélioration des
connaissances.
Quelques éléments de rappels sur l’écologie
Individu : Etude, développement, Régime
alimentaire, utilisation d’espace, utilisation
du temps
Espèce : rôle biologique, écologique
Population : échelle de temps, échelle
d’espace
Biotope : milieu physique
Biocénose : composante biologique
Ecosystème = Biotope + Biocénose
Ecosystème : En écologie, un écosystème
est l'ensemble formé par une association ou
communauté d’êtres vivants(ou biocénose)
et son environnement biologique,
géologique, édaphique hydrologique,
climatique, etc , (biotope).
Objets d'étude de
l'écologie
Cellule
Individu
Population
Communauté
Ecosystème
Paysage
Biosphère
Ecologie du paysage
Qu’est-ce qu’un écosystème?
c’est avant tout un système…!
limites d’un concept « a-spatial » (?)
Ecologie du paysage
 Les paysages ont été modifiés depuis toujours par les activités
humaines, agriculture, sylviculture, urbanisation et transports .
Il en résulte une mosaïque paysagère issue des relations entre
le milieu naturel et la société. La mosaïque est hétérogène et
changeante dans le temps.
 L’écologie du paysage est une discipline récente qui a pour
objectif de comprendre les relations entre les fonctionnements
écologiques et la structure et l’organisation des paysages. Elle
prend en compte les relations spatiales entre les éléments du
paysage, l’histoire et la gestion actuelle en lien avec les
activités humaines.
Ecologie du paysage
Ecologie du paysage
Trois points expliquent la « genèse » de l‘écologie du paysage :
1) l'Homme est partie prenante des systèmes écologiques
2) le paysage est un objet complexe nécessitant une approche pluridisciplinaire
3) le paysage est un niveau pertinent pour dialoguer avec les aménageurs
Le paysage vu comme un système de hiérarchie supérieure
« Un paysage est une portion de territoire hétérogène, composée d’ensembles
d’écosystèmes en interaction dont l’agencement se répète de manière
similaire dans l’espace » (Forman & Godron, 1986)
La théorie générale des systèmes »
Système: « ensemble de parties (ou d’éléments) interconnectées par des relations
fonctionnelles de façon telles que trois catégories de propriétés en résultent: »
1. Les éléments dépendent les uns des autres dans leur fonctionnement et leur
évolution»
2. Propriétés globales émergentes : Propriétés du système {A, B, C} non égale à Propriétés
de {A} + Propriétés de {B} + Propriétés de {C} c’est une interaction des propriétés
3. L’ensemble agit sur les parties »
Ecologie du paysage
Métapopulations ou populations fragmentées
Structure : Taille du grain, Composition, Arrangement spatial,
Connectivité, Fragmentation
Métapopulations ou populations fragmentées
• Lorsque les tâches d’habitat favorable sont de taille réduite, les
risques d’extinction des populations locales augmentent, que ce
soit sous l’effet de facteurs environnementaux tels que les
chablis ou les incendies, ou de facteurs démographiques.
• La recolonisation des habitats vacants est alors vitale pour la
survie des populations au niveau du paysage ou de la région.
• Une métapopulation se définit au sens large comme un
ensemble de populations locales reliées entre elles par cette
dynamique d’extinctions et de recolonisations.
Ecologie du paysage
Le mouvement : un processus clé dans les paysages hétérogènes
• La connectivité
• La connectivité n’est pas une propriété générale d’un paysage, elle doit être
définie en référence aux mouvements des espèces à gérer. Il faut donc prendre
en compte le mode de déplacement et les exigences écologiques des espèces.
• Un paysage connecté pour une espèce peut présenter de nombreuses
barrières pour une autre.
• Le paysage est dynamique, varie selon les saisons, la dimension temporelle
doit être prise en compte. Par exemple, les prairies fleuries offrent une
ressource et une possibilité de déplacement aux espèces floricoles ; la date de
fauche, de pâturage affecte leur utilisation, donc leur rôle dans la connectivité.
• La connectivité n’a pas une valeur absolue de qualité écologique, elle
peut favoriser le déplacement d’espèces indésirables, parasites, invasives,
prédateurs,…..
Ecologie du paysage
Le mouvement : un processus clé dans les paysages hétérogènes
• Le mouvement entre taches d’habitat est vital pour la survie de nombreuses
espèces.
• La connectivité d’un paysage est la facilité avec laquelle les différentes espèces
peuvent utiliser les éléments du paysage pour se déplacer.
• Les corridors biologiques assurent la connectivité pour un certain nombre
d’espèces.
Ecologie du paysage
Le mouvement : un processus clé dans les paysages hétérogènes
• Pour évaluer ou restaurer la connectivité, il faut donc
comprendre :
• comment une espèce se déplace dans un paysage,
• comment le gestionnaire peut agir pour favoriser ou limiter ces
déplacements.
• Bien entendu, il ne s’agit pas de faire cette démarche pour toutes
les espèces, d'une part parce que les espèces peuvent être
groupées par type de comportement dans les paysages, ensuite
parce que la gestion est souvent orientée vers quelques espèces
cibles (et les espèces dont elles dépendent).
Ecologie du paysage
Les corridors biologiques
• Les corridors sont des éléments linéaires (exemple, une haie) qui
jouent le rôle d'habitat, de refuge, de conduit ou de barrière
• Le terme de corridor biologique est réservé à la fonction de
conduit qui facilite le déplacement des individus dans une «
matrice hostile ».
• La capacité d’un élément linéaire à servir de corridor biologique
dépend non seulement de ses caractéristiques propres (ombrage,
alimentation disponible etc.), mais également des caractéristiques
des éléments adjacents. Par exemple dans les paysages agricoles,
la nature des cultures et les modalités de conduite (travail du sol,
utilisation de pesticides) peuvent favoriser ou diminuer la
fonction « corridor » des haies.
Ecologie du paysage
Les corridors biologiques
• Les corridors ne sont pas
toujours continus, ils peuvent
être constitués de mosaïques
de milieux et de réseaux
associés formant un corridor
fonctionnel à petite échelle.
Par exemple, les prairies
humides et les haies associées
à un cours d’eau forment un
corridor à l’échelle du paysage.
Cette notion de « mosaïque
corridor » est essentielle dans
la gestion des grands espaces
entre les espaces protégés.
Réservoir de
la biodiversité
Type linéaire
Type en
pas japonais
Type paysage
Ecologie du paysage
Les corridors biologiques
De la même façon que pour la connectivité, pour mettre en place un
corridor biologique, il faut :
1. connaître les exigences écologiques et les modes de déplacement
des espèces
2. connaître la structure spatiale du paysage environnant pour
localiser le corridor à l’endroit le plus pertinent.
• Les infrastructures routières ou
ferroviaires sont souvent des
obstacles au déplacement des
espèces terrestres, perturbant leur
cycle de vie, d’où la création de
passages à faune.
Ecologie du paysage
Les échelles du paysage
• Il n’y a pas a priori de bonne échelle pour décrire un paysage et raisonner son
aménagement.
• Il faut mettre en concordance l’échelle de perception, de mouvement des
différentes espèces et celle de description, de délimitation du paysage à
gérer.
• La dynamique du paysage doit elle aussi être prise en compte à différents pas
de temps.
• L’objectif de la gestion d’un paysage dans un but de conservation est de
pouvoir accueillir des populations de taille suffisante pour être viables.
• La question de la taille minimale de l’espace à considérer se pose toujours :
• Un ensemble de petites zones d'habitat favorable inter connectées, ou une
seule grande zone ?
• Et quelle est la surface d’une petite ou d’une grande zone ? Comment s’inscrit
la zone gérée dans le paysage alentour ? (le paysage est un système
écologique ouvert)
Ecologie du paysage
Les échelles spatiales du paysage
L’écologie du paysage a développé des outils qui
permettent de :
• déterminer l’échelle spatiale à laquelle répondent les différentes espèces. Par
exemple les espèces forestières de coléoptères carabiques répondent à des
échelles spatiales plus faibles que celles de milieu ouvert. Ceci signifie que
pour conserver ces espèces il faut un paysage où les zones boisées sont
connectées entre elles à échelle fine, on parle aussi de paysage à grain fin
• déterminer l’effet barrière ou filtre d’une infrastructure en fonction de sa
largeur et de la mobilité des espèces considérées
• identifier les taches de ressource et les zones de connexion, de corridor
potentiel à différentes échelles en fonction des exigences écologiques des
espèces.
• Les zones protégées ne sont pas isolées et le fonctionnement des populations
dépend des connexions avec le paysage environnant.
Ecologie du paysage
Les échelles temporelles, les pas de temps
Cette dimension doit être prise en compte dans la gestion de l’espace
pour les espèces :
•
•
•
sur un pas de temps annuel, la connectivité du paysage dépend de l’état du couvert
végétal, des espaces non connectés à une saison peuvent le devenir à une autre. cas
pour des bosquets séparés par des cultures de maïs.
sur un pas de temps pluriannuel, les perturbations naturelles (chablis, incendie,…)
modifient non seulement la qualité des habitats mais aussi la structure du paysage. Des
espèces peuvent disparaître de la zone perturbée alors que d’autres apparaissent, soient
à partir de la banque de graines, soit par colonisation à partir des espaces voisins.
sur un pas de temps décennal ou centennal les modifications du climat et du milieu
physique en général modifient la qualité des habitats et sont source de disparition
d’espèces locales et de colonisation d’espèces venant d'habitats parfois lointains.
Conception de réseau paneuropéen de corridors biologiques, qui devrait permettre aux
espèces du sud de l’Europe de remonter vers le nord, dans le contexte actuel du
réchauffement climatique.
Ecologie du paysage
Applications
• Depuis les années 1970-1980, l'écologie du paysage a développé
un important volet « Recherche appliquée » au travers d’actions
parfois qualifié de « Génie écologique qui visent par exemple à
améliorer et évaluer la pertinence et l'efficacité des mesures
compensatoires (atténuation d’impact) ou conservatoires
(préservation de la biodiversité).
• Ces mesures sont développées (volontairement, ou plus souvent
en application d’obligations légales) pour réduire les impacts
environnementaux des grands projets d'infrastructures ou de
planification et d'aménagement du territoire, ou lors
d'opération de réhabilitation écologique de sites ou sols
dégradés.
Ecologie du paysage
Applications
Cas de mesures conservatoires
• Le paysage, que l'on peut " simplement " considérer comme la
manifestation spatiale des rapports entre la nature et la société,
pour le décrire il faut prendre en compte l'hétérogénéité des
phénomènes naturels.
• Il faut savoir à quelle échelle de l’espace où l’on doit se placer :
locale, communale, provinciale, régionale, nationale voire même
continentale, qui interviennent dans la région ?.
• Ainsi, le paysage devient des taches (unités non dominantes) et
des corridors dans une matrice englobant (unité dominante),
dont les tailles et les formes sont quantifiées, afin d'en évaluer
notamment l'hétérogénéité, à différentes échelles spatiales et à
différentes époques.
Ecologie du paysage
Applications
• L’analyse du paysage est complexe et nécessite une
approche pluridisciplinaire,
• Pour apprécier un paysage, il faut commencer l’étude par
une visite de reconnaissance de terrain et de contact avec
les acteurs
• Dans un premier temps le paysage doit être saisi, à partir
du cadastre, sous forme de grille ou de cellule (une cellule
représente une surface de qq m à des centaines de mètres)
• D'un point de vue pratique, l'intégration de la structure
spatiale s'effectue à partir d'un Système d'Information
Géographique (S.I.G.), ou d'une Base de Données
Spatialisée
Ecologie du paysage
Etude d’impact
Cas de mesures d’atténuation d’impact
Description du projet
• Une Commune projette l’aménagement d’une propriété
communale de 8 ha
• Ce projet prévoit l’urbanisation de 3 ha, dans la partie est, le
long de la rue de Boissettes et la conversion du reste du
boisement (soit une surface de 5,3 ha) et de la prairie en parc
paysager ouvert au public.
• Dans le cadre de ce dernier aménagement, il est programmé la
création de sentiers piétons dont certains éclairés, traversant le
boisement et la prairie centrale.
Ecologie du paysage
Applications
Cas de mesures d’atténuation d’impact
Diagnostic
• Cette première phase a pour objet de dresser un état des lieux avant
travaux, afin d’identifier les espèces présentes et d’évaluer leur sensibilité
vis-à-vis du projet.
• Cet état des lieux est réalisé en plusieurs étapes successives :
– étape documentaire : examen de documents concernant la région
– consultations : Afin de recueillir des données parfois inédites, il est
judicieux de mener des entretiens auprès de diverses personnes ou
organismes ressources.
– expertises de terrain : Le bilan écologique est réalisé au moyen
d'inventaires qualitatifs et quantitatifs de faune et de flore. Il permet
également d'apprécier la stabilité et la vulnérabilité du milieu, les
facteurs de risques de dégradation et les facteurs d'évolution. Les
expertises on été systématiquement
Ecologie du paysage
Applications
Cas de mesures d’atténuation d’impact
Analyse
• précédées par une pré-analyse par photo-interprétation sur
photographies aériennes
• Il est suivi d’une bio-évaluation qui évalue le statut des espèces
et habitats en fonction des réglementations régionale,
nationale et européenne. Celle-ci permet d’évaluer la sensibilité
des espèces et habitats vis-à-vis du projet
• Les impacts sur chacun des groupes étudiés sont ensuite
évalués afin de définir l’impact global du projet sur le site.
Ecologie du paysage
Applications
Cas de mesures d’atténuation d’impact
Evaluation de l’impact
• La réglementation sur les études d’impacts oblige à distinguer différentes
catégories d’impacts selon leur type et leur durée.
• Les impacts directs : actions directes (travaux ,fonctionnement) sur le
milieux naturel (déboisement, assèchement, destruction, plantation…).
• Les impacts indirects : impacts quine résultant pas de l’actions directes
• Les impacts permanents : Ils sont liés à la phase de fonctionnement normale
de l’aménagement ou aux travaux, mais sont irréversibles.
• Les impacts temporaires : Ces impacts sont liés aux travaux ou à la phase de
démarrage de l’activité et sont réversibles. Il peut, par exemple, s’agir du
dérangement de la faune par le passage répété d’engins ou d’ouvriers, de la
création de zones de dépôts temporaires de matériaux.
Ecologie du paysage
Applications
Cas de mesures d’atténuation d’impact
Evaluation de l’impact
• Ainsi, pour chaque élément subissant un impact (espèce ou
habitat), sont évalués :
- sa valeur patrimoniale ;
- sa sensibilité aux perturbations ;
- la durée de l’impact (permanent ou temporaire) ;
- le type d’impact : direct, indirect ;
- la nature de l’impact ;
- l’importance de l’impact sur la population concernée (locale ou régionale)
- les capacités de compensation (de régénération ou d’adaptation…..)
• Ceci permet d’ évaluer l’impact du projet sur chaque élément à
partir d’une échelle de valeur de type “faible”, “moyen”, “fort”
et “très fort”.