Intégrer les parcelles d’habitat dans le monde des modèles de répartition des espèces

Federico RivaDépartement de géographie environnementale de l’Institut d’études environnementales (IVM), Vrije Universiteit Amsterdam, discute de son article de synthèse : Intégration des effets des parcelles d’habitat dans les modèles de répartition des espèces

Les parcelles d’habitat sont omniprésentes : forêts entourées d’agriculture, pâturages au sein des forêts alpines ou espaces verts dans une ville. Cette irrégularité de nombreux types d’écosystèmes est essentielle pour déterminer si et comment les espèces persistent dans un paysage : certaines des théories les plus influentes de l’histoire de l’écologie utilisent les parcelles d’habitat comme unités fondamentales, notamment théorie de la biogéographie insulaire et théorie des métapopulations. D’un point de vue théorique, l’idée des parcelles d’habitat s’est infiltrée dans la gestion environnementale, avec des concepts tels que « taille minimale des parcelles » pour la conservation de la biodiversité. L’idée des parcelles d’habitat est sans doute devenue l’un des concepts les plus répandus et les plus influents des sciences de l’environnement.

Depuis les années 1960, de nombreuses recherches ont démontré que la superficie, la configuration et la diversité des parcelles d’habitat affectent la répartition de nombreuses espèces. Par exemple, les grandes parcelles abritent généralement plus d’espèces, le fait que l’habitat soit fragmenté ou non peut jouer un rôle important en modérant la persistance des espèces, et les paysages abritant différents types de parcelles ont également tendance à abriter davantage d’espèces. Par conséquent, réfléchir aux parcelles pourrait nous aider à mieux prédire la répartition des espèces pour des applications en écologie et en conservation. Malgré ces rôles importants des parcelles d’habitat, les modèles de distribution des espèces – l’outil le plus fréquemment utilisé pour prédire et comprendre la répartition des espèces – ont été étonnamment déconnectés de la science abordant la manière dont les parcelles d’habitat modèrent les modèles de biodiversité. Notre revue relève le défi de formaliser les liens entre les effets des parcelles d’habitat (EHP) et les modèles de distribution des espèces (SDM). Plus précisément, nous avons identifié trois caractéristiques majeures des parcelles d’habitat et des paysages contenant des parcelles – la superficie, la configuration et la diversité de l’habitat – et avons décrit comment les SDM peuvent être conçus pour tenir compte de ces propriétés.

Un aspect important qui est rapidement devenu clair pour les auteurs est que l’intégration des EHP dans les SDM est inextricablement liée aux problèmes d’échelles spatiales, en particulier au grain (c’est-à-dire la résolution des pixels raster) auquel un SDM spécifique est conçu et ajusté. Traditionnellement, le grain d’analyse adopté dans la plupart des SDM ne permettait pas d’évaluer les EHP car les covariables environnementales n’étaient disponibles qu’à des résolutions relativement grossières ; néanmoins, la disponibilité croissante de données de télédétection à haute résolution ouvre des opportunités sans précédent pour tester l’importance des EHP dans les MJF. Cependant, même parmi nous, nous avons encore des discussions animées sur la question de savoir si et quand l’utilisation de données plus grossières pourrait être bénéfique, en fonction de l’objectif d’une application SDM. En d’autres termes, il n’est pas encore clair si les résolutions plus petites sont toujours meilleures.

Nous pensons que les EHP peuvent être incorporés de manière significative dans les SDM, et que cela est possible en suivant les quatre étapes suivantes : (i) choisir une représentation conceptuelle appropriée des paysages étudiés, (ii) sélectionner des métriques représentatives de processus importants pour les espèces d’intérêt. – avec une attention particulière à bien distinguer les caractéristiques des parcelles et les caractéristiques des paysages, (iii) mesurer ces mesures, et (iv) évaluer le support statistique pour un EHP.

Au-delà de l’augmentation de notre capacité à prédire avec précision la répartition des espèces, les perspectives d’intégration des EHP dans les SDM incluent des contributions importantes aux conversations en cours sur l’écologie et la conservation (par exemple, Quand les petites parcelles d’habitat sont-elles utiles pour la conservation de la biodiversité?). Les défis sont liés aux deux aspects théoriques (par exemple, quand les correctifs sont-ils des entités significatives?) et les aspects méthodologiques (par exemple, comment les méthodes développées dans d’autres sous-domaines se traduisent-elles en SDM, comme l’approche « échelle d’effet »?). Dans notre revue, nous discutons de certaines solutions, par exemple la sélection de variables climatiques pertinentes dans un premier temps et le test de différents EHP dans un deuxième temps pour éviter toute corrélation entre les mesures multi-échelles des EHP. Nous espérons que notre examen stimulera la communauté à proposer des approches pour remédier aux limitations actuelles.

En fin de compte, nous pensons qu’il existe des possibilités infinies d’intégrer les EHP dans les MJF. Des efforts dans cette direction sont absolument nécessaires car ils permettront de faire progresser la théorie écologique et de développer des actions optimales de gestion environnementale. Nous espérons que notre examen facilitera les progrès à l’intersection de plusieurs programmes de recherche qui tentent de comprendre le changement de la biodiversité (par exemple, l’écologie du paysage, la macroécologie et la biogéographie), dans lesquels les SDM ont joué un rôle de premier plan.