Structure du paysage : métriques et fragmentation des habitats

Écologie & évolution · Master 1

Modèle tache-corridor-matrice, indices de configuration et effets de la fragmentation.

Introduction

L'écologie du paysage étudie les relations entre la structure spatiale d'un territoire et les processus écologiques qui s'y déroulent. Elle considère le paysage comme une mosaïque de taches d'habitat insérées dans une matrice, éventuellement reliées par des corridors.

La quantification de cette structure repose sur des métriques calculées sur des cartes d'occupation du sol, avec des outils comme FRAGSTATS ou des paquets R. On distingue la composition (quelles classes et en quelle proportion) de la configuration (comment elles sont agencées dans l'espace). Les résultats dépendent fortement de l'échelle, c'est-à-dire du grain et de l'étendue de l'analyse.

La fragmentation des habitats, qui associe perte de surface, division en taches plus petites et isolement croissant, est une des principales causes du déclin de la biodiversité. En Suisse, le fort étalement urbain du Plateau et les infrastructures de transport illustrent ces enjeux, suivis notamment par la statistique de la superficie de l'Office fédéral de la statistique.

Objectifs d'apprentissage

Décrire le modèle tache-corridor-matrice et ses limites
Distinguer composition et configuration du paysage et citer des métriques associées
Expliquer l'effet de lisière et l'effet de la taille des taches
Discuter l'influence de l'échelle sur l'interprétation des métriques

Concepts clés

Modèle tache-corridor-matrice: Représentation du paysage en taches d'habitat, corridors linéaires et matrice dominante environnante.
Composition et configuration: La composition indique la nature et la proportion des types d'occupation du sol ; la configuration décrit leur arrangement spatial.
Effet de lisière: Modification des conditions abiotiques et biotiques en bordure d'une tache, qui réduit la surface d'habitat de cœur.
Fragmentation: Processus de division d'un habitat continu en fragments plus petits et plus isolés, combinant perte d'habitat et modification de la configuration.

Conclusion

La description quantitative du paysage permet de relier configuration spatiale et processus écologiques. Sa lecture exige de distinguer composition et configuration et de toujours préciser l'échelle d'analyse.

Cartes

Quels sont les trois éléments du modèle de Forman ?: Les taches (patches), les corridors et la matrice.
Qu'est-ce que la matrice d'un paysage ?: Le type d'occupation du sol dominant et le plus connecté, qui entoure les taches et influence fortement les flux.
Que mesure l'indice de proximité ou la distance au plus proche voisin ?: Le degré d'isolement d'une tache par rapport aux autres taches de même type.
Que représente la surface de cœur (core area) ?: La partie d'une tache située au-delà d'une distance de lisière donnée, soustraite des effets de bordure.
Pourquoi une tache allongée a-t-elle plus de lisière qu'une tache circulaire de même surface ?: Son rapport périmètre/surface est plus élevé, donc la proportion d'habitat de cœur est plus faible.
Quelle est la relation espèces-aire ?: Le nombre d'espèces augmente avec la surface selon S = c·A^z, avec z typiquement entre 0,15 et 0,35.
Que signifie le grain d'un paysage ?: La résolution spatiale de l'analyse, soit la taille de la plus petite unité de la carte.
Qu'est-ce que le problème de l'unité de surface modifiable ?: La dépendance des résultats à la manière dont l'espace est découpé et agrégé, donc à l'échelle et aux limites choisies.
Quelles sont les trois composantes de la fragmentation ?: La perte d'habitat, la réduction de taille des taches et l'augmentation de leur isolement.

Glossaire

FRAGSTATS: Logiciel de calcul de métriques spatiales à partir de cartes catégorielles.
Indice de contagion: Mesure de l'agrégation des classes d'occupation du sol, qui augmente lorsque les types sont regroupés en grandes taches.
Habitat de cœur: Zone d'une tache suffisamment éloignée de la lisière pour échapper à ses influences.
Hétérogénéité du paysage: Variété et agencement des types d'occupation du sol dans un territoire.
Perméabilité de la matrice: Facilité avec laquelle des organismes se déplacent à travers la matrice entre taches.
Étendue: Surface totale couverte par l'analyse d'un paysage.