Métapopulations, dispersion, connectivité, et analyse de ... - Natagora

Métapopulations,dispersion,connectivitéet analyse de viabilité de populationNicolas SchtickzelleUCLwww.uclouvain.be/quant-cons-biol

Les causes de la perte de biodiversité1ère cause de laperte de biodiversité:destruction etfragmentation de l’habitat

Les habitats sont de plus en plus fragmentés• La fragmentation est souvent inséparable de ladestruction dans la réalité

L’exemple des milieux humide en ArdenneBoloria eunomia

Des métapopulations se formenten paysages fragmentés• Une métapopulation est un ensemble de populationslocales discrètes dont la dynamique est partiellementindépendante• Chaque population locale a une durée de vie limitée maisla métapopulation persiste grâce à leur renouvellement(extinctions-recolonisations)

Les 3 conditions pour formerune métapopulationContinueDivision floueentre populationslocalesVariation spatiale dequalité d’habitatDiscrète(habitat fragmenté)Le paysage est binaire:habitat vs matrice

AbundanceAbundanceLes 3 conditions pour formerune métapopulationContinueVariation spatiale dequalité d’habitatDiscrète(habitat fragmenté)Division floueentre populationslocalesTrès élevéeCorrélationspatialeFaible àintermédiairePopulationssynchronisées(pas d’effet« métapopulation »)TempsTemps

Les 3 conditions pour formerune métapopulationContinueVariation spatiale dequalité d’habitatDiscrète(habitat fragmenté)Division floueentre populationslocalesTrès élevéeCorrélationspatialeFaible àintermédiairePopulationssynchronisées(pas d’effet« métapopulation »)Dispersion

Les types de métapopulations• Il existe de nombreux types de métapopulation, enfonction de l’amplitude de la dispersionDispersionnonelow to intermediatefrequentOccupied patchVacant patchDispersalExtinctpopulationsDeterministicprogressionIsolatedpopulationsClassical (Levins)metapopulationPatchypopulationVariation amonghabitat patchespatch qualitypatch sizeFrequency ofpopulation eventsProportion ofoccupied habitat( : stable equilibrium)*Influenceof dispersal0ManyExtinctionsMetapopulation dynamics via recolonizationsRecolonizations0% decreasing1-e/m increasing ~100%* * *LowHighLocal dynamics via rescue effect0ManyHighLowSource-sinkSource patch: R>1Sink patch: R0

Le processus de dispersion• Dispersion: tout mouvement d’individu depuis sapopulation natale vers une autre population• Un mouvement de dispersion se déroule en 3 phasesEmigrationDéplacementdans la matriceImmigrationPopulationde départPopulationd’arrivée

Le processus de dispersion• Un processus simple, mais avec de multiples définitionsen fonction du contexte:– Vision génétique: mouvement associé à un flux de gèneuniquement (via la reproduction dans la population d’arrivée)– Vision démographique: aussi les mouvements non suivis dereproduction, s’ils influencent la dynamique locale dans lapopulation d’arrivée (p.ex. compétition pour des ressources)

Le processus de dispersion• La dispersion peut être passive ou active• Elle peut être un événement unique dans la vie del’individu ou se dérouler de façon répétitive• Ce n’est pas une caractéristique fixed’une espèce donnée; elle varie en fonctiondu contexte et de la condition de l’individu

Connectivité : dispersion + paysage• La dispersion dépend aussi du paysage• Connectivité: degré avec lequel le paysage facilite ouempêche les mouvements de dispersion

Deux manières dequantifier la connectivitéConnectivité structurelleConnectivité fonctionnelleBoloria eunomia

Améliorer la connectivité:une approche majeure en conservationwww.conservationcorridor.org

L’analyse de viabilité de population• Comment prédire l’impact d’une mesure de gestionsur une (méta)population ?• Un outil majeur d’aide à la décision estl’analyse de viabilité de population(PVA: Population Viability Analysis)• Une PVA est une modélisation intégrant les facteurs quiinfluencent la dynamique de la (méta)population :– déterministes: évoluent dans une direction déterminée– stochastiques: influencés par le hasard; leurs fluctuationsne sont pas prévisibles

AbundanceLe principe d’une PVAModèle quantitatif stochastiquede la trajectoire futurede la (méta)population200015001000Données sur le paysage et sur l’espèce(démographie, dispersion…),contraintes économiques…50000 50 100 150 200YearRecommandationsMesures de viabilité

Risque dequasi-extinctionRésultat 1: analyse de sensitivitéQuelle est l’influence relative des différents paramètressur la viabilité de la (méta)population ?100%Capacité de charge(indivs. /ha)100%Taux de dispersion75%75%50%50%25%25%0%0%0 100 200 300 400 500 6000 100 200 300 400 500 600Abondance (taille de métapopulation)-100% -95% -50% -25% 0% +25% +50%Boloria eunomia

Risque dequasi-extinctionRésultat 2: comparaison de scénariosAbundance (taille de métapopulation)Maculinea alcon

Risque dequasi-extinctionRésultat 2: comparaison de scénariosAbondance (taille de métapopulation)Maculinea alcon

%temps occupéepar une populationNumber of generationsRésultat 3: comparaison desites/populations100%1007550250%00 10 20 30 40Habitat patchTache d’habitatBoloria aquilonaris