Analyse de la cohérence écologique du réseau écologique fonctionnel en région ardennaise

Abstract

Ce mémoire a pour objectif d’analyser la cohérence écologique du milieu ouvert humide du réseau écologique fonctionnel wallon créé par Gembloux Agro-Bio Tech en collaboration avec le DEMNA et le DNF. Cette cohérence est étudiée au niveau de la région ardennaise par des analyses de dynamique de populations de cinq espèces de papillons inféodées à ce milieu se différenciant notamment en termes de spécificité, d’habitat et de capacité de dispersion (Boloria aquilonaris, Boloria selene, Boloria eunomia, Lycaena helle, Brenthis ino). L’approche de ce mémoire est de concilier la théorie des métapopulations et l’écologie du paysage avec un modèle d’analyse de viabilité de population simple, incluant une connectivité fonctionnelle et utilisant des données de présence issues de la science participative. La connectivité fonctionnelle se concrétise par des chemins de moindre cout entre populations calculés par le logiciel GRAPHAB à partir d’une matrice de résistance. Les couts de déplacement sont estimés selon deux méthodes : 1) selon des modèles de distribution d’espèces, 2) selon l’expertise. La méthode basée sur l’expertise a été retenue en raison des inconvénients associés à la mise en œuvre de la première. Trois scénarios ont pu analyser l’évolution des métapopulations au cours du temps afin d’observer les impacts des restaurations écologiques passées et potentielles. Une analyse de sensibilité des paramètres impliqués dans le modèle a été effectuée : les paramètres de capacité d’accueil, de perturbations, et la formule de dispersion utilisée ont démontré une grande influence dans la viabilité des métapopulations. L’évaluation des risques de quasi-extinction s’est réalisée de manière relative entre les scénarios et a permis de montrer une amélioration de la viabilité des populations expliquée par l’augmentation de surfaces d’habitat. Le modèle projette des prédictions pessimistes dans le temps qui ne correspondent pas à la réalité afin de découvrir les vulnérabilités du réseau de populations. Ce qui permet de constater que les métapopulations localisées dans les plateaux ardennais sont susceptibles de rester isolées les uns des autres. Enfin, les espèces étudiées ont manifesté des réponses distinctes à la restauration écologique, plus la capacité de dispersion de l’espèce est limitée et moins sa viabilité est assurée.

The aim of this thesis is to analyse the ecological coherence of the open wetland environment of the Walloon functional ecological network created by Gembloux Agro-Bio Tech in collaboration with DEMNA and DNF. This coherence is studied at the level of the Ardennes region by analysing the population dynamics of five butterfly species dependent on this environment, which in terms of specificity, habitat and dispersal capacity (Boloria aquilonaris, Boloria selene, Boloria eunomia, Lycaena helle, Brenthis ino). The approach of this thesis is to reconcile the theory of metapopulations and landscape ecology with a simple population viability analysis model, including functional connectivity and using presence data from participatory science. Functional connectivity is expressed in terms of least-cost paths between populations, calculated using GRAPHAB software on the basis of a resistance matrix. Travel costs are estimated using two methods: 1) species distribution models, and 2) expert opinion. The expert method was chosen because of the application of the first method. Three scenarios were used to analyse the evolution of the metapopulations over time in order to observe the impacts of past and potential ecological restoration. A sensitivity analysis of the parameters involved in the model was carried out: the parameters of carrying capacity, disturbance and the dispersal formula used showed a major influence on the viability of the metapopulations. The assessment of the quasi-extinction risk was carried out on a relative basis between the scenarios and showed an improvement in the viability of the populations, explained by the increase in habitat surface area. The model projects pessimistic predictions into the future that do not correspond to reality, in order to discover the vulnerabilities of the network of populations. This shows that the metapopulations located on the Ardennes plateaux are likely to remain isolated from each other. Finally, the species that have been studied showed distinct responses to ecological restoration: the more limited the species' dispersal capacity, the less certain its viability.