Écologie du paysage
Concepts, méthodes et applications.

Sommaire et contenu du livre "Écologie du paysage - Concepts, méthodes et applications."

Table des matières


Remerciements........................................................................................... V

Foreword ,. VII

Préface XI

Avant-propos: Des paysages passés aux paysages anthropisés actuels XV

1.
Introduction...... XV

1.1.
L'écologie du paysage: un nouveau regard sur les relations
homme-nature XV

1.2.
Les paysages anthropisés, des systèmes dynamiques évoluant

dans le temps et dans l'espace :....................................... XV

2.
Origine et évolution de l'anthropisation XVI

2.1.
Rétrospective: les horninidae avant l'histoire XVI

2.1.1.
Le temps « long », domaine de la paléoécologie XVI

2.1.2.
Origine de l'homme et environnement... XVI

2.2.
Le quaternaire, temps fort de la préhistoire XVII

2.2.1.
Les premiers européens XVII

2.2.2.
Le pléistocène: des hommes dans un environnement
changeant .. XVII

2.2.3. L'homme contre la nature XXI
2.2.4.
Le dernier cycle glaciaire-interglaciaire, aire-refuge, migration des hommes, recolonisation par les plantes et les animaux..................................................................... XXI
3. Les paysages de l'ouest: un cas d'école XXIII
Première partie
Introduction
Chapitre 1

Définition d'une discipline 3

1.
Émergence de l'écologie du paysage dans l'histoire de l'écologie........ 5

1.1.
Histoire de l'écologie de son origine aux années 1970.................. 5

1.1.1.
Autécologie 5

1.1.2.
Synécologie........................................................................ 5

1.1.3.
L'écologie des écosystèmes................................................ 6

1.2.
L'émergence de l'écologie du paysage.......................................... 7

1.2.1.
Les premiers développements de l'écologie du paysage:
la cartographie écologique 7

1.2.2.
Des questions environnementales liées aux transforma­
tions des paysages. la
2.
Reconnaissance de l' hétérogénéité des systèmes écologiques......... 13

2.1.
L'hétérogénéité dépend de la nature des éléments et de l'échelle

à
laqueIJe le système étudié est représenté..................................... 14

2.2.
L'hétérogénéité est un facteur d'organisation des systèmes
écologiques..................................................................................... 17

2.3.
L'hétérogénéité est à la fois spatiale et temporelle 17

2.4.
De nouvelles méthodes pour prendre en compte l'hétérogénéité.. 17

3.
Prise en compte des activités humaines dans les systèmes écologiques 19

3.1.
La genèse des paysages agraires: exemple des bocages
de l'ouest........................................................................................ 19

3.2.
La structure actuelle des paysages est la résultante de la
dynamique passée.......................................................................... 20

3.3.
Les activités humaines sont le facteur principal d'évolution des
paysages sur l'ensemble au niveau planétaire................................ 23

4.
Prise en compte explicite de l'espace et du temps 25

4.1.
La représentation spatialement explicite des systèmes écologiques 25

4.2.
La prise en compte du temps dans l'analyse des processus
écologiques..................................................................................... 27

4.2.1.
La connaissance de l'histoire est nécessaire à la compré­
hension des mécanismes évolutifs des systèmes « naturels»
et donc à leur gestion 27

4.2.2.
L'organisation actuelle peut être le reflet
de conditions environnementales passées: il peut y avoir
un délai d'adaptation des systèmes écologiques aux
changements du milieu 28

4.2.3.
La connaissance de l'état initial est fondamentale pour
prévoir la dynamique d'un paysage... 29

5.
L'écologie du paysage s'est développée sur la base de théories
scientifiques liées à l'écologie ou aux disciplines voisines 29

5.1.
La théorie de la hiérarchie.............................................................. 30

5.2.
Les théories de la physique des systèmes complexes: percolation,
géométrie fractale... 32

5.2.1.
La théorie du chaos 32

5.2.2.
La théorie de la percolation 32

5.2.3.
La géométrie fractale 33

5.3.
La théorie biogéographique des îles............................................... 34

5.4.
La théorie des perturbations 36

Chapitre 2

L'écologie du paysage
: définition d'une approche multi­disciplinaire 39

1.
Le paysage de l' écologue .. 41

1.1.
Le paysage, un concept au centre de nombreuses disciplines........ 42

1.2.
Définitions...................................................................................... 42

1.3.
L'échelle du paysage...................................................................... 43

2.
L'écologie du paysage: une démarche interdisciplinaire 45

2.1.
Intégration de l'histoire de l'environnement et des sociétés:
apport de la géomorphologie, de la paléo-écologie,
de l'histoire (exemple de la baie du Mont-Saint-Michel) 46

2.1.1.
Les grandes étapes de la mise en place du site d'étude:
la baie du Mont-Saint-Michel............................................. 48

2.1.2.
Conclusion 51

2.2.
Rôle des techniques mises en œuvre dans l'utilisation des terres:
apport de l'agronomie et de l'anthropologie 53

2.2.1.
La démarche de l'agronome 53

2.2.2.
La démarche de l'anthropologue et de l'ethnologue 54

2.2.3.
La notion de paysage culturel............................................. 55

2.3.
La reconnaissance des structures passées et récentes du paysage:
apport de la géographie................................. 56

2.4.
Les fonctionnements écologiques.. 57

3.
L'écologie du paysage: transfert des résultats de la recherche
fondamentale vers la biologie de la conservation, l'aménagement et la
gestion de l'espace 58

3.1.
Écologie du paysage et aménagement du territoire 59

3.2.
Application à la gestion de l'espace............................................... 60

3.3.
Applications à la conservation de la nature 60

Deuxième partie
Les paysages: structure et dynamique
Chapitre 3

L'analyse des structures spatiales 65

1.
Les catégories d'éléments du paysage..... 70

2.
De la placette échantillon dans un bois aux bois dans le paysage.......... 72

3.
La typologie des taches et corridors 73

4.
Quelques notions de base sur les approches quantitatives 76

4.1.
La taille des taches, la fragmentation 77

4.2.
Les relations spatiales entre les taches: la connectivité 77

4.3.
L'ensemble de la mosaïque: hétérogénéité 78

4.4.
Les notions d'échelle et de hiérarchie............................................ 80

5.
Mesure de l' hétérogénéité 82

5.1.
Formule 82

5.2.
Propriétés 83

6.
La fragmentation 86

6.1.
Approche structurale globale 87

6.2.
Fragmentation et habitat disponible: approche analytique 89

6.3.
Caractérisation des pixels et de leur contexte 92

Conclusion.............................................................................................. 93

7.
La connectivité .'' 95

7.1.
Les réseaux de corridors 95

7.2.
Effet de la présence de corridors boisés sur la connectivité entre
bosquets........................................................................................... 96

7.3.
Analyse de la connectivité par la recherche de zones de plus
grande perméabilité :.......................................... 98

7.4.
Variation de la connectivité au cours du temps en zone agricole.. 100

7.5.
Conclusion: les multiples facettes de la connectivité.................... 100

8.
Retour sur la dépendance d'échelle: apport de la géométrie fractale.... 102

8.1.
Qu'est-ce qu'un objet fractal ?...................................................... 102

Le rapport d'homothétie................................................................. 102

8.2.
Les méthodes de mesure 104

8.3.
Exemples de fractales d'éléments du paysage 106

8.4.
La dimension fractale des ressources 107

8.5.
Les domaines fractals..................................................................... 107

8.6.
Conclusion 109

9.
Éléments de géostatistique 109

10.Typologies
de structures paysagères III

10.1.
Les données de base , '' III

lÜ.2.Les
méthodes.................................................................................. 113

10.3.
Les résultats.................................................................................... 113

10.4.
Conclusion 116

II.Conclusion
générale 117

Chapitre 4

Dynamique des paysages 119

1.
Quelques questions sur l'organisation et la dynamique des paysages
en partant de l'observation 122

2.
Les changements d'utilisation des terres à l'échelle planétaire 122

3.
Approches régionales des changements d'occupation du sol:
variations selon les modes de mesure 125

3.1.
L'évolution de l'occupation du sol en France depuis un siècle:
une diversité de situations 126

3.2.
Évaluation de l'évolution de l'occupation du sol dans l'ouest
de la France: essai méthodologique 128

3.2.1.
Les données statistiques 128

3.2.2.
Représentation des trajectoires globales d'évolution.......... 130

3.2.3.
Conclusion 132

4.
Approches locales des changements d'occupation du sol: importance
de la spatialisation....................... 133

4.1.
Évolution d'un paysage de terrasses en zone méditerranéenne 134

4.1.1.
Les données de base... 134

4.1.2.
Les évolutions..................................................................... 134

4.1.3.
Conclusion.. 138

4.2.
Évolution d'un paysage bocager, cas de Lalleu (Ille-et-Vilaine)... 139

4.2.1.
Le site d'étude..................................................................... 139

4.2.2.
Les analyses et résultats 140

4.2.3.
Conclusion 146

4.3.
Évolution d'un paysage de rizière en Chine subtropicale.............. 146

5.
La dynamique des paysages de vallées: les cours d'eau et leurs
corridors 149

6.
La dynamique des paysages peu anthropisés...... 154

7 . Des occupations du sol et des paysages en évolution, un phénomène
général.................................................................................................... 159

Chapitre 5

Organisation des paysages 161

1.
Les catégories de modèles 163

2.
La notion d'organisation 166

2.1.
L'organisation spatiale de la mosaïque paysagère 166

2.2.
L'organisation de la mosaïque paysagère vis-à-vis d'autres
facteurs.......................................................................................... 166

2.2.1.
Les bases de mesures informationnelles 167

2.2.2.
Les divers types d'information 167

2.3.
Exemple 170

3.
L'organisation écologique des paysages................................................ 172

3.1.
L'organisation spatiale des systèmes de production agricole
dans la région d'Ottawa (Canada).................................................. 172

3.1.1.
Données de base 172

3.1.2.
Résultats.............................................................................. 174

3.1.3.
Notion de niche paysagique................................................ 174

3.2.
Organisation d'un paysage agricole dans le Pays d'Auge
(Normandie, France) 177

3.2.1.
Facteurs d'organisation du paysage le long d'un transect.. 177

3.2.2.
Facteurs d'organisation du paysage 180

4.
Des exploitations agricoles à la diversité des paysages 181

4.1.
Des exploitations à la diversité des éléments du paysage 182

4.1.1.
La diversité des prairies pennanentes dans le Pays d'Auge,
Nonnandie 182

4.1.2.
La diversité des bordures de champ dans des bocages
annoricains 186
La caractérisation des types de physionomie des bordures de
Hiérarchie des facteurs explicatifs de la physionomie des
Physionomie de bordures de champ et caractéristiques
Physionomie des bordures de champ et structure des haies
Physionomie des bordures de champ et caractéristiques des

Les données de base 186

champs 188

bordures de champ.................................................................. 189

Relation entre physionomie et variables explicatives 190

des exploitations 190

et inter-champs........................................................................ 191

parcelles 191

4.1.3.
Des éléments du paysage inclus dans les exploitations
agricoles.............................................................................. 191

4.2.
L'organisation de l'utilisation des terres dans des bocages
armoricains 191

4.2.1.
Principes généraux d'utilisation des terres dans une
exploitation d'élevage......................................................... 191

4.2.2.
Étude de cas 196

Les données disponibles 196

Les résultats 196

Conclusion 197

5.
Approche générale de la dynamique et de l'organisation des paysages
agraires................................................................................................... 202

6.
Dynamique et (ré) organisation des paysages: approche pluri-échelle
et pluridisciplinaire................................................................................. 204

Troisième partie
Les processus écologiques au sein des paysages
Introduction............................................................................................... 209

Chapitre 6

Le fonctionnement des populations au niveau du paysage--211
1.
La théorie des taches et le fonctionnement des métapopulations........... 214

1.1.
Le concept de métapopulation .. 214

1.1.1.
Définitions 214

1.1.2.
Les différents modèles conceptuels 215

1.2.
Métapopulations et paysage 217

1.2.1.
La taille des taches..... 217

1.2.2.
L'isolement des taches........................................................ 217

1.2.3.
Les lisières et leur configuration 219

1.2.4.
Le rôle des corridors 220

1.2.5.
Les flux géniques 221

2.
Les espèces multi-habitat 223

2.1.
Les mouveménts journaliers entre éléments du paysage 225

2.2.
Les mouvements saisonniers entre éléments du paysage............... 226

2.3.
Les unités fonctionnelles................................................................ 228

3.
Les mouvements dans les paysages 229

3.1.
Une approche hiérarchique des mouvements................................. 229

3.2.
Quantification du mouvement: intensité et nature 230

3.3.
La connectivité ou perméabilité des paysages 231

3.3.1.
L'arrangement spatial des taches, théorie de la percolation 233

3.3.2.
La perméabilité de l'espace entre les taches d'habitat
favorable (matrice).............................................................. 233

3.4.
Les corridors 235

3.4.1.
La structure du corridor 236

3.4.2.
La connectivité du réseau 238

3.4.3.
Les corridors dans le fonctionnement des métapopulations 238

4.
Dynamique du paysage et fonctionnement des populations 240

4.1.
Délai pour l' extinction 241

4.2.
Retard à la colonisation 243

5.
Les modèles de population utilisés en écologie du paysage 246

5.1.
Les objectifs des modèles 247

5.1.1.
Les modèles spatialisés de dynamique des populations 247

5.1.2.
Les modèles de distribution spatiale des populations ou
des individus 247

5.1.3.
Les modèles basés sur les propriétés fonctionnelles du
paysage 248

5.2.
Prise en compte de l'espace 248

Chapitre 7

Relations interspécifiques et biodiversité dans les paysages 251

1.
Les relations interspécifiques '' 253

1.1.
Compétition entre espèces 253

1.2.
La prédation 254

1.3.
Pollinisation -interactions durables 256

2.
La biodiversité........................................................................................ 257

2.1.
La biodiversité dans les paysages agraires..................................... 259

2.1.1.
Conséquences écologiques de l'intensification de
l'agriculture......................................................................... 259

2.
1.2. Conséquences écologiques de la déprise agricole .............. 265

2.2.
La biodiversité dans les paysages « naturels »............................... 268

Chapitre 8

Les flux géochimiques dans les paysages 273

1.
Les zones tampon 275

1.1.
Le principe des zones tampon 276

1.1.1.
Larétentiond'azote 276

1.
1.2. Les .autres effets tampon.. 276

2.
Les phénomènes érosifs et la structure du paysage 277

3.
Les transferts dans les bassins versants 279

3.1.
Le calcul de bilan de minéraux 279

3.2.
Approche structurale 280

3.3.
Approches fonctionnelles 281

4.
Conclusion.............................................................................................. 284

Quatrième partie
Applications à l'aménagement
Chapitre 9

Application des concepts de l'écologie du paysage à la gestion de l'espace et à l'aménagement -------------287
1.
Le concept de corridor appliqué à l'aménagement .. 289

1.1.
La forme et la nature des corridors . 291

1.2.
Le réseau européen de corridors et la stratégie pan-européenne .. 292

1.2.1.
Le réseau ECONET .. 292

1.2.2.
La stratégie pan-européenne pour le maintien
de la diversité biologique et des paysages . 294

1.2.3.
Un exemple de réseau au niveau national: le cas des
Pays-Bas
1.3.
Les corridors entre parcs nationaux ou réserves naturelles:
un outil ciblé pour la conservation des espèces 296

1.3.1.
Quelques exemples de principes généraux de mise en
place de corridors , 296

Mise en place, localisation............... 297

Gestion, entretien 297

Largeur et longueur 297

1.3.2.
Quelques réalisations de corridors pour la faune................ 297

Le corridor pour la faune du Rio Grande............................... 297

Un corridor international entre l'Italie et la Suisse 299

1.4.
Le mouvement des « greenways » 299

1.4.1.
Un bref historique 299

1.4.2.
Définition et diversité des greenways 301

1.4.3.
Quelques exemples 301

2.
La prise en compte des concepts de l'écologie du paysage dans la mise
en place des infrastructures de transport 304

2.1.
Impacts d'une infrastructure linéaire 304

2.1.1.
Modification des habitats 304

2.1.2.
Émissions et effet source 304

2.1.3.
Effet puits............................................................................ 305

2.1.4.
Isolement. 306

2.1.5.
Connexion 306

2.2.
Les mesures de réduction, les mesures compensatoires...... 307

2.2.1.
Choix du tracé..................................................................... 307

2.2.2.
Les mesures compensatoires: diminution de l'effet
barrière et de la mortalité........... 307

3.
L'aménagement des paysages ruraux..................................................... 309

3.1.
Principes de génie écologique........................................................ 310

3.2.
Structures et mécanismes relatifs à la biodiversité 310

3.3.
Structures et mécanismes relatifs à la qualité de l'eau................... 310

3.4.
La mise en œuvre de nouvelles méthodes d'aménagement 311

3.5.
La loi paysage: esthétique et fonctionnement écologique 313

Références bibliographiques......... 317

Glossaire..................................................................................................... 349

Index 355