Cartographier finement les mangroves pour mieux les protéger

Un article publié en février 2019 présente les résultats obtenus par une équipe de chercheurs français ayant appliqué une méthode de lecture, basée sur l'analyse de l'intensité des pixels, à des images satellitaires à très haute résolution des mangroves de Mayotte, de la Guadeloupe et de la Nouvelle-Calédonie. Forêts de marais maritime établies en zone tropicale, les mangroves sont des écosystèmes particulièrement riches au niveau faunistique, et ont une fonction importante de protection du littoral et de production de biomasse. Alors que la France a pris des engagements forts pour les protéger, il est indispensable de mieux les identifier et les décrire : leur surface est, de fait, l'un des indicateurs d'évaluation des politiques mises en œuvre.

Les travaux publiés font le point sur l'une des méthodes utilisées pour mener à bien ce projet de cartographie standardisée des mangroves françaises, notamment dans les variations horizontales de leur structure forestière. Ils utilisent un algorithme double d'interprétation des images, à un niveau très fin, afin de déterminer la proportion de végétation pure, de sol (fougères incluses), d'eau ou d'ombres. Cette méthode simple s'avère utile pour faciliter la surveillance du couvert forestier de mangroves et analyser leur structure de façon dynamique. Afin d'accroître encore leur efficacité, ces nouvelles techniques de cartographie nécessitent d'être affinées en étudiant les modalités de diffusion de la lumière solaire dans le couvert.

Classification des structures de végétation de mangroves sur la base de portions des trois sites (A : Guadeloupe, B : Mayotte, C : Nouvelle-Calédonie)

Source : Remote Sensing

Source : Remote Sensing

Cartographie du potentiel de lutte biologique des paysages agricoles européens

En Europe, la protection des plantes repose largement sur l'usage de produits chimiques, qui impactent négativement la biodiversité et la fourniture de services écosystémiques. Le développement de la lutte biologique (ou bio-contrôle) permettrait donc d'améliorer la durabilité de l'agriculture, tout en garantissant la sécurité alimentaire. Dans cet objectif, des chercheurs ont modélisé et cartographié le potentiel de lutte biologique (basée ici sur des auxiliaires, ennemis naturels des ravageurs) des paysages agricoles européens actuels. Leurs résultats sont publiés dans un article de la revue Ecological Indicators.

Pour ce travail, le territoire européen a été divisé en cellules d'un hectare. Leur potentiel de bio-contrôle a ensuite été estimé en considérant : 1) la présence et le nombre d'habitats semi-naturels (ex. haies), 2) leur répartition dans l'espace, 3) leur distance par rapport à la cellule considérée et 4) leur type, boisé ou herbagé et linéaire ou surfacique. Afin de paramétrer le modèle, la densité d’auxiliaires a été mesurée dans 217 habitats semi-naturels différents répartis entre quatre pays (Italie, Allemagne, Suisse, Royaume-Uni). Puis, plusieurs sources de données satellitaires sur l'usage des terres (dont Copernicus) ont été utilisées.

Potentiel de lutte biologique des paysages européens

Source : Ecological Indicators

La carte produite (voir ci-dessus) représente l'index de bio-contrôle ainsi estimé, normalisé de 0 à 100 (maximum). Elle permet d'identifier des zones à fort potentiel, comme la Franche-Comté ou le Massif Central, ou à faible potentiel, comme le Centre-Val de Loire. De manière générale, les cultures arables et pérennes ont le plus faible potentiel, et les systèmes pastoraux et hétérogènes le plus élevé (voir figure ci-dessous). Enfin, ce potentiel diffère d'une région à l'autre. Les paysages suisses ont par exemple un potentiel plus élevé, car ils reposent sur des champs de petite taille parsemés d'habitats naturels ou semi-naturels.

Potentiel de contrôle biologique dans les grands systèmes agricoles et lien entre l'abondance d'habitats semi-naturels et le potentiel dans les départements européens

Source : Ecological Indicators

Les auteurs suggèrent donc d'encourager la présence d'habitats semi-naturels, en particulier de haies boisées, dans les zones à faible potentiel de bio-contrôle. Ils soulignent également l'importance d'étudier les arbitrages et les synergies entre les différents services écosystémiques. Cela fait notamment écho à un autre article récent montrant que la survie des pollinisateurs en Europe de l'Ouest dépend de la configuration des paysages agricoles et pas de la diversité des cultures.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Ecological Indicators

Une cartographie de l'emprise spatiale de la pêche industrielle grâce au big data

Si la pêche industrielle est source d'enjeux économiques et écologiques importants, son emprise spatiale n'avait jusqu'ici jamais été quantifiée. Le développement récent des systèmes d'identification automatique (SIA) de navires, qui enregistrent en continu les déplacements des bateaux, a permis à une équipe de chercheurs étatsuniens de réaliser un tel travail. Conduit en coopération avec Google, il a fait l'objet d'une publication dans la revue Science.

Les auteurs ont procédé au traitement de 22 milliards de données collectées entre 2012 et 2016. Le recours à des techniques d'apprentissage automatique (construction de réseaux neuronaux convolutifs) leur a permis d'isoler les déplacements de plus de 70 000 navires de pêche. Si cela ne représente qu'une fraction des 2,9 millions de bateaux en activité dans le monde, les auteurs estiment que ces données couvrent la plupart des bâtiments de pêche industrielle (plus de 24 mètres).

L'analyse conduite montre qu'au moins 55 % de la surface des océans, soient 200 millions de km², sont exploités par la pêche industrielle. C'est près de quatre fois la surface utilisée dans le monde pour la production agricole. Les auteurs précisent que ce chiffre est vraisemblablement sous-estimé, en raison de la mauvaise couverture satellite de certaines portions du globe et parce que de nombreux navires pêchant dans les zones économiques exclusives ne sont pas équipés de SIA. Des distinctions s'observent par ailleurs selon le type de pêche considéré : la pêche à la palangre couvre 45 % de la surface des océans, contre 17 % pour la pêche à la senne coulissante et moins de 10 % pour celle au chalut. Enfin, 85 % de « l'effort de pêche » mondial, c'est-à-dire du temps passé en mer, sont réalisés par cinq pays : Chine, Taïwan, Espagne, Japon et Corée du Sud.

Effort de pêche global (A) et par type de pêche (B, C et D), exemples de tracés de déplacements de bateaux (E) et productivité primaire nette des océans (F)

Source : Science

Dans un second temps, les auteurs ont testé la corrélation entre l'effort de pêche et diverses variables économiques et environnementales : disponibilité de la ressource, température des océans et prix du fioul. Ils concluent que l'effort de pêche est surtout déterminé par des variables sociales et politiques : périodes de vacances des pêcheurs (nouvel an chinois, fêtes de fin d'année), moratoires saisonniers, etc.

Permise par l'analyse de mégadonnées (big data), cette étude apporte un éclairage précieux sur la pêche industrielle. Pour faciliter de futures recherches, les données et résultats ont été mis à disposition via une plate-forme en ligne.

Mickaël Hugonnet, Centre d'études et de prospective

Sources : Science, Global Fishing Watch

Cartographier les risques liés au ruissellement des insecticides

Environmental Pollution a mis en ligne en mars un article proposant une cartographie, à l’échelle du monde, des risques de ruissellement qui entraîneraient une pollution par insecticides des eaux de surface. Pour ce faire, les chercheurs ont distingué deux catégories de variables : celles liées à l’environnement (pente, pluie et son intensité, caractéristiques du sol, etc.) et celles liées aux pratiques agricoles (taux d’application d’insecticides, etc.). La spatialisation permet de visualiser les zones à haut risque de contamination, comme le montre la figure ci-dessous. Une gradation Nord-Sud apparaît clairement, en Europe par exemple. Les chercheurs concluent que 40 % des terres seraient sujets au risque de ruissellement des insecticides dans les cours d’eau.

Risques de ruissellement des insecticides à l’échelle mondiale

Source : Environmental Pollution

Source : Environmental Pollution

 

Deux nouvelles cartes pour apporter une vue globale sur l’agriculture

L’IIASA et l’IFPRI ont récemment produit deux nouvelles cartes à l’échelle mondiale sur des sujets agricoles. La première présente les pourcentages de terres agricoles pour l’année 2005, avec une résolution d’un kilomètre. Basée sur l’hybridation de multiples sources de données et cartes, avec une validation des données par des volontaires (crowdsourcing), elle améliore une précédente carte réalisée en 2011 par l’IIASA.

IIASA-IFPRI Global Cropland Map (View of northern and central Africa)

Source : IIASA Geo-Wiki Project, Google

La deuxième carte porte sur la taille des parcelles agricoles.

IIASA Global Field Size Map (View of northern and central Africa)

Source : IIASA Geo-Wiki Project, Google

Ces deux cartes sont disponibles sur la plate-forme Geo-Wiki.

Sources : IIASA, Global Change Biology