Offre de stage de Master 1 en SIG – Cartographie à l’OFB

Sujet :
Analyse de la connectivité fonctionnelle du paysage du massif Pyrénéen pour l’ours brun.

Affectation :
Office Français de la Biodiversité (OFB), Direction de la Recherche et de l’Appui Scientifique (DRAS), Service Gestion et conservation des espèces à enjeux, Villeneuve de Rivière (31).

Conditions :
Stage de Master 1 non indemnisé de 7 semaines au printemps 2022.

Co-encadrement :
Dr Cécile Vanpé – chef de projet ours à l’OFB, basée à Villeneuve de Rivière (31).
Dr Jonathan Carruthers-Jones (University of Leeds), basé dans les Hautes Pyrénées.

Contexte :
La perte et la fragmentation des habitats, qui sont essentiellement causées par le développement des infrastructures de transport et l’artificialisation des sols par l’homme (foresterie, défrichement pour l’agriculture et l’élevage, urbanisation…), sont considérées comme l’une des causes majeures de perte de biodiversité (Petsas et al. 2020). Elles modifient la structure et la configuration de la mosaïque paysagère, et notamment le nombre, la taille et l’isolement des patchs d’habitats, entraînant une diminution de la connectivité du paysage pour les espèces, contraignant les mouvements, la dispersion et la colonisation de nouveaux territoires, et créant des barrières physiques et/ou comportementales aux mouvements des individus et aux flux de gènes entre populations ou sous-populations (Almasieh et al. 2019). Ceci peut conduire à un isolement des populations, un appauvrissement de la diversité génétique et par conséquent une augmentation de la consanguinité (Almasieh et al. 2019). L’ensemble de ces effets peut fragiliser la viabilité démogénétique des petites populations et engendrer le déclin des populations voire l’extinction d’espèces selon un vortex d’extinction (Kopatz et al. 2021).
La connectivité écologique est ainsi définie comme le mouvement sans entrave des espèces et le flux des processus naturels qui soutiennent la vie sur Terre (Hilty et al. 2020). Pour les espèces, elle correspond au mouvement des populations, des individus, des gènes, des gamètes et des propagules entre les populations, les communautés et les écosystèmes, ainsi que celui des matières non vivantes d’un endroit à un autre (Hilty et al. 2020). On distingue en général la connectivité fonctionnelle qui représente une description de la façon dont les gènes, les gamètes, les propagules ou les individus se déplacent dans les paysages terrestres, d’eau douce et marins, de la connectivité structurelle qui mesure la perméabilité de l’habitat en fonction des caractéristiques physiques et de la disposition des parcelles d’habitat, des perturbations et d’autres éléments terrestres, d’eau douce ou marins jugés importants pour le déplacement des organismes dans leur environnement (Hilty et al. 2020). La connectivité structurelle reflète ainsi l’agencement physique des habitats disponibles ou non (matrice), tandis que la connectivité fonctionnelle est le degré auquel un paysage – y
compris la matrice entre les parcelles d’habitat – facilite ou entrave le déplacement des organismes étudiés (Keeley et al. 2021). Un paysage qui est fonctionnellement connecté pour certaines espèces peut donc ne pas l’être pour d’autres. La création de corridors écologiques entre les parcelles d’habitat favorables et isolées vise à maintenir ou à restaurer une connectivité écologique efficace, en permettant de reconnecter les sous-populations et d’améliorer la survie, les mouvements des individus et donc les flux de gènes au sein des populations (Petsas et al. 2020).
Les grands carnivores, tels que l’Ours brun (Ursus arctos), sont particulièrement sensibles à la perte de connectivité aux vues de leur forte mobilité et de leurs vastes domaines vitaux (Mateo- Sanchez et al. 2014 ; Almasieh et al. 2019). En Europe, l’ours brun a vu son aire de répartition grandement réduite (Almpanidou et al. 2014) conduisant à sa quasi extinction au cours du siècle dernier (Martin et al. 2012). Aujourd’hui, grâce aux efforts de conservation et de
renforcement des populations, l’espèce se maintient au sein de multiples petites populations dispersées en Europe, parmi lesquelles celle des Pyrénées et du Trentin sont les plus menacées (Martin et al. 2012). L’ours brun est capable de se disperser sur de longues distances (Kopatz et al. 2021), un individu pouvant parcourir plus de 10 km par jour (Sentilles
et al. 2021). Les déplacements des femelles sont en général limités puisqu’elles ont un comportement philopatrique à l’inverse des mâles qui peuvent se disperser sur de grandes distances (Rodriguez Recio et al. 2020 ; Schregel et al. 2017). L’étendue du domaine vital annuel peut atteindre plusieurs centaines de km² notamment chez les mâles (Sentilles
et al. 2021). Les vastes domaines vitaux de l’ours brun couvrent en général une large diversité d’habitats, notamment de type forestiers (Peters et al. 2015 ; Rodriguez Recio et al. 2020). L’ours brun montre une utilisation différentielle des habitats, de manière journalière et saisonnière, en fonction de ses besoins vitaux (Almpanidou et al. 2014). Il existe peu
de réelles barrières physiques aux mouvements pour les ours si ce ne sont peut-être les autoroutes (Rodriguez Recio et al. 2020 ; Kopatz et al. 2021), les canaux, les zones de très hautes altitudes et les zones fortement urbanisées (Martin et al. 2012). Bien que les ours soient capables de traverser les routes, celles-ci présentent toutefois un risque élevé de
mortalité par collisions et sont sources de dérangement du fait de la circulation routière et de la forte présence humaine (Martin et al. 2012 ; Rodriguez Recio et al. 2020). Ainsi, même franchissables en théorie, elles peuvent être perçues par les ours comme une barrière comportementale et entraver leurs déplacements (Rodriguez Recio et al. 2020).
Autrefois présent presque partout en France en plaine comme en montagne, l’ours brun a vu sa dernière population, présente dans les Pyrénées, diminuer de manière drastique au cours des derniers siècles suite à sa persécution et à la destruction de son habitat par l’homme, jusqu’à être au seuil de l’extinction avec seulement cinq individus cantonnés
dans les Pyrénées occidentales en 1995 (Taberlet et al. 1997). Face à ce constat, un renforcement de la population ursine pyrénéenne a été mis en place dès 1996, avec à ce jour un total de 11 individus d’origine slovène réintroduits, d’abord dans le noyau centro-oriental où l’ours brun avait complètement disparu, puis dernièrement dans le noyau occidental. Ces actions ont permis de vérifier que les conditions naturelles d’habitats favorables requises pour l’accueil de la population d’ours brun étaient bien réunies, ainsi que de relancer la dynamique de la population, qui compte un minimum de 64 individus détectés en 2020 sur une surface de 8 200 km² (Sentilles et al. 2021). Mais la population reste fragile et vulnérable aux risques démographiques et génétiques, ainsi qu’aux mortalités d’origine anthropique (braconnage, tirs de défense, collisions…), du fait de son faible effectif, son isolement géographique (elle est séparée de la population des Cantabries par environ 300 km) et sa forte consanguinité (Le Maho et al. 2013). De plus, la population reste fragmentée. En effet, bien que depuis 2017, quelques mâles dispersent entre les deux noyaux historiques des Pyrénées centrales et des Pyrénées occidentales longtemps restés isolés, la connectivité fonctionnelle n’est toujours
pas assurée pour les femelles qui sont philopatriques et s’installent à proximité de leur lieu de naissance (Sentilles et al. 2021). La population d’ours brun des Pyrénées est ainsi toujours considérée comme en danger critique d’extinction (IUCN 2017). La connectivité du paysage, et notamment la connectivité entre les deux noyaux historiques des Pyrénées centrales et des Pyrénées occidentales, constitue un enjeu particulièrement important pour la viabilité démo-génétique à long terme et la conservation de la population d’ours brun des Pyrénées.

Objectifs :
L’objectif de ce stage est d’évaluer la connectivité fonctionnelle du paysage pour l’ours brun dans les Pyrénées en utilisant des cartes de résistance basées sur les données CORINE Land Cover (Büttner et al. 2004) reclassées et pondérées en fonction de la résistance des différentes classes d’habitats aux mouvements de l’ours. Ces analyses pourraient permettre d’apporter des recommandations en terme d’aménagement des habitats et du territoire (ex.
création de passages à faune, aménagements forestiers) afin de conserver et de créer des corridors écologiques favorables à la connectivité fonctionnelle du paysage pour l’ours dans les Pyrénées. Un accent particulier sera mis sur la connectivité entre les deux noyaux historiques de populations d’ours brun dans les Pyrénées (noyau centro-oriental et noyau occidental).

Méthodes :
L’étudiant aura à sa disposition l’ensemble des données géolocalisées d’indices de présence d’ours brun dans les Pyrénées issues du suivi non invasif à long terme de la population par le Réseau Ours Brun (ROB) (Sentilles et al. 2021), ainsi que les données de localisations des ours équipés de colliers et/ou émetteurs VHF et/ou GPS. Il pourra également se baser sur les travaux réalisés par Carruther-Jones (2013) dans le cadre d’un projet qui visait à examiner et tester les approches de cartographie et de priorisation des zones pour la conservation pour évaluer la connectivité dans les Pyrénées.
Il s’agira plus spécifiquement de créer des cartes de résistance, à partir d’une carte des habitats caractérisée par une ou plusieurs variables catégorielles multi-classes (e.g. les types d’occupation des sols) ou continues (e.g. la rugosité du terrain) (Keeley et al., 2021). Nous utiliserons dans notre cas pour une première approche les cartes CORINE Land Cover d’occupation des sols (Büttner et al. 2004). Ces cartes vont permettre de modéliser la
résistance des différentes classes d’habitat aux mouvements des ours en supposant une relation inverse entre l’adéquation des habitats pour les ours et la résistance de ces habitats aux mouvements des ours (Cisneros-Araujo et al. 2021). L’adéquation des habitats pour être évaluée :
– soit à partir de la littérature et des dires d’experts (Peters et al. 2015 ; Petsas et al. 2020),
– soit à l’aide de données de localisations des ours ou de présence d’ours, en utilisant par exemple l’algorithme de l’entropie maximale dans le logiciel MaxEnt (Ziółkowska et al. 2016 ; Almasieh et al. 2019).
Une fois la carte de résistance construite, la connectivité fonctionnelle peut être évaluée par des approches de modélisation des chemins de moindre coûts, basées sur la théorie des circuits (Almasieh et al. 2019) et la théorie des graphes (Petsas et al. 2020) avec des outils tels que Linkage Mapper sur ARCGIS (Galo et al. 2019).

Profil du candidat recherché :
Connaissances : Cartographie et SIG, Statistiques spatiales, Des connaissances en écologie seraient un plus.
Savoir-faire opérationnel : Logiciel ARCGIS, Langage de programmation R (et notamment les packages d’analyses spatiales et de cartographie), Bon niveau en anglais
Savoir-être professionnel : Sens du relationnel (travail en équipe), rigueur, autonomie
Diplômes – Formation – Expérience : Etudiant en Master 1, spécialité Cartographie – SIG ou en Master 1, spécialité Ecologie avec de bonnes compétences avérées en Cartographie et SIG.

Modalités de candidature :
Les personnes intéressées devront adresser leurs candidatures (CV détaillé et lettre de motivation) par courriel sous la référence Stage Master 1 – Connectivité fonctionnelle Ours à [email protected] et [email protected]
La date limite de dépôt des candidatures est fixée au 30/11/2021.

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement. Un email de contact est disponible: [email protected]

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