Discriminating small wooded elements in rural landscape from aerial photography: a hybrid pixel/object-based analysis approach

While small, fragmented wooded elements do not represent a large surface area in agricultural landscape, their role in the sustainability of ecological processes is recognized widely. Unfortunately, landscape ecology studies suffer from the lack of methods for automatic detection of these elements. We propose a hybrid approach using both aerial photographs and ancillary data of coarser resolution to automatically discriminate small wooded elements. First, a spectral and textural analysis is performed to identify all the planted-tree areas in the digital photograph. Secondly, an object-orientated spatial analysis using the two data sources and including a multi-resolution segmentation is applied to distinguish between large and small woods, copses, hedgerows and scattered trees. The results show the usefulness of the hybrid approach and the prospects for future ecological applications

Estimating taxonomic diversity and functional types of perennial forage grasses in mountain meadows: potentialities of Pléiades imagery

Estimating taxonomic diversity and functional types of perennial forage grasses in mountain meadows: potentialities of Pléiades imagery

Sécheresse : quels impacts sur la biodiversité en systèmes prairiaux et pastoraux ?

Les événements climatiques tels que les sécheresses estivales constituent pour la végétation des stress et/ou des perturbations selon leur intensité et leur fréquence. Ces différents types de contraintes conditionnent un certain nombre de stratégies fonctionnelles pour les espèces mais également permettent d'expliquer la structure, la composition des communautés végétales et leur biodiversité. Sur la base de ces mécanismes élémentaires, les effets de la sécheresse peuvent être analysés à l'échelle des espèces ou des communautés. Si l'effet de mortalité est le plus spectaculaire et le plus immédiat, la résilience des communautés de plantes prairiales est sans doute l'un des points clés expliquant la dépression durable de diversité suite aux accidents climatiques, dans la mesure où nombre de ces espèces ont des stratégies de régénération peu propices à une forte capacité de recolonisation. Enfin, l'interférence avec les pratiques de gestion des prairies est fondamentale pour expliquer les cas de déviation de succession végétale ou de faibles capacités de restauration de la biodiversité. Ces nouvelles contraintes de gestion mettent en évidence la nécessité d'une approche multi-échelles pour la conservation de la biodiversité dans les systèmes pastoraux

Biodiversity and fragmented forests.

ALTER-Net All-Parties Conference 5th – 9th February 2007 Palma, Mallorca PROGRAMME Objectives 1. To bring all partners together, to re-communicate the shared vision and showcase some of the important work we are doing 2. To enable participants from all WPs to meet, exchange views and develop plans and common approaches for the final two years of ALTER-Net 3. To launch LTER-Europe 4. To present the benefits of the ALTER-Net approach in relation to a specific biodiversity issue and to produce a synthesis volume 5. To enable to Network Advisory Committee and other key stakeholders to experience the full range of ALTER-Net activities

Detecting clear-cuts and decreases in forest vitality using MODIS NDVI time series

This paper examines the potential of MODIS-NDVI time series for detecting clear-cuts in a coniferous forest stand in the south of France. The proposed approach forms part of a survey monitoring the status of forest health and evaluating the forest decline phenomena observed over the last few decades. One of the prerequisites for this survey was that a rapid and easily reproducible method had to be developed that differentiates between forest clear-cuts and changes in forest health induced by environmental factors such as summer droughts. The proposed approach is based on analysis of the breakpoints detected within NDVI time series, using the "Break for Additive Seasonal and Trend" (BFAST) algorithm. To overcome difficulties detecting small areas on the study site, we chose a probabilistic approach based on the use of a conditional inference tree. For model calibration, clear-cut reference data were produced at MODIS resolution (250 m). According to the magnitude of the detected breakpoints, probability classes for the presence of clear-cuts were defined, from greater than 90% to less than 3% probability of a clear-cut. One of the advantages of the probabilistic model is that it allows end users to choose an acceptable level of uncertainty depending on the application. In addition, the use of BFAST allows events to be dated, thus making it possible to perform a retrospective analysis of decreases in forest vitality in the study area

Les relations spatiales et temporelles entre les communautés d'oiseaux et les paysages agricoles

Cette thèse concerne l évaluation des impacts des changements d utilisations des sols sur la biodiversité des paysages agricoles à partir du modèle oiseaux. L intensification de l agriculture a engendré une diminution des habitats semi-naturels et de l hétérogénéité des paysages avec de profondes conséquences sur la structure et la dynamique des communautés animales et végétales. Etablir des politiques environnementales efficaces nécessite de comprendre finement les processus écologiques mis en jeu par ces changements. Dans mes travaux, j ai utilisé deux stratégies : l étude des relations synchroniques et diachroniques entre les communautés d oiseaux et les paysages. L approche synchronique m a permis de vérifier la généricité spatiale des relations oiseaux-habitat. J ai pu mettre en évidence que la distribution de l alouette des champs et que la richesse spécifique en oiseaux sont expliquées par les mêmes facteurs paysagers dans trois régions géographiques de France (Gascogne, Poitou, Bretagne). Ces résultats suggèrent que, dans certains cas, les mêmes programmes de gestion peuvent être utilisés sur une large étendue géographique, sans qu il soit nécessaire de les adapter localement. Dans un second temps, sur le site de recherche des Vallées et Coteaux de Gascogne j ai comparé les communautés d oiseaux dans cinq systèmes agricoles aux intensités de production contrastées. J ai montré que la structure et la composition des communautés sont très similaires dans les cinq systèmes. Ce résultat inattendu est probablement dû au maintien sur ce site d étude, pour des raisons culturelles, d un paysage hétérogène qui tamponne les effets de l intensification agricole. L approche diachronique m a permis de quantifier l impact de la dynamique des paysages à long terme sur les communautés d oiseaux sur le site Vallées et Coteaux de Gascogne qui, entre 1982 et 2007, a connu une légère diminution de l hétérogénéité des paysages et une forte augmentation des cultures aux dépens des prairies. J ai trouvé des relations significatives entre les changements des communautés et des paysages. Ces relations temporelles étant moins fortes que les relations synchroniques aux deux dates, cela suggère d être prudent dans l utilisation du space for time substitution . Dans le but de construire des outils fiables pour prédire les patrons de distribution d espèces, j ai évalué et comparé les performances prédictives de deux approches de modélisation : niveau espèce versus niveau communauté. Je montre que ces deux approches ont une fiabilité similaire et une capacité de prédiction correcte. Ces types de modèles pourraient être couplés à des scénarios d évolution des paysages pour simuler la réponse de la biodiversité à ces scénarios.This thesis concerns the assessment of the impacts of land use changes in agricultural landscapes on biodiversity based on bird communities. The intensification of agriculture has resulted in a decrease of semi-natural habitats and the diversity of landscapes with profound consequences on the structure and the dynamics of plant and animal communities. Establish effective environmental policies requires an understanding of ecological processes responsible for these changes. In my work, I used two strategies: the study of synchronic and diachronic relations between bird communities and landscape structure. The synchronic approach allowed me to check the spatial genericity of relationships between birds and their habitats. I demonstrated that the same landscape factors explain the distribution of the skylark and the species richness in three geographic regions of France (Gascogny, Poitou, Britain). These results suggest that in some cases the same management programs can be used over a wide geographical area, without the need to adapt locally. In a second step, in the site Vallées et Coteaux de Gascogne I compared bird communities in five agricultural systems with contrasting intensities of production. I showed that the structure and composition of communities are very similar in all five systems. This unexpected result is probably due to the maintenance on this study site, for cultural reasons, of a heterogeneous landscape that buffers the effects of agricultural intensification. The diachronic approach allowed me to quantify the impact of long term landscape dynamics on bird communities in the site Vallées et Coteaux de Gascogne . Between 1982 and 2007, it occured a slight decrease in the heterogeneity of landscapes and a strong increase of crops at the expense of grasslands. I found significant relationships between landscape dynamics and changes in bird communities. However, these temporal relations are weaker than synchronic relations on both dates. These results suggest to be cautious in the use of the "space for time substitution" approach. In order to build reliable tools to predict species distribution patterns, I have evaluated and compared the predictive performance of two approaches modeling: species level versus community level. I showed that both approaches have a similar reliability to predcit species distributions. These types of models could be coupled with scenarios of landscape changes to simulate the response of biodiversity to these scenarios.TOULOUSE-ENSAT-Documentation (315552324) / SudocSudocFranceF

Construction et visualisation 3D de scénarios de changement de l’utilisation des terres pour l’appui à la gestion des paysages de montagne en cours de boisement spontané.

Dans les recherches sur les paysages, la construction de scénarios et la visualisation se développent comme outils de sensibilisation au changement ou d’aide à la gestion des paysages (Dockerty et al., 2006). Nous avons appliqué ce type de démarche dans le cadre d’une recherche en partenariat sur les processus et conséquences du boisement spontané des vallées du Parc National des Pyrénées par le frêne (Fraxinus Excelsior). La finalité du projet est de mettre au point des références et des outils pour l’aide à l’orientation des politiques locales de gestion des territoires. Nous avons construit trois scénarios contrastés d’utilisation des terres en 2030 sur une commune de référence à partir de l’analyse des modalités locales d’organisation de la gestion agricole de l’espace et de leur dynamique depuis 1950 (Mottet et al., 2006). Les scénarios portent respectivement sur la prolongation de la tendance actuelle (Sc1), les effets de la réforme de la PAC (Sc2), et ceux d’une politique d’urbanisation poussée des villages (Sc3). Nous en avons modélisé les conséquences sur l’évolution des couverts à l’aide des connaissances sur la dynamique écologique de colonisation du frêne (Julien et al., 2006). Les changements du paysage pour chaque scénario (modes d’utilisation du sol ; couverts) ont été simulés à l’aide d’un SIG (ArcView). L’impact des scénarios sur les propriétés des paysages a été évalué au moyen d’indicateurs métriques (propriétés écologiques et visuelles ; état des ressources agricoles et forestières) et d’images virtuelles 3D (LandExplorer). Les principes et les résultats de la démarche ont été intégrés dans un prototype de « visualisateur ». Nous discutons l’intérêt et les limites de ce type d’outil qui, au vu des premières évaluations et des retombées positives de notre travail, semble répondre aux aspirations des responsables locaux de la gestion des territoires