Les Sentinelles du Climat

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Les Sentinelles du Climat

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Les productions

Sont réunis ici l’ensemble des documents issus du programme les sentinelles du climat.

Tome I : Développement d’indicateurs des effets du changement climatique sur la biodiversité en Nouvelle Aquitaine – 2016
Le changement climatique peut devenir directement l’une des principales causes anthropiques du déclin de la biodiversité. Indirectement, il alimentera et amplifiera les autres facteurs de pression impactant la biodiversité.
Pour autant, les réponses adaptatives de la biodiversité restent encore méconnues. Ce manque de connaissance conduit à poser la question suivante : comment évaluer, prédire la réponse de la biodiversité face au changement climatique ?
Nous posons l’hypothèse que les effets du changement climatique sur la biodiversité peuvent être étudiés à partir d’indicateurs, utilisant des espèces ou groupes d’espèces spécialistes qui ont des capacités de déplacements faibles et d’évolutions lentes. Ces espèces choisies et dites « sentinelles » seront les premières à répondre aux variations climatiques locales. Le changement climatique est variable dans l’espace, et les espèces ont des sensibilités différentes en fonction des zones géographiques.
La région Nouvelle Aquitaine est un laboratoire d’étude pertinent qui offre à la fois une sensibilité à l’évolution du climat et une grande diversité d’écosystèmes naturels. Partant du contexte territorial, 18 indicateurs du changement climatique sont retenus dans 5 écosystèmes différents : milieux dunaire, sec, humide, forestier et montagnard.

 

Tome II : Protocoles d’échantillonnage des indicateurs des effets du changement climatique sur la biodiversité en Nouvelle Aquitaine – Version web – 2017
Les recherches sur le terrain des effets du changement climatique sont essentielles pour alimenter des expériences de laboratoires, pour définir des « modèles » d’évolution des espèces, de leurs habitats, pour comprendre les interactions, pour choisir des modèles mathématiques d’agrégation,  d’extrapolation des observations avec les dispersions et les incertitudes associées. Il s’agit de comprendre la relation entre les variations climatiques et la réponse de la biodiversité.
La mise en place de protocoles de suivis à long terme des indicateurs climatiques et biologiques répertoriés, standardisés et adaptés à la problématique du changement climatique est nécessaire. Dans ce cadre, des plans d’échantillonnage de suivis des indicateurs climatiques locaux et de 18 indicateurs biologiques dans les différents écosystèmes de la région Nouvelle Aquitaine ont été élaborés.
Une première campagne de terrain en 2016 a permis la mise en place et le test de ces protocoles qui seront ajustés et optimisés jusqu’en 2021 pour fournir des suivis scientifiques robustes à long terme.
Dans le temps, l’ensemble des données, des informations permet d’alimenter le transfert d’informations vers les acteurs de forces motrices (industriels, exploitants de ressources, politiques, enseignants, grand public…) qui sont les sources de propositions pour mettre en œuvre une gestion, pour appliquer des éléments de réponses dans des politiques environnementales volontaires et avec l’acceptation des différentes parties prenantes.

Tome III : Cadre de la modélisation prédictive des réponses des espèces face au changement climatique – 2017
Dans le cadre de la mise en place de l’analyse des données issues du programme les sentinelles du climat, un premier travail de synthèse bibliographique a été réalisé, permettant de lister et de caractériser différents modèles existants et utilisés spécifiquement dans la recherche sur le changement climatique et ses impacts sur la répartition de la biodiversité. Des articles de revue à impact factor ont été sélectionnés et exploités afin de déterminer leur pertinence pour les indicateurs choisis dans le programme.
Un grand nombre de modèles ont été recensés allant des plus simples aux plus complexes. Chaque modèle possédant ses avantages et ses limites, une combinaison de modèles est souhaitable pour consolider les hypothèses et permettre d’obtenir des cartes prédictives plus fiables. Par conséquent, la modélisation d’ensemble a été considérée comme la meilleure solution pour réduire les incertitudes et les biais. La prochaine phase est de développer et de tester l’outil retenu en intégrant peu à peu les données recueillies sur le terrain pour les analyser et aborder leurs extrapolations.

Tome IV : Ajustement des protocoles d’échantillonnage et analyses exploratoires des indicateurs des effets du changement climatique sur la biodiversité en Nouvelle Aquitaine (version web) – 2017
Sur le territoire de la région Nouvelle-Aquitaine, une vingtaine d’indicateurs « sentinelles du climat » et des indicateurs météorologiques ont été développés dans 5 écosystèmes particulièrement sensibles au changement climatique. En 2017, trois nouveaux indicateurs ont été ajoutés avec l’extension à la nouvelle région : la Rainette verte, la Vipère péliade, la Cistude d’Europe et de nouveaux sites d’étude des indicateurs sentinelles ont été sélectionnés en Limousin.
Des plans d’échantillonnage des indicateurs avaient été élaborés en 2016. Cette année 2017 a été consacrée aux tests des protocoles scientifiques de suivis de la flore et de la faune sur plus de deux cents sites à travers la région qui seront suivis jusqu’en 2021.
Les premiers résultats exploratoires ont permis l’expérimentation des plans d’analyse sur une année ainsi que l’ajustement et l’optimisation des protocoles pour fournir des suivis scientifiques robustes à long terme.
Essentielles pour l’élaboration de stratégies de conservation, les données de ces suivis doivent être largement diffusées. Pour que chacun devienne acteur du programme, des sciences participatives ont été élaborées sur l’étude de la phénologie d’espèces animales et végétales facilement identifiables par l’ensemble des publics visés.

Tome V :  Prise en compte des éléments paysagers dans la modélisation des répartitions des espèces sentinelles du climat – 2018
Ce travail présente la mise en place d’indices paysagers permettant de décrire les processus écologiques à l’œuvre, parallèlement aux effets du changement climatique, sur les sites de suivi du programme scientifique Les sentinelles du climat.
Les indices sont calculés à partir de données d’occupation du sol. Les données existantes ne sont pas appropriées pour l’étude des espèces à faible capacité de déplacement suivies dans ce programme. Des données d’occupation du sol à fine résolution spatiale et thématique ont donc été créées. Le protocole mis en œuvre mobilise la méthode de classification par K-moyennes d’un corpus d’images satellite, à deux périodes de l’année pour intégrer la phénologie, et du Modèle Numérique de Terrain. Des données exogènes complètent et/ou précisent la connaissance de certains éléments mal reconnus par la méthode de télédétection.
Les cartographies obtenues permettent d’affiner les données d’occupation du sol connues en prenant en compte l’hétérogénéité interne des classes. Ce protocole hybride, les méthodes de télédétection et de photo-interprétation mobilisent des sources de données très hétérogènes. La singularité de cette méthode s’explique par la nécessité de la réplicabilité du protocole et d’une application concrète des résultats obtenus dans le cadre de la modélisation de la répartition des espèces sentinelles.
Des indices paysagers, qui serviront à la modélisation globale du programme pour hiérarchiser les sites de suivi en fonction de leur pertinence à isoler au maximum le facteur changement climatique, ont été calculés. Ils ont permis de caractériser et quantifier les apports du protocole de cartographie présenté dans ce rapport.

Tome VI : Résultats exploratoires des indicateurs des effets du changement climatique sur la biodiversité en Nouvelle-Aquitaine (version web) – 2018
La compréhension des effets locaux du changement climatique sur la biodiversité est essentielle pour orienter les politiques environnementales et de gestion des espaces naturels. Le manque de connaissances au niveau régional a conduit au développement d’un programme de recherche « les sentinelles du climat » (2016-2021).
À partir du territoire de la région Nouvelle-Aquitaine, en 2016, une vingtaine d’indicateurs du changement climatique dits sentinelles du climat ont été développés dans différents écosystèmes. Etudier les effets du changement climatique sur ces sentinelles à l’échelle régionale nécessite de nombreuses observations sur le terrain afin d’obtenir des résultats significatifs. Les observatoires régionaux sont des outils permettant d’accéder à une masse d’observations naturalistes, validées et diffusées sur tout le territoire.
En 2018, des premières modélisations exploratoires ont permis notamment de déterminer les facteurs climatiques déterminants pour des espèces d’amphibiens et reptiles. Cependant, ces données permettent d’accéder uniquement aux données de présence. La combinaison des données d’abondance avec celle des données de présence enrichit et valide les modèles.
Ces données nécessitent, dans tous les cas, une mise en place de protocoles d’échantillonnage standardisés sur le terrain. Des plans d’échantillonnage des indicateurs ont été élaborés en 2016, testés et évalués en 2017. Ces protocoles de suivi des espèces sont complétés par des mesures de température et d’humidité sur chaque site.
En 2018, les premiers résultats exploratoires ont permis de réaliser un état de référence et de comparer deux années de suivis pour certains taxons.
Enfin, essentielles pour l’élaboration de stratégies de conservation, les connaissances développées doivent être largement diffusées. Pour que chacun devienne acteur du programme, une plateforme de sciences participatives « l’Observatoire des sentinelles du climat » a été élaborée sur l’étude de la phénologie d’espèces animales et végétales facilement identifiables par l’ensemble des publics visés.

Tome VII : Vers la mise en place d’une base de données des suivis des espèces sentinelles du climat – 2018
Modéliser les effets du changement climatique sur la biodiversité en région Nouvelle-Aquitaine nécessite des observations quantitatives sur l’abondance des espèces dans le temps et l’espace sur le terrain, afin d’obtenir des résultats significatifs. Des suivis protocolés sur le long terme ont ainsi été mis en place dans le cadre du programme les sentinelles du climat. Une vingtaine d’indicateurs biologiques sont suivis par type d’écosystème de 2016 à 2021.
Ces suivis génèrent des milliers de données biologiques et des millions de données climatiques associées. Ce rapport présente la mise en place d’une réflexion de création d’une base de données spécifique. Cette base devient nécessaire pour : 1) gérer l’accumulation et la validation des informations, pour des analyses mécanistiques et statistiques dans le temps, dans le cadre du programme ; 2) permettre leurs exploitations pour la modélisation des répartitions spatio-temporelles des espèces actuelles et pour des projections dans différents scénarios de changement climatique ; 3) établir un état « 0 » répertorié, géré, analysé, diffusé dans l’objectif d’une comparaison d’état dans plusieurs décennies. L’outil de saisie proposé est à ce stade un gabarit standard de description des métadonnées et des données brutes des suivis naturalistes. Ce gabarit est associé à une base de fiches de terrain permettant de localiser précisément les unités d’échantillonnage.