La condition écologique fait généralement référence à l'état des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des écosystèmes naturels et à leurs processus d'interaction. De nombreuses utilisations humaines des terres affectent l'état écologique, par l'enlèvement ou la modification de la végétation, le détournement de cours d'eau ou la modification de l'hydrologie naturelle, l'introduction d'espèces non indigènes et envahissantes, etc. Les évaluations de l'état du paysage appliquent les principes de l'écologie du paysage avec des informations cartographiées pour caractériser l'état écologique d'une zone donnée. Étant donné que les utilisations humaines des terres - telles que les infrastructures construites pour le transport ou les zones urbaines/industrielles, et la couverture terrestre telle que l'agriculture ou d'autres modifications de la végétation - sont de plus en plus disponibles sous forme de cartes, ils peuvent être utilisés pour modéliser spatialement les inférences sur l'état écologique.
La conservation de la biodiversité exige des approches d'inventaire, d'évaluation et de suivi qui couvrent une gamme d'échelles spatiales ; des paysages continentaux aux paysages régionaux aux sites locaux. À l'échelle continentale, nous documentons les tendances de l'étendue de l'habitat et de l'état écologique afin de mesurer les progrès des régimes réglementaires et d'informer les investissements nationaux de conservation. Les planificateurs de la conservation travaillant dans les paysages régionaux utilisent des informations sur le type et l'état des écosystèmes et des habitats pour hiérarchiser les sites à protéger, contribuer aux objectifs d'habitat et orienter le développement afin de minimiser les conflits. À l'échelle locale, les décisions concernant la préservation ou la restauration nécessitent des informations détaillées sur les conditions particulières du site. Tous nécessitent une connaissance de l'état écologique. Notre tâche est de veiller à ce que les bonnes informations soient disponibles à travers ces échelles pour soutenir les bonnes décisions.
Lorsque nous classons, décrivons et cartographions les écosystèmes et les habitats, nous énonçons des hypothèses sur la composition, la structure et les fonctions de l'écosystème, et sa réponse aux facteurs de stress humains. Les évaluations de l'état écologique appliquent un ensemble d'indicateurs rentables de l'état écologique « très élevé » à « très faible ». Lors du choix des indicateurs, la préférence est donnée à ceux qui peuvent mesurer directement le changement dans la composition des espèces indigènes en réponse directe à différents niveaux de stress. Cependant, il est souvent plus facile de mesurer un indicateur de stress. Par exemple, on peut s'appuyer sur des preuves d'altération hydrologique ou sur le caractère naturel relatif de la zone tampon pour déduire un changement dans la composition des espèces indigènes.
De plus en plus, une structure à plusieurs niveaux est utilisée pour évaluer l'état écologique à l'intérieur et entre plusieurs sites. Dans le cadre de NatureServe, le niveau 1 (évaluation à distance) repose principalement sur la télédétection et les indicateurs de l'état du paysage affectant les types d'écosystèmes. Les entrées cartographiques incluent la couverture terrestre ou l'utilisation des terres. Le niveau 2 (évaluation rapide) implique des indicateurs relativement simples facilement observables sur le terrain ; parfois sous forme de listes de contrôle. Les indicateurs peuvent porter à la fois sur les facteurs de stress (p. ex. fossés, traversées de routes et apports de polluants) et sur les conditions (p. ex. connectivité hydrologique, couverture relative d'espèces végétales indigènes). Le niveau 3 (évaluation intensive) nécessite des mesures détaillées sur le terrain et un plan d'échantillonnage statistiquement rigoureux. L'échantillonnage intensif est coûteux, de sorte que ce niveau de mesure est limité à un nombre relativement restreint de « sites de référence ».
Le modèle d'état du paysage de NatureServe donne un indice de niveau 1 de l'état écologique. Il s'appuie sur le nombre croissant de méthodes publiées pour l'évaluation spatiale des effets écologiques à travers les paysages. Ce modèle applique les données spatiales disponibles pour exprimer de manière transparente les connaissances des utilisateurs concernant les effets relatifs des utilisations des terres sur les habitats naturels. Les connaissances des experts informent la sélection et la pondération des facteurs de stress, et peuvent intégrer les informations de la littérature publiée pour paramétrer le modèle à appliquer dans une région donnée. Cette approche de la modélisation spatiale permet aux utilisateurs d'exprimer des hypothèses au niveau du site sur l'effet écologique relatif que chaque type d'utilisation des terres a (appelé score d'impact du site) et l'effet potentiel à mesure qu'il diminue avec la distance du site (appelé score de dégradation) . L'indice résultant combine les scores de toutes les couches d'entrée et leurs valeurs par pixel. Une variété d'ensembles de données indépendants, y compris des observations sur le terrain, des cartes existantes et une évaluation experte de l'imagerie haute résolution, sont ensuite utilisés pour valider le modèle. Cette approche est intégrée au logiciel de planification NatureServe Vista. Une version du modèle est utilisée dans l'outil d'évaluation de l'habitat crucial développé par les partenaires de la Western Governors Association. Une version plus récente, couvrant toute l'Amérique du Nord tempérée, qui a été à la fois calibrée et validée à l'aide d'observations de terrain à travers le continent, est décrite dans un article de la revue Ecological Indicators.
Hak, JC et PJ Comer. 2017. Modélisation de l'état du paysage pour l'évaluation de la biodiversité – Application en Amérique du Nord tempérée. Indicateurs écologiques Vol. 82:206-216
Cet article peut être trouvé à : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X17303916
Les cartes ci-jointes présentent ce modèle et le document résume les scores par région. Le document illustre également les applications du modèle pour établir des estimations à l'échelle de l'aire de répartition de l'état écologique pour les types d'écosystèmes terrestres.
Les données spatiales peuvent être trouvées sur le Biodiversity Open Data Hub ici.