Calcul des indicateurs paysagers

Afin de tester les 4 hypothèses définies dans la partie 2.1.2, cinq indices paysagers ont été choisis et calculés à partir de neufs classes d’occupation du sol obtenus des cartes de niveau 1 (N1) pour l’année 2013 et 2014. Les indices et les hypothèses associées sont résumés dans le tableau 6 suivant :

Tableau 6 : Liste des variables paysagères et des hypothèses correspondantes.

Indices paysagers Hypothèses testées Formule

NPM – Nombre de Patch de Mil

1.Une faible régulation naturelle de la mineuse de l’épi du mil (MEM) dans les zones dominées par les parcelles de mil

$%&Bi= MPBi (1)

MP est le nombre total de patch de mil dans un buffer (Bi).

NPA - Nombre de Patch d’arbres

2.Une forte régulation naturelle de la MEM dans les zones dominées par la présence de végétation naturelle et plus spécifiquement par les arbres.

$%'Bi= TPBi (2)

TP est le nombre total de patch d’arbre dans un buffer (Bi).

78 SHDI - Shannon’s

diversity index

3.Une forte régulation naturelle de la MEM dans les zones à fortes diversités végétales.

()*+ = ∑2 ./ ∗ ln ./

34 (3)

S = Nombre de classe

Pi = Surface couverte par la classe d’occupation du sol “i”. Prox-Arb – Indice de proximité des arbres et Prox-Mil - Indice de proximité des parcelles de mil

4.Une forte régulation naturelle de la MEM dans les zones ou les arbres sont connectés

5.Une faible régulation naturelle de la MEM dans les zones ou les parcelles de mil sont connectées

%567 = ∑ ⁸9:;

<_9:; =

34 ⁽⁴⁾

aijs = surface (m2) du patch ijs une distance de voisinage spécifié (m) of patch ij.

hijs = distance (m) entre les patch ijs et lespatch ijs, basé sur la distance des patchs noeuf à noeuf.

(Source Soti et al. 2018)

Pour le calcul des indices paysagers (McGarigal 2002), nous avons utilisé le logiciel Fragstat qui nous a permis de calculer les cinq indices paysagers dans huit zones tampons appelés aussi « buffers » (périmètre circulaire centré sur la parcelle de mil observé) allant de 250 à 2000 mètres avec un intervalle de 250 mètres (Figure 25). Pour ce faire, à l’aide du logiciel ArcGIS, 8 zones tampons, larges de 250m, ont été créés autour des 45 parcelles pour les deux années 2013 et 2014.

Figure 25 : Fenêtre de calcul des variables paysagères.

Ensuite pour chaque zone tampon, les types d’occupation du sol dérivés des images satellites ont été extraits et convertis au format image raster pour ensuite être utilisé dans le logiciel

79

- Nombre de patchs de mil et d’arbre : NP et NPA

En nous basant sur le principe que les densités d’arbres dans les parcelles de culture et à proximité augmentent la régulation naturelle des insectes ravageurs (H2), nous avons calculé le nombre d’arbres sur l’ensemble des 45 points d’échantillonnage. Inversement, nous avons supposé (H1) que le contrôle biologique sera moins efficace dans les zones où les parcelles de mil sont très denses. Cette variable correspond au nombre d’éléments d’une classe au niveau de chaque buffer (Tableau 6, formule 1 et 2). Elle fournit une information sur le morcellement de la classe dans le buffer. Elle est égale à 1 lorsque le buffer contient un seul patch de la classe correspondante. C’est une indication sur l’ampleur de la fragmentation de la classe. Pour cette étude, nous avons calculé le nombre de patch de mil (NPM) et d’arbre (NPA).

- Diversité de Shannon : SHDI

En nous basant sur l’hypothèse selon laquelle dans les paysages diversifiées l’action et la diversité des ennemis naturels des insectes herbivores sont favorisées, l’indice de diversité de Shannon a été calculé (Shannon CE & Weaver W 1949). Cet indice est calculé à partir des classes de végétation naturelle et cultivée dérivées des images satellites Pléiades que sont les arbres, les parcelles de mil, les parcelles d’arachides, les zones de maraichage, les jachères. Cet indice calcul la proportion et la fréquence de chacune des classes dans un buffer donné (Tableau 6, formule 3). Il est égal à 0 lorsque le paysage contient une seule classe de végétation. Sa valeur augmente d’autant qu’il y a de classes et que leurs proportions sont équitables, c’est-à-dire lorsque la répartition proportionnelle des classes dans le paysage est équitable.

- Les indices de proximité des patchs de mil et d’arbre : Prox_Arb et Prox_Mil

Les indices de proximité (Gustafson & Parker 1992) entre les patchs de mil (Prox-Mil) et d’arbre (Prox-Arb) ont été calculés en partant du postulat que la contiguïté et la connectivité des habitats « hôtes » facilitent la mobilité et la distribution des insectes (H4). Cette variable tient compte de la taille des patchs située dans un rayon donné et la distance qui les sépare. C’est la moyenne des indices de proximité de tous les patchs du buffer (Tableau 6, formule 4). La valeur minimale de l’indice de proximité est de « 0 » lorsqu’il n’y a qu’un seul patch de la classe dans le buffer. C’est à dire qu’il est égal à « 0 » si un patch n’a pas de voisin de même classe dans le même rayon. L’indice augmente d’autant qu’il y a de patchs dans le rayon et que ces patchs sont proches. L’indice de proximité augmente donc d’autant que le buffer est de plus en plus occupé par des patchs de la même classe et que ces patchs deviennent de plus en plus contigus. Une moyenne faible montre que les patchs sont espacés et répartis sur toute l’image.

80 Pour cette étude, nous avons calculé l’indice de proximité pour les patchs d’arbres (Prox_Arb) et des parcelles de mil (Prox_Mil).