Réserves et zones protégées

(1)

Design, emplacement et gestion

Réserves et zones protégées

BIO3515

Prof. Gabriel Blouin-Demers, PhD

(2)

Tendances dans les aires

protégées

(3)

Taille des parcs

(4)

Représentation

(5)

Grand Canyon NP

Raison première de la création des

parcs est souvent la géologie….

(6)

Yellowstone NP

(7)

Pergams & Zaradic. 2008. Evidence for a fundamental and pervasive shift away from nature-based recreation. PNAS 105: 2295-2300.

Diminution des visites

On ne peut apprécier si

on ne connait pas...

(8)

• Il y a un état d’équilibre stable pour les

écosystèmes

• Lorsque perturbés, les écosystèmes

reviennent à leur état d’équilibre

État de l’écosystèmeCaractéristique 1

Caractéristique 2

Perturbation

État d’équilibre

État perturbé

Écosystèmes

Hypothèse de l’équilibre

(9)

• Écosystèmes peuvent être préservés dans des réserves

• Les écosystèmes vont s’y maintenir à leur état d’équilibre

• Lorsque perturbés, ils vont revenir à leur état d’équilibre

Implications de

l’hypothèse de l’équilibre

(10)

• Les écosystèmes naturels sont en changement

dynamique entre plusieurs états

• Lorsque perturbés, ils peuvent changer d’état

État de l’écosystèmeCaractéristique 1

Caractéristique 2

Perturbation

S₁

État perturbé S₂

S₁

S₂

S₃ S₃

Écosystèmes

Hypothèse du non-équilibre

(11)

• Les écosystèmes ne peuvent être préservés facilement dans des réserves isolées

• Il est peu probable que les réserves demeurent dans un seul état stable

• Les perturbations naturelles et

anthropogéniques vont causer des changements dans les réserves

Implications de l’hypothèse

du non-équilibre

(12)

Design & emplacement

des aires protégées

(13)

• Préservation d’écosystèmes intacts (Ex:

bassins versants)

• Préservation de la biodiversité (Ex: régions avec beaucoup d’endémisme)

• Préservation d’espèces étendard (Ex: grands carnivores)

• Conservation pour une exploitation soutenable (Ex: forêts, marais)

Objectifs des réserves

(14)

• Si l’espèce étendard requiert un vaste habitat, sa

protection peut mener à la protection d ’un écosystème complet et à celle de

nombreuses autres espèces

• Ex: tigres, pandas, grizzly

• Syndrome de Bambi...

Espèces étendard et le concept du parapluie

Autres

espèces Autres espèces

Espèce étendard

(15)

Espèces étendard

(16)

Espèces étendard

(17)

• Enjeux biologiques, et leur implications pour la taille, l’emplacement, la configuration, etc.

• Enjeux socioculturels, implications face aux utilisations traditionnelles du territoire

• Enjeux économiques, implications pour l’économie locale et régionale

Enjeux du design des

réserves

(18)

• ^Taille

• ^Forme

• Zones tampon

• Corridors et réseaux de réserves

• Contexte du territoire

• Hétérogénéité spatiale et agrégation

• Représentativité

Aspects critiques dans

le design des réserves

(19)

• Nombre d’espèces

d’herbivores augmente avec la taille des parcs d’Afrique de l’est

• Mécanisme: taux

d’extinction plus faibles dans les grands parcs

Log surface du parc (km²)

1 2 3 4 5

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Log richesse spécifique

Taille des réserves: implications

de la biogéographie des îles

(20)

• Depuis l’arrivée des

européens dans le nord des Rocheuses

• Pertes augmentent avec la taille décroissante des aires isolées

• Donc aires isolées de petite taille ne sont pas suffisantes pour

maintenir la diversité

10 Superficie (km²x 1000)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

% moyen d’espèces perdues

0 10 20 30 40 50 60 70

Pertes de grands

mammifères

(21)

• Parcs Nationaux USA

• ^Nombre

d’extinctions est

inversement relié à la taille des parcs

0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 100 1000 10000 100000

Superficie (km²)

Nombre d’extinctions

Extinction de mammifères

dans les parcs

(22)

• Taille des populations augmentent avec celle des parcs

• De grands parcs sont requis pour des

populations viables de gros herbivores et

particulièrement de carnivores

Petits herbivores Gros herbivores Gros carnivores

1 10 100 1000 10000 100000

1 100 10000 1000000

Taille de la population

Superficie du parc (hectares)

Taille des parcs et des

populations protégées

(23)

• Rapport bordure:superficie diminue lorsque la taille de la réserve augmente

• Donc, pour une largeur de zone d ’influence donnée, les petites réserves seront plus affectées que les

grosses

Taille des réserves et

effets de bordure

(24)

• Réserves longues et étroites sont surtout de la bordure

• Réserves circulaires de même superficie ont un habitat intérieur

100 m

Bordure Intérieur

Forme des réserves et

effets de bordure

(25)

• Dans les réserves circulaires, la perte d’habitat de bordure peut réduire

dramatiquement la superficie de l’habitat d’intérieur

Effets de la perte d’habitat sur des réserves de formes différentes

Bordure

Intérieur

100 m

(26)

• Richesse spécifique est plus grande

• Populations protégées sont plus grandes

(particulièrement important pour les grands mammifères)

• Effets de bordure sont minimisés

Pourquoi privilégier les

grandes réserves?

(27)

• Zone centrale où l’impact de l’homme est minimal

• Zone tampon qui protège la zone centrale

• Zone de transition entre la réserve et le territoire non

protégé Centre

Zone tampon

Zone de transition

Design des réserves: zone

tampon et de transition

(28)

• Diminue l’impact des menaces extérieures

• Permet usages multiples tout en minimisant les impacts sur la biodiversité et la structure et le fonctionnement de l’écosystème

• Minimise l’effet de bordure sur la zone centrale

Rôle des zones tampon

(29)

• Raison: favoriser le mouvement et la re-

colonisation d’habitats de bonne qualité dans un

territoire fragmenté

Corridors

(30)

Exemples de corridors

(31)

Exemples de corridors

(32)

• Corridors de migration qui lient des habitats divers

• Corridors permettant les déplacements

d’individus entres habitats pour les espèces formant des métapopulations

Types de corridors

(33)

• Lac Manyara au Parc National Tarangire en Tanzanie

• Corridor proposé permettrait aux

ongulés de se déplacer entre les zones de

pâturages naturels

Corridors pour espèces

migratrices

(34)

• Taille et qualité des

corridors déterminent les taux de re-colonisation

• les petit corridors de basse qualité augmentent les taux d’extinction dans les puits

Source Puit

Corridor

Corridors pour

métapopulations

(35)

Estimés de la largeur minimale des corridors

Lieu Largeur

Loup Ours noir

Cougar Lynx Chevreuil

Minnesota Alaska

12 km 22 km

Minnesota 2 km

Californie 5 km Caroline du sud 2,5 km

Minnesota 0,6 km

(36)

• Région de Klamath en CA et OR

• Corridors proposés

relient zones protégées et sont suffisamment

larges pour permettre le mouvement des espèces menacées

Oregon

California _To

Oregon Cascades

To Redwood National Park

Corridors pour créer

un réseau

(37)

• Comprennent les

réserves, les corridors et les zones tampons

Centre

Zone tampon

Zone de transition

Réseaux régionaux à

usages multiples

(38)

Lassen Volcanic NP

Yosemite NP Sequoia NP

Sierra Network

(California)

North Cascades NP

Mt. Ranier NP

North Cascades Network

(Washington)

Great Smoky Mountains NP

Southern Appalachian Highlands Network

(North Carolina/Tennessee/Georgia)

Yellowstone NP Grand Teton NP

Yellowstone Network

(Wyoming/Montana/Idaho)

Réseaux de zones protégées

proposées aux USA

(39)

• Grosse > petite

• Une grosse > plusieurs petites: SLOSS *

• Rapprochées > éloignées _______________

* contesté!

Mieux Pire

Design des réserves:

Principes généraux I

(40)

• Corridors > pas de corridors

• Ronde > linéaire

• Zones tampon/transition >

pas de zone tampon

Mieux Pire

Design des réserves:

Principes généraux II

(41)

• Frontières de juridiction devraient

correspondre aux frontières écologiques

• Réserves devraient être localisées dans des zones où la biodiversité est élevée ou

menacée

Localisation et

frontières des réserves

(42)

• 8 plus grandes réserves en AN

• 7/8 ont des frontières légales beaucoup plus petites que les frontières écologiques

• 7/8 ont des frontières plus petites que la superficie

minimale requise pour une espèce (ou plus) de grands

mammifères

Frontière écologique / frontière légale

0 5

10 15 20

PMV = 50 PMV = 500

Frontières de juridictions

et des réserves

(43)

Analyse de trouées

(44)

Analyse de trouées

(45)

Prendergast et al. 1993. Rare species, the coincidence of diversity hotspots and conservation strategies. Nature 365: 335-337.

Pas toujours de correspondance

(46)

Myers et al. 2000. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403: 853-858.

Mais certaines zones

critiques claires

(47)

Myers et al. 2000. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403: 853-858.

(48)

Global clines in species richness of fish (A), corals (B), snails (C),

and lobsters (D). (E)

Concordance of the top 10%

most species-rich cells among taxa. Red cells were included for

all four taxa, orange for three, yellow for two, and blue for one.

(F) Threats to reefs in each grid cell. Blue represents low risk;

yellow, medium risk; and red high risk. (G) Concordance in

patterns of range rarity among the top-scoring 10% of cells for each taxon. Places outlined show multitaxon centers of endemism.

Roberts et al. 2002. Marine biodiversity hotspots and conservation priorities for tropical reefs. Science 295: 1280-1284.

(49)

Cumulative curves of species number versus

geographic range size.

Range size is expressed as the number of cells containing reef habitat

within each species' extent of occurrence

Roberts et al. 2002. Marine biodiversity hotspots and conservation priorities for tropical reefs. Science 295: 1280-1284.

(50)

Bruner et al. 2001. Effectiveness of parks in protecting tropical biodiversity. Science 291: 125-128.

Efficacité des parcs

(51)

Comparison of the condition of parks to the

surrounding 10-km belt.

For all five anthropogenic impacts, parks were in

significantly better condition than their

surrounding areas

Bruner et al. 2001. Effectiveness of parks in protecting tropical biodiversity. Science 291: 125-128.

(52)

Roberts et al. 2001. Effects of marine reserves on adjacent fisheries. Science 294: 1920-1923.

Study sites and marine reserve zones in St. Lucia (left) and Florida (right)

Efficacité des réserves

marines

(53)

Build-up of commercially important fish biomass in marine

reserves and adjacent fishing grounds in St. Lucia

(54)

Comparison of fish catches and catch per

unit effort between 1995-1996 and

2000-2001 for the two principal forms of fishing gear used in the

St. Lucian reef fishery

(55)

Cumulative world records for game fish in the 200-km coastal section adjoining the Merritt Island refuge (open circles) compared to records

from all the rest of Florida (filled circles). Asterisks mark the time of

protection from fishing within the refuge. Vertical dashed lines show a

period of rapid accumulation of new world records after addition

of new line classes by the IGFA.

Arrows mark the points at which there was a rapid increase in accumulation of new records for each species from areas around the

Merritt Island refuge.

(56)

Wittemyer et al. 2008. Accelerated human population growth at protected area edges. Science 321: 123-126.

Across Africa and Latin America, human population

growth rates in 10-km buffers surrounding PAs (black bars) nearly doubled

those of national rural growth rates (gray bars),

exceeding them by an average of 1% per annum

Des menaces pèsent

(57)

Population growth rates within 10 km of 306 rural PAs in 45

countries in Africa and Latin America were significantly

higher than national rural averages

(58)

Deforestation measured within a 50- km buffer of 55 forested PAs in

Africa and Latin America was greatest where annual rates of human population growth in PA

buffers were highest

(59)

Gestion des aires

protégées

(60)

•

Pourquoi doit-on gérer les zones protégées?

•

Principes de gestion et d’aménagement

•

Types de gestion

Gestion des zones

protégées

(61)

•

Gestion implique la

surveillance et la modification des activités humaines et des processus écologiques à

l’intérieur et à l’extérieur des zones protégées pour

atteindre les objectifs de protection

Processus

écologiques Activités humaines Gestion des zones protégées

Objectifs

(e.g. protection de la biodiversité)

Qu’est-ce que la gestion

des zones protégées?

(62)

•

L’état de non-équilibre des

écosystèmes implique qu’il est peu probable qu’ils persistent dans leur état actuel

•

Donc, si on veut maintenir l’état actuel, il faut intervenir activement

Variable 1

Variable 2

S₂

S₃ S₁

Intervention requise pour maintenir état S₂

État de l’écosystème ^S² ^S3

S₁

Temps

État actuel désiré

Pourquoi intervenir?

(63)

•

Les zones protégées sont des systèmes ouverts qui échangent énergie et matière avec leur

entourage

•

Ces échanges peuvent affecter grandement ce qui arrive dans les zones protégées

•

Donc, des interventions à

l’intérieur des zones protégées peuvent être requises pour

contrebalancer les influences de l’extérieur

Pourquoi intervenir?

(64)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 100 1000 10000 100000

Aire (km²)

Nombre d’extinctions

•

Beaucoup de zones protégées sont trop petites pour supporter des populations viables

Pourquoi intervenir?

(65)

•

Beaucoup de zones

protégées sont trop petites pour contenir les

perturbations naturelles qui maintiennent la biodiversité

•

Interventions requises pour simuler ces perturbations

Feux contrôlés dans les zones protégées de Cape Cod

Pourquoi intervenir?

(66)

•

Zones protégées sont

affectées par des pressions extérieures

•

Interventions requises pour mitiger ces pressions

Image satellite de la Savannah River Reserve, South Carolina

Pourquoi intervenir?

(67)

•

Pour atteindre les objectifs, quel est le niveau minimum d’intervention requis?

LA! question

(68)

• Les processus écologiques critiques doivent être maintenus

• Les pressions de l’extérieur devraient être minimisées et les bénéfices de l’extérieur maximisés

• La gestion doit être adaptative et minimale

• Les stress doivent être mitigés, pas leurs symptomes

4 principes de gestion

des zones protégées

(69)

•

Interventions conçues comme de véritables expériences

•

Connaissances acquises par ces expériences sont

utilisées pour revoir les stratégies de gestion

Données Savoir

Processus de décision

Intervention expérimentale

Surveillance

Évaluation

Gestion adaptative

(70)

•

En gestion adaptative, les interventions changent

rapidement en réponse aux nouvelles connaissances

•

Comme chaque intervention est une expérience, les

connaissances grandissent rapidement

Temps

Connaissances

Évaluations Interventions

Adaptative

Non-adaptative

Gestion adaptative vs

non-adaptative

(71)

•

Des espèces indicatrices, clés, ou très appréciées (rares,

menacées ou en danger) sont choisies

•

La zone protégée est gérée afin d’assurer une population viable de ces espèces

•

Si les espèces choisies se

portent bien, on assume que les objectifs de conservation de la biodiversité sont atteints

Stratégies de gestion I:

Une seule espèce

(72)

•

Un inventaire des habitats

(généralement les communautés végétales) est fait

•

La gestion est faite de manière à permettre à ces habitats de se maintenir dans la zone protégées, quoique leur taille et leur position puisse changer dans le temps

•

Implique généralement des interventions pour simuler les

processus naturels comme le feu et les innondations

I

II

III IV

V

I

II III IV

V

Gestion de l’habitat

(modification des processus écologiques)

Stratégies de gestion II:

Gestion de l’habitat

(73)

•

Feu regénère l’habitat de la forêt boréale, mais les feux ont été supprimés à cause de l’antipathie du public

•

Depuis les années 1980, le Service Canadien des Parcs a mis en place un

programme de feux contrôlés dans la Bow

Valley pour simuler les feux naturels

Gestion de l’habitat

dans le PN de Banff

(74)

•

Gestion vise à maintenir la

structure, le fonctionnement, et la composition des écosystèmes

•

Fondée sur une vision intégrée des perspectives écologiques, sociologiques et institutionnelles

•

appliquée dans une zone

délimitée (idéalement) par de frontières naturelles

Perspectives

Espace

Temps Gestion de

l’écosystème

Gestion traditionnelle des ressources

Stratégies de gestion 3:

Gestion de l’écosystème

(75)

• Les interventions doivent se faire à l’échelle spatiale appropriée

• La surveillance et l’évaluation des

interventions doivent se faire à l’échelle temporelle appropriée

La question de l’échelle

(76)

•

Si il n’y a pas de

métapopulation, tenter de favoriser A semble valable

•

Par contre, si il y a une

structure de métapopulations, alors c’est B qu’il faut favoriser

Source Puit

Réserve A

B

Échelle spatiale et dynamique

des métapopulations

(77)

•

Si les caractéristiques de l’écosystème répondent

lentement aux interventions (grand τ), les changements ne seront pas rapidement détectés

•

Si la surveillance ne dure pas assez longtemps, on pourra faussement conclure que l’intervention a été sans effet

Caractéristique

Temps Petit

τ

Grande

τ

Intervention

Surveillance

Réserves et zones protégées

Design, emplacement et gestion