Faculté de l'environnement naturel, architectural et construit ENAC, Section de génie rural, Institut des sciences et technologies de l'environnement ISTE (Laboratoire de gestion des écosystèmes GECOS)

Dynamique du paysage rural de la partie nord-ouest de la Suisse : une analyse pour comprendre la variation des populations du lièvre brun (Lepus europaeus)

Lundström-Gilliéron, Corinne ; Schlaepfer, Rodolphe (Dir.)

Thèse sciences techniques Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 2002 ; no 2558.

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    Summary
    Since the 1950s, the population of the Brown hare (Lepus europaeus) has dramatically decreased in Switzerland as well as in other European countries. According to the Swiss Ornithological Institute of Sempach, this animal is an adequate indicator of the state of the landscape. Its decrease is probably due to intensification of agricultural practices, extension of urbanism and development of transport networks (Pfister et al., 2002). Today, the Brown hare is on the Swiss Red list of species that must be protected. This thesis presents an analysis of the landscape dynamics of the North-Western part of Switzerland, from the 1950s to the 1990s, through an historical analysis of the state of the landscape as it is perceived by the hare. In particular, we identify the factors of the landscape that are relevant for this animal, determine their trend of evolution, and finally postulate hypotheses for the evolution over the next years and their consequences for the hare populations. For each decade, 936 communes are described, using 40 variables related to agricultural practices, land-use, morphology, urbanisation, climate and geography. This database is called "Landscape". These data, mainly extracted from communal statistics, were found to be adequate to describe the evolution of the composition of the landscape at a large scale. We studied the content, the quality and the organisation of this database "Landscape" with the help of descriptive statistical methods (data distribution, histograms and boxplots at each decade, dynamics of the statistical characteristic values) and using principal components analysis (PCA). The latter reveals two groups of communes: urban (belonging to an agglomeration) and rural. On average, it also shows a very definite evolution of the urban character of both groups, from the 1950s to the 1990s. The three first components of the PCA explain only 45% of the variance. Therefore, we decided not to simplify the database by replacing our variables by these agglomerated variables, as the loss of information would be important. Among the 40 variables, 16 key-variables for the hare were identified. For this, an "Index of abundance of hares" was calculated for a sub-set of 125 communes, defined as the mean number of hares hunted per total communal area between 1980 and 1985. The link between this index and the 40 variables, describing the state of 125 communes in the 1980s, was analysed with the use of correlation, linear multiple regression, the method Pegase (a multivariate hierarchical divisive procedure, based on information theory (Phipps, 1981)), and additional information from the Swiss Ornithological Institute of Sempach. These methods were found to be complementary and their use enables us to take into account several perspectives. It would be interesting to go further by calculating this index for a larger number of communes in order to optimise the use of Pegase. The main trends of evolution of these key-variables, observed on the 936 communes, between the 1950s and the 1990s, are: 1. Decrease in the fraction of agricultural area; 2. Intensification of agricultural practices, increase in the mean ownership unit area (mean parcel size), changes of the type of agriculture; 3. Urbanisation and increased private car use; 4. Slight increase in rainfall. Two scenarios of evolution of the landscape for the next years are defined. Presuming that the identified trends will continue (Scenario A), the situation of the population of the hare will rapidly become critical: 1. The slow decrease in agricultural area will induce a pressure on the potential habitat of the hare; 2. The strong increase in areas of road/rail will reduce the habitat of the hare and most of all induce a fragmentation of the landscape, as well as barriers that are often impassable for the hare; 3. The extremely rapid increase in the number of cars will lead to an increase in road kill; 4. The increase in mechanisation in the agricultural practices, shown by the increase in the mean parcel size, the decrease in the working force and the slight increase in the number of tractors, are three reasons of important disturbance of the hare’s habitat. In addition, the increasing rainfall, even if small, makes it probably more difficult for the animal, as it doesn’t appreciate wet soils. On the other hand, in case the areas with corn stay relatively stable, and the grants for land improvement keep on decreasing, gradually "replaced" by grants encouraging extensive agricultural practices like direct grants for ecological compensation measure, the situation of the hare could stop getting worse. This scenario corresponds to a management of the territory that would not take into account new constraints and needs appearing with time. In order to take this into account, a second scenario (B) is defined, which is less extreme. It is based on trends for the future discussed by the Federal Agency for Agriculture, in the proposal for a modification of the law in the canton Vaud on country planning and buildings, and in the monitoring of Swiss statistics of the country. Both scenarios are rather pessimistic: for more than half of the key-variables integrated in both scenarios, the evolution probably leads to a negative situation for the hare. As this species is a good indicator of the quality of the landscape (Pfister et al., 2002), we recommend to take into account the needs for this species in the future management of the territory. According to our results, it would be important for the hare population to remain stable or even increase: 1. To encourage extensive agricultural practices; 2. To slow down, or better stop, the extension of urban areas and road/rail networks; 3. To reduce private car use. As these two last recommendations seem quite unrealisable in the near future, we propose to extend the network of favourable structures for the hare: hedges, fallow land and other areas close to natural state. At the same time, a plan of observation has to be developed, in order to control the results of these measures. These measures would enable sustainable growth of hare population, and, at the same time, sustainable management of resources and our patrimony.
    Résumé
    Depuis les années '50, le lièvre brun (Lepus europaeus) a régressé de façon inquiétante, en Suisse comme dans d'autre pays en Europe. Selon la Station ornithologique suisse de Sempach, cet animal est un bon indicateur de l'état du paysage, et sa régression est due en grande partie à l'essor de l'agriculture intensive, à l'extension de l'urbanisation et au développement des réseaux de transports (Pfister et al., 2002). Aujourd'hui, il est sur la Liste rouge des espèces à protéger. Le but de cette recherche est d'analyser la dynamique du paysage de la partie Nord-Ouest de la Suisse, entre les années '50 et '90, à travers une analyse historique de l'état du paysage, tel qu'il est perçu par le lièvre. Il s'agit, en particulier, d'identifier les facteurs du paysage déterminants pour cet animal, de déterminer leur tendance d'évolution, et finalement d'émettre des hypothèses sur les tendances d'évolution pour les années à venir et leurs conséquences sur les populations de lièvres. A chaque décennie, 936 communes ont été décrites à l'aide de 40 variables, descriptives des pratiques agricoles, de l'utilisation du sol, de l'urbanisation, du climat, de la morphologie et de la géographie, formant une base de données que nous avons appelée « Paysage ». Ces données, provenant essentiellement de statistiques communales, se sont révélées être adéquates pour un suivi à une large échelle spatiale de l'état du paysage à travers sa composition. Le contenu, la qualité et l'organisation de cette base de données « Paysage » ont été étudiés par des méthodes statistiques descriptives (distribution des données, histogrammes et boxplots à chaque décennie, dynamique des valeurs statistiques caractéristiques), ainsi que par une analyse en composantes principales (ACP). Cette dernière révèle l'existence de deux groupes de communes selon la première composante principale : urbaines (ou appartenant à une agglomération) et rurales. Elle montre également une évolution moyenne marquée, entre les années '50 et '90, du caractère urbain des deux groupes. Les trois premières composantes principales de l'ACP expliquent seulement environ 45% de la variance. Pour cette raison, nous avons préféré ne pas simplifier notre base de données en remplaçant nos variables par ces nouvelles variables composées, car la perte d'information aurait été trop importante. Parmi les 40 variables, 16 variables clés pour le lièvre ont été identifiées. Pour cela, un « Indice d'abondance de lièvres » a été calculé sur un sous-échantillon de 125 communes, défini comme le nombre moyen de lièvres tirés à la chasse par unité de surface communale entre 1980 et 1985. La relation entre cet indice et les 40 variables du paysage, décrivant l'état des 125 communes dans les années '80, a été analysée avec l'aide des méthodes de corrélation, de régression multiple, de la méthode Pegase (une procédure divisive hiérarchique multivariée, basée sur la théorie de l'information (Phipps, 1981)), ainsi que des informations données par la Station ornithologique suisse de Sempach. Ces méthodes se sont révélées être complémentaires et nous ont permis de tenir compte de différents points de vue et de conserver une vision large du problème. Il serait tout de même extrêmement intéressant d'avoir la possibilité de calculer cet indice de lièvre sur un grand nombre de communes, afin d'assurer un fonctionnement optimal de Pegase. Les tendances majeures d'évolution de ces variables clés, observées sur les 936 communes depuis les années '50 jusqu'aux années '90 sont les suivantes : 1. Diminution de la part de la surface agricole utile (SAU) dans l'utilisation du sol ; 2. Intensification des pratiques agricoles, augmentation des tailles des parcelles, changements de types de cultures ; 3. Urbanisation et augmentation du trafic privé ; 4. Légère augmentation de la pluviométrie. Deux scénarios d'évolution du paysage pour les années à venir ont été définis. En considérant que les tendances que nous avons identifiées se prolongent (Scénario A), la situation pour le lièvre deviendra rapidement critique : la lente diminution de la SAU continuera à exercer une pression sur l'habitat potentiel du lièvre ; la forte augmentation des surfaces de routes et voies de chemin de fer réduira encore plus l'habitat du lièvre, et, surtout, fragmentera de plus en plus le paysage, morcelant son habitat, et créant des barrières souvent infranchissables pour l'animal ; l'accroissement du nombre de voitures extrêmement rapide, entraînant un nombre toujours plus important de lièvres tués chaque année sur les routes ; l'augmentation de la mécanisation des pratiques agricoles, révélée par l'agrandissement des parcelles, la diminution de la main-d'œuvre et une légère augmentation du nombre de tracteurs, des causes de diminution importante de la qualité de l'habitat du lièvre. Il est probable que l'augmentation de la pluviométrie, bien que peu significative, ne facilite pas la situation pour le lièvre, qui n'apprécie guère les champs trop humides. Par contre, la stabilisation des surfaces cultivées en maïs et la diminution des subventions AF, peu à peu « remplacées » par des subventions encourageant les pratiques agricoles extensives, agiraient en faveur du lièvre. Ce scénario correspond à la situation où la gestion du territoire ne serait pas adaptée en fonction des nouvelles contraintes et besoins apparaissant avec le temps. Pour tenir compte de ce dernier point, un deuxième scénario (B), plus nuancé, a été défini, basé sur les tendances pour le futur discutées dans le projet de réforme agricole par l'Office fédéral de l'agriculture, dans l'avant-projet de modification de la loi vaudoise sur l'aménagement du territoire et des constructions, et dans le suivi de la statistique suisse de la superficie par l'Office fédéral de statistiques. Les deux scénarios mènent à un bilan relativement pessimiste : pour plus de la moitié des variables clés intégrées dans les deux scénarios, l'évolution prévue a des conséquences négatives sur les populations de lièvres. Cette espèce animale ayant été reconnue comme un bon indicateur de l'état du paysage par Pfister et al. (2002), nous recommandons de tenir compte des besoins de cette espèce animale dans la gestion future du territoire. Selon nos résultats, il est essentiel : 1. D'encourager des pratiques agricoles extensives ; 2. De freiner, voir arrêter l'extension des zones urbaines et des réseaux de transports ; 3. De réduire le trafic motorisé. Comme ces deux dernières recommandations semblent quelque peu irréalisables dans un futur proche, nous proposons de densifier le réseau de structures favorables pour le lièvre, tel les bandes herbeuses, les haies, les friches, et autres surfaces proches de l'état naturel, voire de créer des zones de protection pour le lièvre. En même temps, il s'agit d'élaborer un dispositif d'observation qui inclut un protocole de récolte des données menant à une base de données adéquate, et qui permet de contrôler les résultats des différentes mesures prises en faveur de cet animal. Ces mesures permettront d'assurer le développement sain de la population du lièvre, et par la même occasion, un développement durable de nos ressources et du patrimoine.