Distribution régionale des espèces et dynamique des métapopulations (modèle hiérarchique d'habitat et inférence du taux relatif extension/colonisation)

Une espèce ne peut survivre que si elle rencontre des conditions conformes à ses besoins biologiques, à sa niche. Mais à cause de la nature stochastique de leur propre dynamique et de celle de leur environnement, les populations sont vouées à s'éteindre. La survie d'une métapopulation, dès lors, dépend du balancier entre l'inéluctable extinction locale et la colonisation incessante de nouveaux espaces. Dans ce travail, nous considérons l'atlas floristique de la Drôme de Luc Garraud comme support à notre réflexion sur la dynamique spatiale des populations. Nous choisissons de concevoir la distribution d'une espèce comme le résultat de la dynamique d'une seule métapopulation. Nous avons montré l'importance des structures auto-organisées dans le temps et dans l'espace, ainsi que l'existence de mesures spatiales pertinentes, issues de l'analyse spectrale, pour étudier la dynamique des métapopulations. En définitive, nous proposons une méthode d'inférence pour estimer conjointement la niche et la dynamique spatiale des espèces. Nous avons pu établir par ce moyen quelques repères généraux sur la dynamique des plantes dans la Drôme. Finalement nous mettons en exergue quelques principes qui ont déterminé le succès de la démarche. Le principe d'incertitude souligne que l'imprécision de mesure spatiale peut mener à la pertinence écologique, en occultant l'empreinte locale des structures contingentes. En outre l'inférence des processus locaux, sans être globale, doit se faire à une échelle intermédiaire au regard des structures spatiales émergentes. L'étude spatiale de la niche, en terme d'habitat, est le point de rencontre de ces concepts, et leur alliance nouvelle offre ici des perspectives inédites en écologie des populations et des communautés.A species cannot survive locally unless its biological requirements are met (niche concept). However, because of the stochasticity of its own dynamics and of the dynamics of its environment, every population is doomed to go extinct. Hence the fate of a metapopulation depends on the balance between colonization and extinction of individual populations. The floristic atlas of the French Drôme district by Luc Garraud is the basis and the motivation of our research on this topic. We consider a species' distribution as the spatial map of a single metapopulation. A global theoretical investigation of the processes involved allows us to propose new developments. We show that self-organized spatial and temporal structures are of importance. We also demonstrate that appropriate spatial statistics using spectral analysis allow to evidence metapopulation dynamics. Finally we propose an inference framework that sequentially estimates niche properties and metapopulation features. We use this framework to establish some general ecological features of plant dynamics in the Drôme district. We highlight some principles that are of importance to infer ecological processes from spatial occurrence data. The uncertainty principle means that less precise indexes of spatial structure can provide more relevant ecological information, because they filter out local contingent structures. Also, local processes should be inferred using observations at an intermediate scale and not at the scale of the overall system: this allows taking into account the effect of emergent structures. The niche concept and its spatial counterpart, the habitat, are at the meeting point of such ideas. The perspectives we propose in our work offer interesting and promising milestones in the fields of population and community ecology.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF