Navigation – Plan du site
2012
607

Analyse spatiale de structures paysagères en contexte agricole bocager

Spatial analysis of landscape structures in “bocage” agricultural context
Clémence Vannier

Résumés

Les pratiques agricoles et leurs évolutions jouent un rôle fondamental sur la modification de l’usage des sols et des écosystèmes environnementaux. Des études environnementales ont montré l’importance de la composition et de l’arrangement spatial des éléments de structure paysagère pour le maintien de la multifonctionnalité des territoires agricoles. Deux de ces éléments ont été analysés dans cette étude : les parcelles, au travers de l’analyse des successions culturales ; et les haies selon leur physionomie et leur continuité dans le paysage. Ces deux éléments, parcelles et haies, ont été mis en relation afin d’analyser la répartition spatiale des types de haies (continuités) selon la dynamique d’occupation du sol (successions culturales) présente dans leur voisinage. Les résultats de cette étude mettent en avant une logique spatiale générale telle que les haies les plus denses sont concentrées au sein de groupes de parcelles de prairies de longues durées, tandis que les haies les plus fines sont bordées de parcelles plus intensives, c’est-à-dire toujours en cultures ou à dominante culturale. Cependant, les résultats ont également montré que le type de paysage influe sur les patrons d’organisation de ces structures : dans le cas de paysages ouverts, le réseau de haies est bordé de parcelles indifféremment prairiales ou culturales ; les pratiques agricoles associées à la gestion de ces haies sont fondamentalement différentes.

Haut de page

Texte intégral

Introduction

1Les changements d’occupation et d’utilisation du sol résultent d’interactions complexes entre systèmes sociaux et systèmes environnementaux qui évoluent dans le temps (Corgne, 2004 ; Hubert-Moy, 2004). Aujourd’hui notre environnement connaît des bouleversements fondamentaux dus en grande partie à l’action de l’homme sur les milieux (Steffen et al., 2004). Les pratiques des acteurs du territoire, ainsi que l’évolution de ces pratiques, jouent un rôle fondamental sur les modifications de l’usage des sols, et par conséquent des écosystèmes environnementaux. En contexte agricole, ce sont les pratiques des agriculteurs qui apparaissent comme centrales dans les questions actuelles portant sur la durabilité de l’agriculture. Dans les régions caractérisées par une agriculture intensive, les modifications des pratiques agricoles, et par voie de conséquence des patrons d’organisation paysagère, ont entraîné d’importantes conséquences écologiques, sociales et économiques (Mannion, 1995 ; Loveland et al., 2005). Parmi celles-ci, on peut citer la dégradation de la qualité des ressources en eau et des sols ou la diminution de la biodiversité (Saunders et al., 1991 ; Cheverry, 1998 ; Mérot et al., 1999 ; Baudry et al., 2000a).

2Les éléments structurant le paysage, en contexte agricole bocager, sont les parcelles et les haies d’un paysage. L’assemblage de ces éléments forme une structure paysagère qui est définie comme un « système formé par des éléments de paysage et les interrelations, matérielles et immatérielles, qui les lient entre eux » (Ministère de l’Ecologie du Développement Durable, des Transports et du Logement).

3La haie est un « élément linéaire du paysage composé d’arbres ou d’arbustes et géré par l’homme » (Baudry, Jouin, 2003), elle est l’élément central constitutif du bocage. Ce dernier est défini par Baudry et Jouin (2003) comme « un paysage ayant pour caractéristique la présence de réseaux de structures linéaires de végétaux ligneux, que ce soit des haies « traditionnelles », des rideaux brise-vent récents ou des haies spontanées issues de l’absence d’entretien des clôtures ». La haie est donc un élément linéaire distribué de façon sporadique au sein du paysage, et c’est l’assemblage de ces éléments en réseau qui forme le paysage bocager. Les haies exercent différentes fonctions : de limite entre deux parcelles (Rackham, 1986 ; Baudry, Jouin, 2003 ; Baudry, Perichon, 2008) ; économique par la production de bois, fourrage, ou fruits (Baudry et al., 2000b ; Pointereau, 2002 ; Lotfi, 2008) ; biophysique par la régulation des flux (vent, eau), la lutte contre le ruissellement, l’érosion des sols, le transfert de polluants (Pointereau, Bazile, 1995 ; Soltner, 1995 ; Mérot et al., 1999) ; écologique, en jouant le rôle d’habitat, de barrière, de corridor, de refuge, pour la faune et la flore (Saunders et al., 1991 ; Burel et al., 1998 ; Altieri, 1999 ; Baudry et al., 2000a) ; culturelle par l’intérêt social suscité par le paysage et les haies (Soltner, 1995).

4La parcelle agricole est définie comme l’unité de base pour la gestion agronomique et la mise en place d’un couvert végétal (prairie, culture). Les parcelles sont appréhendées ici selon une notion agronomique et non cadastrale, c’est-à-dire qu’elles sont considérées comme l’unité de gestion la plus fine par un agriculteur. Une parcelle possède une occupation du sol, c’est-à-dire un couvert végétal naturel ou artificiel qui peut être amenée à changer d’une année sur l’autre (maïs, céréale, colza, etc.). Cette dynamique temporelle est désignée par le terme de « succession ». Les successions annuelles des couverts végétaux de la Surface Agricole Utile (SAU) sont dénommées ici successions culturales, qu’il s’agisse de surfaces en prairie ou en culture ; elles traduisent la dynamique de l’occupation des sols d’une parcelle.

5Les écologues du paysage ont montré l’importance de la composition et de l’arrangement spatial des éléments de structure paysagère (parcelles et haies) pour la biodiversité et le maintien de la multifonctionnalité des territoires agricoles (Fahrig et al., 2011). Les travaux effectués sur les continuités écologiques des paysages agricoles portent essentiellement sur la présence et l’arrangement spatial d’éléments semi-naturels tels que les bois, bosquets, haies dans le paysage (Delattre et al., 2010 ; Petit, Burel, 1998). Pourtant, il est de plus en plus admis que la mosaïque des cultures participe à définir ces continuités (Burel et al., 2011). En effet c’est l’ensemble des éléments du paysage qui « concourt à favoriser le déplacement des individus d’une espèce donnée » et qui définit la connectivité du paysage (Taylor et al., 1993).

6Les études environnementales portant spécifiquement sur les haies se basent généralement sur des méthodes de cartographies effectuées par numérisation manuelle à partir de photographies aériennes ou d’orthophotoplan (Baudry et al., 2000a ; Marshall, Maudsley, 2001 ; Padoa-Schioppa et al., 2006 ; DEFRA, 2007 ; Quiblier, 2007 ; Birard, 2008 ; Lotfi et al., 2010), ou plus récemment à partir de bases de données de la végétation de l’IGN et l’IFN (Touya et al., 2010). L’arrangement spatial des haies est souvent mis de côté pour se concentrer sur la simple présence de ces éléments. Enfin, l’analyse conjointe des haies et parcelles constituant la mosaïque paysagère agricole s’effectue le plus souvent à un moment donné et ne prend pas forcément en compte la dynamique temporelle de l’occupation des sols et les caractéristiques du réseau de haies.

7Les images de télédétection permettent d’effectuer un suivi temporel d’un paysage donné, avec une résolution spatiale plus ou moins fine. Ces données sont largement utilisées pour effectuer le suivi des changements d’occupation des sols dans les paysages agricoles, à moyenne, haute ou très haute résolution spatiale (Lambin et al., 1999 ; Hubert-Moy, 2004 ; Lecerf, 2008 ; Lefebvre, 2011). Vannier et al. (2011), ont mis en place une méthode d’analyse de la dynamique de l’occupation du sol, produite à partir d’images de télédétection, pour la classification des successions culturales à l’échelle parcellaire sur dix années consécutives (2000 – 2009). Cette étude a permis d’appréhender les couverts végétaux (prairies et cultures) des parcelles agricoles non plus à un moment donné mais selon leur dynamique temporelle. Avec l’arrivée des capteurs à très haute résolution spatiale, et la mise en place de nouvelles méthodes de traitement d’images (Benz et al., 2004 ; Burnett, Blaschke, 2003), les données de télédétection sont de plus en plus souvent utilisées pour la cartographie du réseau de haies dans les paysages agricoles (Aksoy et al., 2010 ; Sheeren et al., 2009 ; Tansey et al., 2009). Vannier et Hubert-Moy (2008) ont effectué une évaluation de la détection des bordures de champs boisées à partir de données de télédétection à différentes échelles. Cette étude a montré le potentiel des données de télédétection à représenter le réseau de haies et à retranscrire des continuités paysagères de manière plus ou moins précise selon le type de données utilisées.

8L’objectif de cette étude est d’établir les relations entre la dynamique de pratiques d’acteurs et leur traduction paysagère, afin de mettre en évidence les patrons d’organisation spatiale qui structurent le paysage agricole. Nous proposons dans cet article de lier le travail effectué sur la détection et la caractérisation du réseau de haies (Vannier, Hubert-Moy, 2008) à partir de données de télédétection et l’analyse de la dynamique de l’occupation des sols au niveau parcellaire à travers les successions culturales (Vannier et al., 2011). Nous avons pour cela développé une méthode d’analyse spatiale prenant en compte la physionomie des haies et la dynamique des successions culturales aux abords de ces haies. Cette méthode a l’avantage de se baser sur des données classiques (carte d’occupation du sol, carte du réseau de haies). L’analyse spatiale est effectuée à l’aide de requêtes spatiales multiples sur un Système d’Information Géographique (SIG), et est donc générique.

Méthode

9La première section présente le site d’étude, la seconde les trois types de données utilisées (Figure 1) : i- la carte de référence ; ii- la carte des types de haies ; iii- la carte des successions culturales. Enfin, la troisième section présente la méthode de détermination de la répartition spatiale des types de haies selon les successions culturales voisines.

Figure 1 : Organigramme général de la méthode

Figure 1 : Organigramme général de la méthode

Site d’étude

10Nous avons choisi d’effectuer ce travail sur la Zone Atelier Armorique, site de Pleine-Fougères (http://osur.univ-rennes1.fr/​zoneatelier-armorique/​), situé en Bretagne, au nord-est de l’Ille-et-Vilaine, au sud de la Baie du Mont-Saint-Michel (48° 36’ N, 1° 32’ W) (Figure 2).

11Il s’agit d’un espace agricole qui s’étend sur 9400 ha où le système agricole dominant est orienté principalement vers la polyculture et l’élevage pour la production laitière. Le paysage agricole de Pleine-Fougères est caractérisé par une forte variabilité de structures, tant au niveau de la taille des parcelles que de la densité des haies. Cette diversité s’organise le long d’un gradient allant d’un paysage fermé au sud à un paysage ouvert au nord. Ce gradient peut s’analyser à travers trois sous-sites (Figure 2) : au sud, le site A offre un paysage fermé au parcellaire morcelé où les couverts prairiaux sont très présents, la taille moyenne des parcelles est de 0,8 ha, la densité de haies atteint 115 m/ha en moyenne ; au centre, les couverts prairiaux diminuent, la taille moyenne des parcelles du site B est approximativement d’un hectare, la densité du réseau de haies étant de 77 m/ha ; au nord, le site C offre un paysage ouvert essentiellement céréalier où la taille moyenne des parcelles est de 3,7 ha et la densité du réseau de haies de 44 m/ha.

12L’intérêt principal de cette zone d’étude tient à la grande variabilité de configurations spatiales des éléments de structures paysagères illustrée par ce gradient paysager.

Figure 2 : Site d’étude : la Zone Atelier Armorique, site de Pleine-Fougères (Bretagne, France)

Figure 2 : Site d’étude : la Zone Atelier Armorique, site de Pleine-Fougères (Bretagne, France)

Données utilisées

13Les données utilisées sont de trois types : une carte de référence, une carte des types de haies et une carte des successions culturales (Tableau 1).

Tableau 1 : Caractéristiques des données utilisées

Carte de référence

Carte des types de haies

Carte des successions culturales

Date

2008

2002 - 2005 - 2008

2000 - 2009

Format

Vecteur : polyligne

Vecteur : polygone

Vecteur : polygone

Type d’éléments

Haies

Eléments de haies, haies, groupes de haies

Parcelles

Typologie

Ø

- Canopée < à 10 m
- Canopée de 10 à 25 m
- Canopée > à 25 m

- Parcelle toujours en prairies
- Parcelle à dominante prairiale
- Parcelle mixtes
- Parcelle à dominante culturale
- Parcelle toujours en cultures

La carte de référence

14La carte de référence (Figure 3) a été effectuée à partir de la numérisation manuelle de photographies aériennes acquises par vol ULM durant l’été 2008. Les photographies aériennes ont été mosaïquées et géoréférencées à partir de l’orthophotoplan de l’IGN de 2006 dans le système de projection Lambert 2 étendu. La carte de référence représente l’ensemble du réseau de haies. Il s’agit d’une donnée vectorielle réalisée sous la forme de polylignes. Chaque polyligne représente une haie. Du point de vue cartographique, nous avons choisi de définir une haie selon l’agencement des arbres et des arbustes le long des bordures de champs en adaptant la définition de l’Institut Géographique National aux configurations rencontrées dans les paysages bocagers breton, soit une bordure de champ arborée ou arbustive comportant au minimum trois arbres alignés et séparés au maximum de 10 mètres les uns des autres.

Figure 3 : Carte de référence du réseau de haies issue de la numérisation manuelle de photographies aériennes (vols ULM) en 2008

Figure 3 : Carte de référence du réseau de haies issue de la numérisation manuelle de photographies aériennes (vols ULM) en 2008

La carte des types de haies

15La carte des types de haies (Figure 4) résulte du traitement de données de télédétection à haute et très haute résolution spatiale (Vannier, Hubert-Moy, 2008), la méthode de classification et de caractérisation est expliquée à la fin du texte en annexe. Il s’agit d’une carte au format vectoriel où les éléments sont représentés sous la forme de polygones. Cette carte représente les éléments de haies, haies et groupes de haies selon une typologie déterminée à partir de la continuité des canopées au sein du réseau : canopée inférieure à 10 mètres, canopée de 10 à 25 mètres, canopée supérieure à 25 mètres.

Figure 4 : Carte des types de haies issue de la classification de données de télédétection

Figure 4 : Carte des types de haies issue de la classification de données de télédétection

La carte des successions culturales

16La carte des successions culturales (Figure 5) résulte de l’analyse temporelle de cartes annuelles d’occupation du sol entre 2000 et 2009 (Vannier et al., 2011). Dans un premier temps, l’information concernant la Surface Agricole Utile (SAU) des cartes annuelles d’occupation du sol a été extraite et simplifiée en deux classes : prairie ou culture. Les dix cartes annuelles ont ensuite été fusionnées afin de constituer une couche de données unique. Les informations relatives à l’occupation des sols ont été concaténées afin de produire une information sur la succession annuelle de prairies et cultures par parcelle entre 2000 et 2009. Afin de pouvoir classer statistiquement ces successions, cinq variables descriptives ont été calculées par parcelle : le nombre d’années en prairie ; le nombre d’années en culture ; le nombre maximum de prairies successives ; le nombre maximum de cultures successives ; le nombre de changement d’occupation du sol au cours de la période 2000-2009. Enfin, les variables descriptives des successions culturales ont été classées statistiquement à partir de la méthode du Kmeans (MacQueen, 1967) afin de produire une typologie de la dynamique des successions culturales du site d’étude. La carte des successions culturales résultante est au format vectoriel où les éléments sont représentés sous la forme de polygones. Cette carte représente les successions culturales des parcelles de la Surface Agricole Utile (SAU) selon la typologie suivante : parcelle toujours en prairies, parcelle à dominante prairiale, parcelle mixte, parcelle à dominante culturale, parcelle toujours en cultures.

Figure 5 : Carte des types de successions culturales issue de l’analyse temporelle des cartes d’occupation du sol entre 2000 et 2009

Figure 5 : Carte des types de successions culturales issue de l’analyse temporelle des cartes d’occupation du sol entre 2000 et 2009

Détermination de la répartition spatiale des types de haies selon les successions culturales voisines

17La méthode d’analyse spatiale a consisté à mettre en lien les cartes des haies (carte de référence et carte des types de haies) avec la carte des successions culturales afin de déterminer et d’analyser les patrons d’organisation de la mosaïque paysagère agricole (Figure 6). Pour cela, ces trois cartes ont été intégrées dans une base de données SIG.

18Dans un premier temps, la carte de référence des haies de 2008 a été couplée avec la carte des types de successions culturales. Ces données ont fait l’objet d’une analyse de voisinage au moyen de requêtes spatiales multiples qui consistent à interroger pour chaque haie représentée (avec la carte de référence) le nombre et la superficie du type de parcelles présentes dans le voisinage direct des haies. La figure 6 illustre un exemple pour deux haies : pour la numéro 1, le voisinage direct est composé de deux parcelles toujours en prairie ; pour la numéro 2, le voisinage direct est composé d’une parcelle toujours en culture et d’une parcelle mixte. Si on ne considère que ces deux haies, on peut en déduire que le voisinage préférentiel de ces haies est composé de parcelles toujours en prairie à 50 % et de parcelles toujours en culture (à 25 %) ou mixte (à 25 %).

19Ces premières analyses sont effectuées à partir de la carte de référence sur l’ensemble du site d’étude, puis sur les sites A, B et C ; elles ont pour objectif 1- de déterminer la répartition spatiale générale des éléments de structure paysagère ; 2- de tester l’influence de différents types de paysages (sites A, B, C) sur les patrons d’organisation de la mosaïque paysagère.

20Dans un second temps, les cartes des types de haies ont été couplées avec la carte des types de successions culturales. Ces données ont fait l’objet d’une analyse de voisinage au moyen de requêtes spatiales multiples selon la même méthodologie que celle expliquée précédemment. La seule différence est que les haies sont étudiées par type, les requêtes sont donc répétées pour chaque type de haies. Ces analyses ont pour objectif de déterminer l’importance de l’apport d’informations sur la structure des haies (densité des canopées, continuités) dans l’analyse des patrons d’organisation de la mosaïque paysagère.

Figure 6 : Organigramme de traitement de l’analyse de la répartition spatiale des types de haies selon les types de successions culturales présentes dans le voisinage des haies

Figure 6 : Organigramme de traitement de l’analyse de la répartition spatiale des types de haies selon les types de successions culturales présentes dans le voisinage des haies

Résultats

21Les résultats sont présentés en trois points successifs : 1- l’analyse de la répartition spatiale du réseau de haies sur le site de Pleine-Fougères, pour l’ensemble du réseau puis par type de haies ; 2- l’analyse de la dynamique des successions culturales ; 3- l’analyse de la répartition spatiale du réseau de haies selon la dynamique des successions culturales voisines.

Analyse de la répartition spatiale des types de haies :

A partir de la carte de référence

22La carte de référence représente l’ensemble du réseau de haies en 2008, où chaque haie est figurée par une polyligne comportant un attribut de longueur. Le tableau 2 présente les résultats statistiques de la numérisation manuelle du réseau de haies. Sur l’ensemble du site de Pleine-Fougères, nous avons dénombré 7374 haies, ce qui représente une longueur totale de 575,184 km pour une superficie de 9393 ha. La densité moyenne du bocage est de 61,2 m/ha sur l’ensemble du site. Sur le site A nous avons dénombré 1048 haies, soit une longueur totale de 75,945 km sur une superficie de 658 ha, ce qui représente une densité de 115,4 m/ha. Sur le site B nous avons dénombré 854 haies, soit une longueur totale de 62,568 km sur une superficie de 812,5 ha, ce qui représente une densité de 77 m/ha. Enfin, sur le site C nous avons dénombré 301 haies, soit une longueur totale de 25,532 km sur une superficie de 580 ha, ce qui représente une densité de 44 m/ha.

Tableau 2 : Résultats statistiques de la numérisation manuelle de l’ensemble du réseau de haies, pour l’année 2008

Pleine-Fougères

Site A

Site B

Site C

Nb haies

7374

1048

854

301

Longueur totale haies (km)

575,184

75,945

62,568

25,532

Superficie site (ha)

9393

658

812,5

580

Densité haies (m/ha)

61,2

115,4

77

44

A partir de la carte des types de haies

23La figure 7 illustre la proportion de chaque type de haies sur le site d’étude. Sur l’ensemble du site, 55 % des structures bocagères forment des continuités de canopées supérieures à 25 mètres, 35 % forment des continuités de plus de 10 mètres, 10 % sont fines et forment des continuités inférieures à 10 mètres. Les proportions des types de structures varient le long du gradient paysager du site d’étude (sites A, B, C) : plus le paysage est ouvert, moins les structures fermées sont représentées, et plus la proportion de haies fines augmente.

Figure 7 : Pourcentage de chaque type de haies sur l’ensemble du site d’étude (PF), et le long du gradient paysager où le site A représente un paysage fermé au bocage dense, le site C un paysage ouvert et site B un paysage intermédiaire

Figure 7 : Pourcentage de chaque type de haies sur l’ensemble du site d’étude (PF), et le long du gradient paysager où le site A représente un paysage fermé au bocage dense, le site C un paysage ouvert et site B un paysage intermédiaire

Analyse de la dynamique des successions culturales

24La classification statistique des successions culturales (prairies et cultures) à l’échelle parcellaire, à un pas de temps annuel durant la période 2000 - 2009 a permis de déterminer une typologie représentative de la dynamique de l’occupation des sols du site d’étude. La typologie de la classification est la suivante :

  • les parcelles toujours en prairies (neuf ou dix ans) ; 

  • les parcelles à dominante prairiale (la tendance est de sept ans de prairies dont six ans consécutifs) ;

  • les parcelles mixtes (la tendance est de quatre ans de prairies dont trois ans consécutifs et six ans de cultures dont quatre ans consécutifs) ;

  • les parcelles à dominante culturale (la tendance est de sept ans de cultures dont six ans consécutifs) ;

  • les parcelles toujours en cultures (neuf ou dix ans).

25Les parcelles toujours en prairies représentent 29,8 % de la SAU du site d’étude, les parcelles à dominante prairiale représentent 17,3 % de la SAU, les parcelles mixtes représentent 10,8 % de la SAU, les parcelles à dominante culturale représentent 8,8 % de la SAU, enfin les parcelles toujours en cultures représentent 33,3 % de la SAU du site d’étude (Figure 8).

26La répartition des types de parcelles par sous-site (Figure 8) indique qu’au sud (site A) la proportion des parcelles toujours en prairies ou à dominante prairiale (respectivement 45,3 % et 17,5 %) est plus représentée que pour l’ensemble du site de Pleine-Fougères ; au nord (site C) la tendance est inversée, les parcelles toujours en cultures représentent 53,2 %.

27La carte des successions culturales (Figure 8) permet d’illustrer le gradient paysager au niveau des types de successions culturales sur les parcelles de SAU du site d’étude. Au sud, les parcelles sont petites (inférieures à 1ha) et essentiellement prairiales. Au nord, les parcelles sont grandes (supérieures à 1ha) et le paysage est essentiellement céréalier. Au centre, on observe une transition entre ces deux systèmes paysagers.

Figure 8 : Pourcentages des types de successions culturales pour l’ensemble du site d’étude et les sites A, B et C, à gauche. Carte des types de successions culturales (prairie/culture) à Pleine-Fougères, à droite

Figure 8 : Pourcentages des types de successions culturales pour l’ensemble du site d’étude et les sites A, B et C, à gauche. Carte des types de successions culturales (prairie/culture) à Pleine-Fougères, à droite

Analyse de la répartition spatiale du réseau de haies selon la dynamique des successions culturales voisines

28Dans un premier temps, nous avons analysé, autour des haies définies par la carte de référence, la répartition des types successions culturales (Figure 9).

29Les résultats montrent que sur l’ensemble du site d’étude, ce sont les parcelles toujours en prairies ou à dominante prairiale qui dominent autour des haies (47,2 % et 19,1 % respectivement). Les parcelles toujours en cultures ou à dominante culturale bordant des haies ne représentent que 16,3 % et 6,9 % respectivement. La dominance des parcelles prairiales aux alentour des haies se retrouve sur l’ensemble du site d’étude quel que soit le type de paysage (sites A, B et C). Même si l’effet du contexte paysager (plus ou moins prairial et bocager) influence les résultats d’analyse, la tendance reste la même : sur le site A, les parcelles toujours en prairies ou à dominante prairiales adjacentes aux haies représentent respectivement 54,7 % et 17,8 % ; sur le site B elles représentent respectivement 48,8 % et 21 % ; sur le site C elles sont respectivement de 31 % et 25,6 %.

Figure 9 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies (définies par la carte de référence, 2008)

Figure 9 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies (définies par la carte de référence, 2008)

A gauche : résultats statistiques des types de successions culturales adjacentes aux haies par site (PF : Pleine Fougères ; PP : Prairies Permanentes ; DP : Dominante Prairiale ; M : Mixte ; DC : Dominante Culturale ; CP : Cultures Permanentes). A droite : illustration du croisement des couches SIG de la carte de référence et de la carte des types de successions culturales pour l’analyse de voisinage

30Dans un second temps, nous avons analysé pour chaque type de haies (canopées > 25 mètres ; canopées > 10 mètres ; canopées < 10 mètres) la répartition des types successions culturales aux abords de ces haies (Figure 10).

31Les répartitions des types de parcelles adjacentes aux haies des sites A et B sont assez similaires. Pour les haies les plus denses, la proportion des parcelles prairiales (culturales) adjacentes est de 74,4 % (14,3 %) pour le site A et 74,1 % (16,9 %) pour le site B. Pour les haies de taille intermédiaire, la proportion de parcelles prairiales (culturales) adjacentes est de 72,2 % (16,3 %) pour le site A et 71,9 % (17,1 %) pour le site B. Enfin, pour les haies les plus fines, la proportion des parcelles prairiales (culturales) adjacentes est de 48,6 % (27,9 %) pour le site A et 53,9 % (35,8 %) pour le site B.

32Les répartitions des types de parcelles adjacentes aux haies du site C ne suivent pas la même organisation que pour les sites A et B. Les parcelles prairiales adjacentes aux haies sont moins représentées que précédemment. Pour les haies denses, la proportion de parcelles prairiales et culturales adjacentes est équivalente, 46,7 % et 46,8 % respectivement. Pour les haies de taille intermédiaire, la proportion de parcelles prairiales adjacentes est de 53,5 % ; pour les parcelles culturales, la proportion est de 37,9 %. Enfin, pour les haies les plus fines, la proportion de parcelles prairiales adjacentes est de 60 %, tandis qu’elle est de 31 % pour les parcelles culturales.

33Les résultats montrent que sur l’ensemble du site d’étude, quel que soit le type de haies considérées, ce sont les parcelles toujours en prairies ou à dominante prairiale qui sont majoritairement présentes dans leur voisinage. En effet, ces parcelles représentent respectivement 72,2 %, 68,7 % et 55,1 % du voisinage des haies de plus de 25 mètres de canopées continues, entre 10 et 25 mètres et moins de 10 mètres. L’importance des parcelles prairiales autour des haies évolue avec le gradient paysager. Par exemple pour les haies denses de plus de 25 mètres de canopées continues, la proportion de parcelles prairiales adjacentes varie selon le site. Elle est de 74,4 % sur le site A et 46,7 % sur le site C.

Figure 10 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies, selon le type

Figure 10 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies, selon le type

A gauche : pourcentage de types de successions culturales adjacentes aux haies selon leur type : continuités de canopées > à 25 m, entre 10 m et 25 m, ou < à 10 m. (PF : Pleine-Fougères ; PP : Prairies Permanentes ; DP : Dominante Prairiale ; M : Mixte ; DC : Dominante Culturale ; CP : Cultures Permanentes). A droite : illustration du croisement des couches SIG de la carte des types de haies et de la carte des types de successions culturales pour l’analyse de voisinage

34Les résultats montrent une organisation spatiale des types de haies en lien avec leur voisinage direct, les types de parcelles (Baudry, Jouin, 2003 ; Baudry et al., 2000a). En effet, on observe que plus une haie est dense, plus elle a tendance à être entourée de parcelles de prairies longues durées. La proportion de parcelles culturales entourant les haies augmente avec le changement de structure de la haie. Cependant, cette organisation spatiale ne se vérifie que partiellement sur le site C. Cela s’explique par la faible densité des haies sur ce site (44 m/ha), et la très faible représentation des haies aux canopées les plus larges et les plus fines (respectivement 25,4 % et 25,3 %). En effet, ces éléments sont très peu présents et très épars dans le paysage ouvert du site C, tandis que les couverts toujours en cultures ou à dominante culturale dominent fortement dans le paysage.

35La répartition préférentielle des prairies autour des haies denses (> 25 m) s’explique par les pratiques agricoles liées à l’occupation des sols des parcelles adjacentes (Lotfi, 2008). En effet, une parcelle de prairie stable dans la durée ne nécessite pas de pratique particulière de gestion de la haie en bordure, puisque ces haies ne gênent en rien le couvert prairial. De plus si ces prairies sont affectées au pâturage, des bordures boisées denses fournissent l’ombre nécessaire aux animaux sur la parcelle. Les parcelles culturales restent relativement en marge du voisinage des haies denses ou intermédiaires. Pour les haies les plus fines cependant, la proportion du voisinage de parcelles culturales augmente. Les haies très denses constituent une contrainte à la croissance des cultures du fait de l’ombre qu’elles procurent. Cependant, certaines pratiques agricoles comme l’émondage ou l’élagage permettent de diminuer ou supprimer ces contraintes tout en conservant la présence de la haie et certaines de ses fonctionnalités.

36L’apport d’informations sur la structure des haies, proposée par l’analyse des patrons d’organisation par type de haies, est très important. Elle permet d’appréhender les types de structures de haies et donc leur mode de gestion au sein de la dynamique des successions culturales. Cette information ne peut être appréhendée à partir de la carte de référence, retranscrivant avec précision la présence des haies mais n’informant en rien sur la structure et la continuité de ces éléments.

Conclusions - Perspectives

37L’identification et la caractérisation du réseau de haies a permis de déterminer l’emprise spatiale des structures boisées en prenant en compte non plus seulement la présence des éléments mais également leur arrangement spatial qui crée des continuités de canopées plus ou moins denses. Les données de télédétection offrent aujourd’hui la possibilité d’extraire de manière semi-automatique les éléments boisés sur un territoire donné ; la combinaison des cartes effectuées à partir de ces données à différentes échelles permet de différencier les types de structures linéaires boisées plus ou moins denses. Les grands types de successions culturales ont été extraits à partir de l’analyse de la dynamique de l’occupation des sols de la Surface Agricole Utile ; leur répartition spatiale et leur importance au sein du site d’étude ont ensuite pu être évaluées. Enfin les patrons d’organisation de la mosaïque paysagère agricole ont été caractérisés par la mise en relation des deux types d’éléments de structure du paysage (haies et parcelles). Les résultats ont montré que les structures linéaires boisées les plus denses sont concentrées au sein de groupes de parcelles de prairies longues durées, tandis que les haies les plus fines, résultant de pratiques agricoles plus intrusives, sont bordées de parcelles plus intensives, c’est-dire toujours en cultures ou à dominante culturale. Les résultats ont également montré que le type de paysage influe sur les patrons d’organisation de ces structures, en paysage ouvert les logiques spatiales diffèrent sensiblement.

38La méthode développée présente l’avantage de prendre en compte à la fois la variété des types de haies, ainsi que la dynamique temporelle des successions culturales des parcelles, et l’arrangement spatial de la combinaison de l’ensemble de ces facteurs dans des paysages contrastés. De plus, cette méthode se base sur des données génériques et facilement accessibles. Les méthodes de traitement des données effectuées à partir de systèmes d’informations géographiques sont reproductibles et mobilisent des outils techniques très répandus.

39Ce travail a permis de mettre en relation deux types d’éléments essentiels du paysage agricole. Cependant, on peut envisager de prendre en considération d’autres types de facteurs en intégrant une dimension multi-échelle dans la réflexion sur les patrons d’organisation de la mosaïque paysagère agricole. L’élément de base parcellaire peut alors être pensé à différents niveaux, agrégé au niveau de l’îlot (groupe de parcelles homogènes), lui-même étant un élément constitutif de l’exploitation agricole. La prise en compte de la dimension spatiale à différents niveaux d’organisation devrait permettre d’améliorer la compréhension du système des pratiques agricoles et donc de mieux évaluer leurs impacts sur l’environnement.

Haut de page

Bibliographie

Aksoy S., Akcay H.G., Wassenaar T., 2010, “Automatic Mapping of Linear Woody Vegetation Features in Agricultural Landscapes Using Very High-Resolution Imagery” , IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 48, No.1, 511 – 522.

Altieri M. A., 1999, “The ecological role of biodiversity in agroecosystems”, Agriculture, Ecosystems and Environment, No.74, 19-31.

Baudry J., Burel F., Thenail C., Le Coeur D., 2000a, “A holistic landscape ecological study of the interactions between farming activities and ecological patterns in Brittany, France”, Landscape and urban planning, No.50, 119-128.

Baudry J., Bunce R.G.H., Burel F., 2000b, “Hedgerows: an international perspective on their origin, function and management”, Journal of Environmental Management, No.60, 7-22.

Baudry J., Jouin A., 2003, De la haie aux bocages : organisation, dynamique et gestion, Paris, INRA Editions.

Baudry J., Perichon S., 2008, “Les haies et le bocage dans le monde : éléments de comparaison”, in : Antoine A., Marguerie D. (dir.), Bocage et société, Rennes, Presses Universitaires de Rennes, 23-32.

Benz U., Hofmann P., Willhauck G., Lingenfelder I., Heynen M., 2004, “Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data for GIS-ready information”, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, No.58, 239-258.

Birard C., 2008, « Les corridors et la trame écologique nationale ; état d’avancement des expériences et perspectives », Séminaire technique des Parcs Naturels Régionaux, Parc naturel régional des volcans d’Auvergne.

Burel F., Baudry J., Bonnin M., Butet A., Mouget T., Moy L., Oszwvald J., Vimal R., 2011, “Les corridors écologiques : des connaissances scientifiques à la mise en œuvre des politiques de conservation de la biodiversité”, Nature Sciences et Sociétés, en révision.

Burel F., Baudry J., Butet A., Clergeau P., Delettre Y., Le Coeur D., Dubs F., Morvan N., Paillat G., Petit S., Thenail C., Brunel E., Lefeuvre J.C., 1998, “Comparative biodiversity along a gradient of agricultural landscapes”, Acta Oecologica, vol. 19, No.1, 47-60.

Burnett C., Blaschke T., 2003, “A multi-scale segmentation/object relationship modelling methodology for landscape analysis”, Ecological modelling, No.168, 233-249.

Cheverry C., 1998, “Agriculture intensive et qualité des eaux”, Versailles, INRA Editions.

Congalton R., 1991, “A Review of Assessing the Accuracy of Classifications of Remotely Sensed Data”, Remote Sensing of Environment, No.37, 35-46.

Corgne S., 2004, “Modélisation prédictive de l’occupation des sols en contexte agricole intensif : application à la couverture hivernale des sols en Bretagne”, Thèse de doctorat de Géographie, Université Rennes2, dir. Marchand J.P.

DEFRA (Department For Environment, Food and Rural Affairs), 2007, “Hedgerow survey handbook, a standard procedure for local surveys in the UK”, London, UK, Technical report.

Delattre T., Pichancourt J. B., Burel F., Kindlmann P., 2010, “Grassy field margins as potential corridors for butterflies in agricultural landscapes: A simulation study”, Ecological Modelling, No.221, 370-377.

Fahrig L., Baudry J., Brotons L., Burel F., Crist T., Fuller R., Sirami C., Siriwardena G., Martin J.L., 2011, “Functional landscape heterogeneity and animal biodiversity in agricultural landscapes”, Ecology Letters, No.14, 101-112.

Hubert-Moy L., 2004, “Occupation des sols et Télédétection : de l’inventaire à la modélisation prédictive”, Habilitation à Diriger des Recherches, Université Rennes 2, dir. Marchand J.P.

Laben C., Brower B, 2000, “Process for Enhancing the Spatial Resolution of Multispectral Imagery Using Pan-Sharpening”, US Patent No.6.011.875.

Lambin E.F., Baulies X., Bockstael N., Fischer G., Krug T., et al., 1999, “Land-use and cover change (LUCC): implementation strategy”, IGBP Rep. 48, IHDP Rep. 10, International Geosphere and Biosphere Program, International Human Dimension in Global Environment Change Program, Stockholm/Bonn.

Lecerf R., 2008, “Suivi des changements d’occupation et d’utilisation des sols d’origine anthropique et climatique à l’échelle régionale par télédétection moyenne résolution, application à la Bretagne”, Thèse de doctorat de géographie, Université de Rennes2, dir. Hubert-Moy L., Dubreuil V.

Lefebvre A., 2011, “Contribution de la texture pour l’analyse d’images à très haute résolution spatiale : application à la détection de changement en milieu périurbain”, Thèse de doctorat de géographie, Université Rennes 2, dir. Hubert-Moy L., Corpetti T.

Lofti A., 2008, “Durabilité écologique des paysages agricoles et production de bois, bocage et néobocage”, Thèse de doctorat de biologie, Université Rennes1, dir. Burel F., Le Cœur D.

Lotfi A., Javelle A., Baudry J., Burel F., 2010, “Interdisciplinary analysis of hedgerow network landscapes’ sustainability”, Landscape Research, vol. 35, No.4, 415-426.

Loveland T.R., Gallant A.L., Volgelmann J.E., 2005, “Perspectives on the land use of land-cover data for ecological investigations”, In John A.W., Michael R.M. (Ed.), “Issues and perspectives in landscape ecology”, 120-131.

MacQueen J., 1967, “Some method for classification and analysis of multivariate observations”, Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, 281-297.

Mannion A.M., 1995, “Agriculture and Environnemental Change : Temporal ans Spatial Dimensions”, Wiley, Chichester.

Marshall E. J. P., Maudsley M. J., 2001, “Effects of management on the biodiversity of English hedgerows”, In Barr C., Petit S., “Hedgerows of the World : Their Ecological Functions in Different Landscapes”, IALE UK, 361-365.

Mérot P., Gascuel-Odoux C., Walter C., Zhang X., Molenat J., 1999, “Bocage landscape and surface water Pathways”, Revue Internationale des Sciences de l’Eau, vol. 12, No.1, 23-44.

Padoa-Schioppa E., Baietto M., Massa R., Bottoni L., 2006, “Bird communities as bioindicators : the focal species concept in agricultural landscapes”, Ecological indicators, vol. 6, No.1, 83-93.

Petit S., Burel F., 1998, “Connectivity in fragmented populations : Abax parallelepipedus in a hedgerow network landscape”, Comptes Rendus de l’Académie des Sciences - Series III - Sciences de la Vie, vol. 321, No.1, 55-61.

Pointereau P., 2002, “Les haies, évolution du linéaire en France depuis 40ans”, Le courrier de l’environnement, No.46, 69-73.

Pointereau P., Bazile D., 1995, “Arbres des champs ; Haies, alignements, prés vergers ou l’art du bocage ; Pour protéger, restaurer et gérer les arbres hors la forêt ””, Toulouse, Editions Solagro.

Quiblier, 2007, « Les éléments de la recherche scientifique mobilisables pour la mise en œuvre des corridors écologiques ; Choix des espèces cibles et identification des connaissances nécessaires », Rapport de stage Fédération des Parcs Naturels Régionaux de France.

Rackham O., 1986, “The History of the Countryside; The Full Fascinating Story of Britain’s Landscape”, London, J.M. Dent, Sons Ltd.

Saunders D.A., Hobbs R.J., Margules C.R., 1991, “Biological consequences of ecosystem fragmentation: a review”, Conservation Biology, No.5, 18-32.

Sheeren D., Bastin N., Ouin A., Ladet S., Balent G., Lacombe J.P., 2009, “Discriminating small wooded elements in rural landscape from aerial photography: a hybrid pixel/object-based analysis approach”, International Journal of Remote Sensing, vol. 30, No. 19, 4979-4990.

Soltner D., 1995, “L’arbre et la haie pour la production agricole, pour l’équilibre écologique, et le cadre de vie”, Sainte-Gemmes-sur-Loire (49), Sciences et techniques agricoles.

Steffen W., Sanderson A., Tyson P.D., Jäge J., Matson P.A., Moore B., Oldfield F., Richardson K., Schellnhuber H.J., Turner B.L., Wasson R.J., 2004, “Global change and the earth system: a planet under pressure”, Berlin, Global change IGBP series, Springer-Verlag.

Tanré D., Deroo C., Duhaut P., Herman M., Morcrette J., 1990, “Description of a computer code to simulate the satellite signal in the solar spectrum: The 5s code”, International Journal of Remote Sensing, No.11, 659-668.

Tansey K., Chambers I., Anstee A., Denniss A., Lamb A., 2009, “Object-oriented classification of very high resolution airborne imagery for the extraction of hedgerows and field margin cover in agricultural areas”, Applied geography, No.29, 145-157.

Taylor P., Fahrig L., Henein K., Merriam G., 1993, “Connectivity is a vital element of landscape structure”, Oikos, No.68, 571-573.

Touya G., Duchene C., Mustiere S., 2010, “Généralisation et intégration pour un fond vert commun entre l’IFN et l’IGN”, Revue Internationale de Géomatique, No.20, 65-86.

Vannier C., Hubert-Moy L., 2008, “Detection of wooded hedgerows in high resolution satellite images using an object-oriented method”, Proceedings of the 2008 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, July 2008 , Boston (USA), vol. 4, 731-734.

Vannier C., Hubert-Moy L., Nabucet J., 2011, “Analyse de la dynamique de l’occupation du sol aux échelles de la parcelle et de l’îlot parcellaire, application en paysage agricole bocager”, Revue Internationale de Géomatique, Géomatique et occupation des sols, No.21, 353-374.

Haut de page

Annexe

 

Annexe : Cartographie et caractérisation du réseau bocager à partir de données de télédétection

Les cartes de types de haies utilisées dans cet article proviennent du traitement d’images de télédétection (Vannier, Hubert-Moy, 2008). Nous présentons ici succinctement les étapes de la méthode de traitement de ces images.

Cette analyse a permis de caractériser les haies du réseau bocager en trois types : les haies groupées à l’intérieur de micro-paysage fermés (dont la tache de canopée est supérieure à 25 m) ; les haies boisées denses dont la tache de canopée est comprise entre 10 m et 25 m ; les haies fines dont la tache de canopée est inférieure à 10 m.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Figure 1 : Organigramme général de la méthode
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-1.png
Fichier image/png, 26k
Titre Figure 2 : Site d’étude : la Zone Atelier Armorique, site de Pleine-Fougères (Bretagne, France)
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 172k
Titre Figure 3 : Carte de référence du réseau de haies issue de la numérisation manuelle de photographies aériennes (vols ULM) en 2008
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 160k
Titre Figure 4 : Carte des types de haies issue de la classification de données de télédétection
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 148k
Titre Figure 5 : Carte des types de successions culturales issue de l’analyse temporelle des cartes d’occupation du sol entre 2000 et 2009
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 124k
Titre Figure 6 : Organigramme de traitement de l’analyse de la répartition spatiale des types de haies selon les types de successions culturales présentes dans le voisinage des haies
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 160k
Titre Figure 7 : Pourcentage de chaque type de haies sur l’ensemble du site d’étude (PF), et le long du gradient paysager où le site A représente un paysage fermé au bocage dense, le site C un paysage ouvert et site B un paysage intermédiaire
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 48k
Titre Figure 8 : Pourcentages des types de successions culturales pour l’ensemble du site d’étude et les sites A, B et C, à gauche. Carte des types de successions culturales (prairie/culture) à Pleine-Fougères, à droite
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 116k
Titre Figure 9 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies (définies par la carte de référence, 2008)
Légende A gauche : résultats statistiques des types de successions culturales adjacentes aux haies par site (PF : Pleine Fougères ; PP : Prairies Permanentes ; DP : Dominante Prairiale ; M : Mixte ; DC : Dominante Culturale ; CP : Cultures Permanentes). A droite : illustration du croisement des couches SIG de la carte de référence et de la carte des types de successions culturales pour l’analyse de voisinage
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 68k
Titre Figure 10 : Analyse de la répartition spatiale des types successions culturales adjacentes aux haies, selon le type
Légende A gauche : pourcentage de types de successions culturales adjacentes aux haies selon leur type : continuités de canopées > à 25 m, entre 10 m et 25 m, ou < à 10 m. (PF : Pleine-Fougères ; PP : Prairies Permanentes ; DP : Dominante Prairiale ; M : Mixte ; DC : Dominante Culturale ; CP : Cultures Permanentes). A droite : illustration du croisement des couches SIG de la carte des types de haies et de la carte des types de successions culturales pour l’analyse de voisinage
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 100k
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 248k
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 464k
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 184k
URL http://journals.openedition.org/cybergeo/docannexe/image/25354/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 372k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence électronique

Clémence Vannier, « Analyse spatiale de structures paysagères en contexte agricole bocager », Cybergeo : European Journal of Geography [En ligne], Environnement, Nature, Paysage, document 607, mis en ligne le 17 mai 2012, consulté le 31 mai 2020. URL : http://journals.openedition.org/cybergeo/25354 ; DOI : https://doi.org/10.4000/cybergeo.25354

Haut de page

Auteur

Clémence Vannier

Docteur en Géographie
UMR 6554 LETG Rennes – COSTEL
UMR 8504 Géographie-cité équipe PARIS
Université Rennes2, Place du Recteur Henri Le Moal
35043 Rennes Cedex France
vannier.clemence@gmail.com

Articles du même auteur

Haut de page

Droits d’auteur

Licence Creative Commons
La revue Cybergeo est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 3.0 non transposé.

Haut de page