Estimation de la biodiversité Les points forts des méthodes acoustiques. Amandine Gasc

Documents pareils
Quelle est l ampleur de la crise actuelle de biodiversité?

Data issues in species monitoring: where are the traps?

La biodiversité : enjeu scientifique et enjeu éthique

LE MONITORING DE LA BIODIVERSITE EN SUISSE. Hervé LETHIER, EMC2I

La gestion des données en écologie des communautés végétales : l exemple de Phytobase

UNIVERSITE D ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ET ECOLOGIE VEGETALES

CBBC Canadian Business & Biodiversity Council

Les macroinvertébrés: des bioindicateurs incontournables pour le monitoring des cours d eau en CH

Compléments et commentaires liés à l outil d initiation à la biodiversité à destination du secteur privé

«Poursuivre au-delà de BEEST : une approche fonctionnelle basée sur les traits de vie des espèces en relation avec l habitat».

Sea Tech Week Brest - Mercredi 10 octobre Quartz salle 1

Les débouchés des diplômés de L LMD Sciences de la Nature et de la Vie

Communication parlée L2F01 TD 7 Phonétique acoustique (1) Jiayin GAO <jiayin.gao@univ-paris3.fr> 20 mars 2014

Samuel Decout, Sandra Luque.

MASTER (LMD) GESTION DE DONNEES ET SPATIALISATION EN ENVIRONNEMENT (GSE)

Protocoles pour le suivi des pontes de tortues marines dans le cadre de Protomac. Professeur Marc Girondot

Programme des Nations Unies pour l environnement

Étude d impact et Services Écosystémiques : Comment identifier et spatialiser les enjeux?

Population responses to environmental forcing : approaches to model and monitor habitat characteristics

Calcul des indicateurs de sonie : revue des algorithmes et implémentation

BTS Gestion et Protection de la Nature Par apprentissage. La nature vous passionne, faîtes en votre métier!

staff worldwide years 36b. revenues countries

Préconisations pour une gouvernance efficace de la Manche. Pathways for effective governance of the English Channel

Les compensations écologiques sur la ligne à grande vitesse Sud Europe Atlantique

AGROBASE : un système de gestion de données expérimentales

ACOUSTIQUE 3 : ACOUSTIQUE MUSICALE ET PHYSIQUE DES SONS

Programme GREAT-MED: «Generating a Risk and Ecological Analysis Toolkit for the Mediterranean»

Bandes Critiques et Masquage

ÉCOLOGIE, ENVIRONNEMENT

LISTE DE PROTECTION DES ESPÉCES

Evolution récente et à venir de l environnement réglementaire européen: Quelle implication pour le secteur carrier?

SNMP for cloud Jean Parpaillon. SNMP4cloud - 1

Projet audio. Analyse des Signaux ELE2700

Association des. Objectifs. convivialité, réunir les habitants autour du jardinage. action sociale, action environnementale,

Caractéristiques des ondes

UTILISER LES DONNÉES NATURALISTES DANS LA GESTION FORESTIÈRE

Avancées et reculs des mangroves guyanaises: bilan par analyse spatiale sur plusieurs décennies

CLIQUEZ ET MODIFIEZ LE TITRE

INSTITUT MARITIME DE PREVENTION. For improvement in health and security at work. Created in 1992 Under the aegis of State and the ENIM

4. Résultats et discussion

Identification interactive des plantes et système d'information collaboratif. P. Bonnet, J.-f. Molino & al. Umr AMAP. Equipe-projet IMEDIA

Dan Istrate. Directeur de thèse : Eric Castelli Co-Directeur : Laurent Besacier

Chapitre 2 Les ondes progressives périodiques

LES AIRES PROTÉGÉES MULTICLASSES ET LA CATÉGORIE VI DE L UICN. De nouvelles perspectives de conservation à l échelle régionale

Investissements d avenir. Initiative PME - Biodiversité

Comptes des changements de la biodiversité des systèmes et des espèces

MONTELIMAR ENERGIE POSITIVE

SOMMAIRE CYCLE 1. Des jeux tout prêts. Des activités à préparer. Les solutions

Traits fonctionnels : concepts et caractérisation exemples des prairies Marie-Laure Navas, Eric Garnier, Cyrille Violle, Equipe ECOPAR

Analyse des bruits de clavier d ordinateur

Didier Pietquin. Timbre et fréquence : fondamentale et harmoniques

L offre de master orientée «forêt»

Une nouvelle écologie des parcs et des jardins

LE RESEAU AFRICAIN D INFORMATION ENVIRONNEMENTALE

L observation et le contrôle des sites de stockage de CO 2

Une fréquence peut-elle être instantanée?

INTRODUCTION A L ELECTRONIQUE NUMERIQUE ECHANTILLONNAGE ET QUANTIFICATION I. ARCHITECTURE DE L ELECRONIQUE NUMERIQUE

Title Text. Gestion de données de mobilité Mobility data management

CHOU BIOLOGIQUE. Evaluation d aménagements floristiques sur la répartition intra-parcellaire des auxiliaires

Claire NOEL Directeur Scientifique

User guide Conference phone Konftel 100

P.L.U. Plan Local d'urbanisme PRESCRIPTION D'ISOLEMENT ACOUSTIQUE AU VOISINAGE DES INFRASTRUCTURES TERRESTRES DOCUMENT OPPOSABLE

Projet de thèse : Dynamique et gestion des renouées asiatiques, de l échelle paysagère à l échelle de la tache

MESURES de BRUIT. Chantier A63 Rechargement

FICHE N 8 Photodiversité, d une banque d images à un portail d activités en ligne Anne-Marie Michaud, académie de Versailles

Tutoriels. 01 Utiliser Praat. 02 Transcrire sous Praat en utilisant les conventions VALIBEL. Sylviane Bachy. Rédaction octobre 2005

10ème Congrès Français d'acoustique Lyon, Avril 2010

10ème Congrès Français d'acoustique Lyon, Avril 2010

CT-DECT GateCom 3W avec Fonction CT-ASR CT-DECT Bluetooth / tablette tactile et téléphones GSM Geschäftsbericht 09/10 I 1

Proposition de labellisation d un projet de thèse pour une Allocation de Recherche (5 pages maximum)

Condition Monitoring System pour les éoliennes. "Condition Monitoring System" pour les éoliennes

FAG Detector II le collecteur et l analyseur de données portatif. Information Technique Produit

Scanner acoustique NoiseScanner

Etat de la connaissance de la biodiversité. sur la commune de Pantin

TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTÈME

Mesure agnostique de la qualité des images.

Les principaux thèmes liés à cette cause sont :

MONITORING ENVIRONNEMENTAL PARTICIPATIF

Theme 5: MARINE ECOSYSTEMS DYNAMICS and MANAGEMENT Thème 5 : DYNAMIQUE et GESTION DES ÉCOSYSTÈMES MARINS

Analyses psychoacoustiques dans ArtemiS SUITE

au concept de «développement durable» Pour une éducation ouverte sur le monde

Ordonnance du DFJP sur les instruments de mesure audiométriques

Intérêt du découpage en sous-bandes pour l analyse spectrale

Morcellement du paysage

Logiciel d analyse et de gestion du bruit OUIE2000

Pays Rhin-Vignoble -Grand Ballon

BOUEE SIMEO - STATION DE SURVEILLANCE DE L ECOSYSTEME MARIN SIMEO BUOY

Analyse de la vidéo. Chapitre La modélisation pour le suivi d objet. 10 mars Chapitre La modélisation d objet 1 / 57

Journée SITG, Genève 15 octobre Nicolas Lachance-Bernard M.ATDR Doctorant, Laboratoire de systèmes d information géographique

Quelles représentations des interactionsbiotiques dans les modèles?

Objet : Radiofréquences émises par les compteurs intelligents : position des directeurs régionaux de santé publique du Québec

Demande d autorisation de faire une tournée pour des cirques itinérants détenant des animaux sauvages

SCHOLARSHIP ANSTO FRENCH EMBASSY (SAFE) PROGRAM APPLICATION FORM

Document d Objectifs des sites Natura 2000 FR et FR «Basse Plaine de l Aude» Table des Annexes

Surveillance et maintenance prédictive : évaluation de la latence de fautes. Zineb SIMEU-ABAZI Univ. Joseph Fourier, LAG)

Christophe SANNIER

Patricia Roberts-Pichette

LA CHARTE REGIONALE D ACCES AUX AIDES AGRICOLES

Lamia Oukid, Ounas Asfari, Fadila Bentayeb, Nadjia Benblidia, Omar Boussaid. 14 Juin 2013

Transcription:

Estimation de la biodiversité Les points forts des méthodes acoustiques Amandine Gasc

Biodiversité: définition Première publication (Wilson, Biodiversity, 1988)

Biodiversité: définition Première publication (Wilson, Biodiversity, 1988) «La variabilité des organismes vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes.» Article.2 de la Convention sur la diversité biologique, 1992, Sommet de la terre à Rio de Janeiro

Biodiversité: enjeu actuel 2010 2020 2002-Convention sur la diversité biologique -> «2010 Biodiversity Target» Balmford et al., 2005

Biodiversité: enjeu actuel 2010 2020 2002-Convention sur la diversité biologique -> «2010 Biodiversity Target» Balmford et al., 2005 2010-Convention sur la diversité biologique -> 2020 «Grand Plan» Objectif 19 : D ici à 2020, les connaissances, la base scientifique et les technologies associées à la diversité biologique, ses valeurs, son fonctionnement, son état et ses tendances, et les conséquences de son appauvrissement, sont améliorées, largement partagées et transférées, et appliquées.

Biodiversité: enjeu actuel 2010 2020 2002-Convention sur la diversité biologique -> «2010 Biodiversity Target» Balmford et al., 2005 2010-Convention sur la diversité biologique -> 2020 «Grand Plan» Objectif 19 : D ici à 2020, les connaissances, la base scientifique et les technologies associées à la diversité biologique, ses valeurs, son fonctionnement, son état et ses tendances, et les conséquences de son appauvrissement, sont améliorées, largement partagées et transférées, et appliquées. Estimer la biodiversité

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Population Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Inventaires par capture Inventaires par observation Population Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Inventaires par capture Inventaires par observation Population Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Milieux difficile d accès Pas de capture ou d observation possible Population Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Population Inventaire acoustique Dans des milieux difficiles d accès Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Accès dans des milieux difficiles: La canopée Modified from Riede,1997

Inventaires classiques inventaires acoustiques Accès dans des milieux difficiles: La canopée Les milieux aquatiques marins 700 fish species known to produce sounds from at least 30 families Luczkovich and Mann, 2008

Inventaires classiques inventaires acoustiques Accès dans des milieux difficiles: La canopée Les milieux aquatiques marins Les milieux aquatiques terrestres

Inventaires classiques inventaires acoustiques Accès dans des milieux difficiles: La canopée Les milieux aquatiques marins Les milieux aquatiques terrestres Le sol ou les structures vivantes Eavesdropping on Insects Hidden in soil and Interior Structures of Plants Mankin et al., 2000 Cephus cinctus Norton Cephus cinctus Norton (Hymenoptera: Cephidae) larvae could be detected in small pots of wheat in the laboratory by taking moderate precautions to eliminate background noise.

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Collection de données =travail sur le terrain très long Inventaires par capture Inventaires par observation Population Communauté Paysage Ecosystème

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Collection de données =enregistreur automatique Inventaire acoustique Population Communauté Paysage Ecosystème Etudes à grandes échelles spatiales et temporelles Suivi sur plusieurs saisons Suivi simultanée sur plusieurs sites

Inventaires classiques inventaires acoustiques Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Inventaire acoustique Espèce Population Communauté Paysage Ecosystème Identification des sons Par un spécialiste Par des méthodes acoustiques

Identification des sons par un spécialiste Reconnaissance à l oreille Simple comptage des espèces Exemple du STOC Point d écoute 5 minutes

Identification des sons par un spécialiste Reconnaissance à l aide d outil d analyse du signal Critère de description sur le spectre, le spectrogramme, l oscillogramme Exemple du suivi national chiroptère Christophe Rousseau

Identification des sons par des méthodes automatiques Par taxon Oiseaux Chiroptères Cétacés Insectes (Lee et al., 2006; ) (Skowronski and Harris, 2006; Parsons and Jones, 2000; ) (Marques and Thomas, 2009; Brown et al., 2006; ) (Ganchev et al.,2007; ) Amphibiens (Hann et al., 2010;..) Mammifères terrestres (Clemins et al., 2005; )

Identification des sons par des méthodes automatiques Acoustic classification of Australian anurans based on hybrid spectral-entropy approach 9 espèces de grenouille Australiennes Utilisation de mesures globales du son Taux de réussite 98%. Spectrogram examples of complete call for four species in this study. (a) Cophixalus hosmeri, (b) Cophixalus infacetus, (c) Cophixalus neglectus and (d) Cophixalus saxatilis. Hann et al., 2010

Identification des sons par des méthodes automatiques Par taxon Oiseaux Chiroptères Cétacés (Lee et al., 2006; ) (Skowronski and Harris, 2006; Parsons and Jones, 2000; ) (Marques and Thomas, 2009; Brown et al., 2006; ) Insectes (Ganchev et al.,2007; ) Amphibiens (Hann et al., 2010;..) Mammifères terrestres (Clemins et al., 2005; ) Multi-taxa Oiseaux et amphibiens: Acevedo and Villanueva-Riviera, 2006; Acevedo_et_al_2009 Oiseaux, amphibien, orthoptères et mammifères: Chesmore, 2001

Identification des sons par des méthodes automatiques Automated classification of bird and amphibian calls using machine learning: A comparison of methods 9 espèces de grenouilles and 3 espèces d oiseaux Trois méthodes 94.95% avec la méthode vector machine 89.20% avec la méthode decision tree 71.45% avec la méthode linear discriminant analysis Acevedo et al., 2009

Inventaire acoustique méthode globale Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Population Communauté Paysage Ecosystème Inventaire acoustiques Identification des sons Par un spécialiste Travail en laboratoire très long Par des méthodes acoustiques Problèmes «overlap»

Inventaire acoustique méthode globale Plusieurs échelles écologiques Gène Individu Espèce Population Communauté Paysage Accès direct à la diversité de la communauté par l acoustique Ecosystème

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Rapid acoustic survey for biodiversity appraisal. PloS ONE, 3(12): e4065 Sueur J, Pavoine S, Hamerlynck O, Duvail S, 2008 Une vision globale de la diversité biologique Indices de diversité acoustique

Méthode globale: l entropie acoustique index Alpha Amplitude Amplitude Oscillogramme Temps (s) Transformée de Hilbert p i Enveloppe Indice de Shannon & Simpson Entropie temporelle H H H n 1 t pi log 2 pi (log 2 n) avec H t 0, 1 1 t t 1 i n Temps (s) augmente avec l hétérogénéité de l enveloppe augmenterait avec le nombre d espèces

Méthode globale: l entropie acoustique index Alpha Amplitude Amplitude Oscillogramme Temps (s) Transformée de Fourier p i Spectre fréquentiel Indice de Shannon & Simpson Entropie spectrale H f 1 i n Temps (s) n 1 H f pi log 2 p i (log 2n) avec H f 0,1 1 H f augmente avec l hétérogénéité de l enveloppe augmenterait avec le nombre d espèces

Amplitude Méthode globale: l entropie acoustique index Alpha Amplitude p i p i 1 i n Temps (s) Fréquence (khz) 1 i n H avec H 0, 1 H f H t

Amplitude Méthode globale: l entropie acoustique index Alpha Indice H Amplitude p i p i 1 i n Temps (s) Fréquence (khz) 1 i n H avec H 0, 1 H f H t H Nombre d espèces dans le chœur S augmente avec le nombre d espèces (Sueur et al., 2008; Depraetere et al., 2011)

Amplitude Méthode globale: la dissimilarité acoustique indice Béta Amplitude Amplitude Fréquence (khz) Fréquence (khz) p i n 1 Df pi q 2 i 1 avec i Df 0,1 q i i Fréquence (khz)

Amplitude Méthode globale: la dissimilarité acoustique indice Béta Amplitude Amplitude Temps (s) Temps (s) D t 1 2 i n 1 p i q i p i D t avec 0,1 q i i Temps (s)

Amplitude Méthode globale: la dissimilarité acoustique indice Béta Amplitude Fréquence (khz) Fréquence (khz) D avec D 0, 1 D f D t

Amplitude Méthode globale: la dissimilarité acoustique indice Béta Index D Amplitude Fréquence (khz) Fréquence (khz) D avec D 0, 1 D f D t Number of species that are not shared D augmente avec le nombre d espèces non partagées (Sueur et al., 2008; Depraetere et al., 2011)

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Rapid acoustic survey for biodiversity appraisal. PloS ONE, 3(12): e4065 Sueur J, Pavoine S, Hamerlynck O, Duvail S, 2008 Monitoring animal diversity using acoustic indices: implementation in a temperate woodland. Ecological Indicators, (13) 46-54. Depraetere M., Pavoine S., Jiguet F., Gasc A., Duvail S., Sueur J., 2011.

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Rapid acoustic survey for biodiversity appraisal. PloS ONE, 3(12): e4065 Sueur J, Pavoine S, Hamerlynck O, Duvail S, 2008 Monitoring animal diversity using acoustic indices: implementation in a temperate woodland. Ecological Indicators, (13) 46-54. Depraetere M., Pavoine S., Jiguet F., Gasc A., Duvail S., Sueur J., 2012. Mise en évidence d une trop forte sensibilité de Hf au bruit ambiant Intégration de l énergie du signal (M) AR=Ht*M

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse La diversité acoustique est un indicateur de la diversité fonctionnelle et phylogénétique

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse La diversité acoustique est un indicateur de la diversité fonctionnelle et phylogénétique Protocole Calcul d indices de diversité acoustique, phylogénétique et fonctionnelle sur la base de données STOC 19420 communautés décrites sur 196 espèces d oiseaux 2001 à 2010 Df and 1-Rv

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse La diversité acoustique est un indicateur de la diversité fonctionnelle et phylogénétique Protocole Calcul d indices de diversité acoustique, phylogénétique et fonctionnelle sur la base de données STOC 19420 communautés décrites sur 196 espèces d oiseaux 2001 à 2010 Df and 1-Rv Analyses et premiers résultats Résultats à venir

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse Le micro-endémisme de ces sites se manifestera par des différences acoustiques mesurables plus fortes entre les sites qu au sein d un même site

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse Le micro-endémisme de ces sites se manifestera par des différences acoustiques mesurables plus fortes entre les sites qu au sein d un même site Protocole Période du 10 Avril au 01 Mai, 3 sites, 4 enregistreurs 21 jours d enregistrements, 1min toutes les 10min Températures, force du vent, pluviométrie 36 560 fichiers Mandjélia Aoupinié Koghis

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse Le micro-endémisme de ces sites se manifestera par des différences acoustiques mesurables plus fortes entre les sites qu au sein d un même site Protocole Période du 10 Avril au 01 Mai, 3 sites, 4 enregistreurs 21 jours d enregistrements, 1min toutes les 10min Températures, force du vent, pluviométrie 36 560 fichiers Analyses et premiers résultats Indices de dissimilarité acoustique Dissimilarité inter-sites plus fortes qu intra-sites Mandjélia Aoupinié Résultats à venir Koghis

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L acoustique permet de mettre en évidence une organisation spatiale de la diversité animale

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L acoustique permet de mettre en évidence une organisation spatiale de la diversité animale Protocole Quadrillage d une parcelle de forêt tropicale en Guyane avec des enregistreurs En surface et en hauteur Pendant 3 semaines

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L acoustique permet de mettre en évidence une organisation spatiale de la diversité animale Protocole Quadrillage d une parcelle de forêt tropicale en Guyane avec des enregistreurs En surface et en hauteur Pendant 3 semaines Analyse et Résultats attendus Calcul des indices de diversité acoustique Cartographie dynamique de l organisation de cette diversité

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L effet de la conservation d arbres natifs dans des agro-forêts a un effet positif sur la biodiversité dans les caféières des Western Ghats (Inde).

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L effet de la conservation d arbres natifs dans des agro-forêts a un effet positif sur la biodiversité dans les caféières des Western Ghats (Inde). Protocole 3 types d habitats le long d un gradient 4 enregistreurs par type d habitat 2 microphones: 1m50 et 20m Forêt non dégradée Agro-forêt avec arbres natifs Agro-forêt avec arbres non natifs

Indice de diversité acoustique d une communauté animale Hypothèse L effet de la conservation d arbres natifs dans des agro-forêts a un effet positif sur la biodiversité dans les caféières des Western Ghats (Inde). Protocole 3 types d habitats le long d un gradient 4 enregistreurs par type d habitat 2 microphones: 1m50 et 20m Analyse et Résultats attendus Comparaison des diversité acoustiques et botaniques Forêt non dégradée Agro-forêt avec arbres natifs Agro-forêt avec arbres non natifs Un gradient de diversité acoustique suit le gradient de diversité végétale

Conclusion Les avantages des méthodes acoustiques Peu couteuse, non invasive Automatisable, répétable Importante quantité de données Exploration de milieux difficilement accessibles Large échelle spatiale Large échelle temporelle

Conclusion Les avantages des méthodes acoustiques Peu couteuse, non invasive Automatisable, répétable Importante quantité de données Exploration de milieux difficilement accessibles Large échelle spatiale Large échelle temporelle Méthode globale Accès direct au niveau communautaire Complémentaire à des méthodes plus qualitatives Rapide

Conclusion Les Limites des méthodes acoustiques Ecoute Identification automatique Méthode globale Traitement des données Problème d «overlap» Peu précise Sensible au bruit

Conclusion Les Limites des méthodes acoustiques Ecoute Identification automatique Méthode globale Traitement des données Problème d «overlap» Peu précise Sensible au bruit Détection de la biodiversité Biodiversité animale Biodiversité acoustique Biodiversité détectée Quel pourcentage?

Bernard Fort Merci de votre attention