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Les analyses multivariéesde la niche écologique
Méthodes multivariées de sélection de l’habitat.Analyses & Outils
Clément Calenge & Mathieu BasilleLaboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive
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La sélection de l'habitat
Introduction
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Plan
• La sélection de l’habitat
- Définitions et concepts
- Les outils géographiques
- Objectifs et analyse
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Pourquoi étudier la sélection de l’habitat ?
• Recherche scientifique, notamment en écologie
• Gestion cynégétique de la faune
• Conservation
► Question : Quelles sont les caractéristiques de l'environnementrecherchées par une espèce ou un individu ?
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L’habitat
L’habitat correspond aux ressources et aux conditions présentes sur une zone, qui permettent son occupation – incluant la survie et la reproduction – par un organisme donné (Hall et al. 1997)
L’habitat est par essence un concept multivarié
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La sélection de l’habitat
C’est un processus hiérarchique impliquant une série de décisions comportementales, apprises ou innées, prises par un animal concernant son utilisation de l’habitat à différentes échelles spatiales de l’environnement.
(Hall et al. 1997)
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Différentes échelles spatiales
(Johnson 1980)
• 2e ordre: population
• 3e ordre: individu
• 4e ordre: sélection des items alimentaires
• 1er ordre: espèce
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Attention à l'échelle temporelle
• Année : bonnes et mauvaises années
• Saison : l’habitat recherché ne sera pas nécessairement le même au printemps et en automne
• Journée : on n’aura pas nécessairement les mêmes résultats si on échantillonne la zone à l’aube ou pendant la journée
Exemple sur le chevreuil :
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Principe d’étude
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Rapport
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D
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B
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HabitatUtilisé
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Disponible (%)
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Principe d’étude
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HabitatUtilisé
(%)
Disponible (%)
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Plan
• La sélection de l’habitat- Définitions et concepts
- Les outils géographiques
- Objectifs et analyse
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Avant les Systèmes d’Information Géographique
Avant le milieu des années 1990, une seule variable qualitative définissant les types d’habitat était généralement étudiée.
►Analyse sur une variable
Limite :
►Ne prend pas en compte le caractère multivarié de l'habitat
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Les Systèmes d’Information Géographique
• C’est un système informatisé (matériels et logiciels) capable de stocker, gérer, manipuler, analyser, modéliser, représenter des données à référence spatiale (Dray 2003).
Manipulation de cartes Permet d’effectuer diverses opérations spatiales
• Ces systèmes sont apparus dans les années 1970, mais n’ont commencé à s’étendre que depuis le milieu des années 1990.
les SIG ont multiplié les possibilités d’analyse
►Analyses sur plusieurs variables
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Travail sur deux types de cartes :
● Cartes raster :
● Cartes vecteur :
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Utilisation des SIG10
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Plan
• La sélection de l’habitat- Définitions et concepts
- Les outils géographiques
- Objectifs et analyse
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Objectifs
Trois questions selon l'objet biologique considéré :
• Espèce ou population : 1) Étude de la distribution spatiale de la population au sein de la zone d'étude2) Étude de la distribution spatiale des domaines vitaux au sein de la zone d'étude
• Individu : 3) Etude de l’utilisation du domaine vital par un individu
distribution temporelle
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Données populationnelles
Type de données : Localisations d'individus non-identifiés
(observation d’individus ou indices de présence – fécès, empreintes, cadavres, dégâts sur cultures, etc. –)
Source des données : Echantillonnage de la zone
(parcours de circuits ou de transects, échantillonnage par point, échantillonnage systématique ou aléatoire, etc.)
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Sélection de l'habitat par la population
Comment mettre en évidence les variables environnementales qui influencent la
distribution de la population ?
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Données individuelles
● Radio-pistage :Un animal est capturé et équipé d’un collier émetteur. Par triangulation, on peut ensuite localiser l’animal dans son
habitat naturel sans le perturber.
● CMR :Les individus sont capturés, marqués puis recapturés.
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Sélection du domaine vital dans la zone d’étude
Disponibilité identique pour tous les animaux suivis
Utilisation mesurée pour chacun
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Sélection des sites utilisés au sein du domaine vital
Utilisation mesurée pour chaque animal
Disponibilité mesurée pour chaque animal
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3 questions ↔ 3 types de protocoles (designs)
Thomas & Taylor (1990)
Type IIIIndividu
Type IIType IEspèce / Population
IndividuPopulationdonnées
échelle
Analyse : trois grands types de protocoles
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Utilisation Disponibilité
Type I Animaux non identifiés
Animaux non identifiés
Type II Animaux identifiés
Animaux non identifiés
Type III Animaux identifiés
Animaux identifiés
Thomas & Taylor (1990)
Comparaison utilisation / disponibilité
Analyse : trois grands types de protocoles
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La niche écologique
Définition et application
[ Hutchinson, 1957, Cold Spr. Harb. Symp. Quant. Biol. ]
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Plan
• La sélection de l’habitat
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Définition de la niche écologique
p variables d’habitat définissent l’espace multidimensionnel des ressources disponibles
espace écologique
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La niche écologique correspond à l’hypervolume
dans lequel une espèce peut potentiellement maintenir
une population viable.
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Extension de la définition de la niche écologique
niche ↔ espèce
Extension de la définition à l’organisme(population ou individu)
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Analyse de la niche écologique
p cartes rasterde ce qui est disponible à l'organisme
Carte donnant le nombre de détections de l'organisme par pixel
Niche del'organisme
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La marginalité
OG : marginalité= mesure de l’intensité de
la sélection de l’habitat par cet organisme
G
O
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Protocoles de type I
Le jeu de données
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Plan
• La sélection de l’habitat
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
- Le jeu de données
- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Le lynx dans le Jura
• Population de lynx
Paris
Lyon
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potentiellement 200 adultes
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Le lynx dans le Jura
• Indices de présence récoltés par le Réseau Lynx
26
• Population de lynx
potentiellement 200 adultes
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Les données utilisées
• 7 variables d’habitat • 528 localisations entre 1999 et 2003
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Forme des donnéesH
abit
at28
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Forme des données
pixels
Hab
itat
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Forme des données
pixels
variables
Hab
itat
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![Page 38: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/38.jpg)
Forme des données
pixels
variables
Habitat moyen disponible
Hab
itat
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![Page 39: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/39.jpg)
Forme des données
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variables
présence
Habitat moyen disponible
Hab
itat
Loc
alis
atio
ns
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Forme des données
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0
0
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variables
présence
Habitat moyen disponible
Habitat moyen utilisé
Hab
itat
Loc
alis
atio
ns
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![Page 41: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/41.jpg)
Forme des données
1
0
2
0
0
0
3
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variables
présence
Habitat moyen disponible
Habitat moyen utiliséLoc
alis
atio
nsH
abit
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Protocoles de type I
Les distances de Mahalanobis
[ Clark et al., 1993, J. Wild. Manage. ]
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Plan
• La sélection de l’habitat
• La niche écologique
• Les protocoles de type I- Le jeu de données
- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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Les distances de Mahalanobis30
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En pratique
– p variables d’habitat
1( ) ( )ti i id x µ Σ x µ
– µ = vecteur moyen des habitats utilisés
– = matrice de variance covariance
– Soit x le vecteur donnant les valeurs des variables d’habitat pour un pixel disponible donné
31
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Illustration : le cas du Lynx
• Carte de qualité habitat sur la zone d’étude
Habitatdéfavorable
Habitatfavorable
32
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Inconvénients
G
O
Exemple de non-respect:• Hypothèse préalable :La niche écologique doit être normale multivariée(ou au moins unimodale).
• Résultats « bruts » :Uniquement une carte de qualité d’habitat.
33
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Protocoles de type I
L’Ecological-Niche Factor Analysis
[ Hirzel et al., 2002, Ecology ]
34
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Plan
• La sélection de l’habitat
• La niche écologique
• Les protocoles de type I- Le jeu de données
- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
* Principe de la méthode
* Application au jeu de données
* Test de randomisation
* Cartes d’habitat favorable
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L’ENFA – Le principe
Méthode pour décrire la niche à partir de 2 paramètres biologiques.
Marginalité Spécialisation
écart entre l’habitat moyen
disponible et l’habitat moyen
utilisé
restriction de la niche
(exigences de l’espèce)
35
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L’ENFA – Le principe
Méthode pour décrire la niche à partir de 2 paramètres biologiques.
Marginalité Spécialisation
G
O
35
![Page 52: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/52.jpg)
L’ENFA, une analyse factorielle
Analyse en deux étapes :
(1) Extraction d’un axe de marginalité
maximise le caractère excentré de la niche
(2) Extraction d’axes successifs de spécialisation
maximisent la spécialisation
Meilleure « photo » possiblede la niche de l’espèce
36
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Axe de marginalité
L’axe qui passe par les centres de gravité de la niche et de la zone d’étude.
Numériquement, la marginalité est égale au carré de la distance entre les deux centres de gravité
37
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Axe de marginalité
L’axe qui passe par les centres de gravité de la niche et de la zone d’étude.
37
![Page 55: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/55.jpg)
Axe de marginalité
L’axe qui passe par les centres de gravité de la niche et de la zone d’étude.
37
![Page 56: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/56.jpg)
Axes de spécialisation
Axe de l’espace écologique qui maximise la spécialisation
38
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Axes de spécialisation
utilisés) (pixels s)disponible (pixels Maximise
VarVar
Axe de l’espace écologique qui maximise la spécialisation
38
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Plan
• La sélection de l’habitat
- Définitions et concepts
- Les outils géographiques
- Objectifs et analyse
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
- Le jeu de données
- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
* Principe de la méthode
* Application au jeu de données
* Test de randomisation
* Cartes d’habitat favorable
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Application au Lynx
Valeurs propres de spécialisation :
On conserve2 valeurs propres de spécialisation
39
10
5
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Interprétation40
Significativité de la sélection de l’habitat ?
O G
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Plan
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* Application au jeu de données
* Test de randomisation
* Cartes d’habitat favorable
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Tests de randomisation
Distributionobservée
Marginalité+
1e valeur proprede spécialisation
M S
41
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Tests de randomisation
Marginalité+
1e valeur proprede spécialisation
Distributionaléatoire
M S
41
![Page 64: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/64.jpg)
Tests de randomisation
Marginalité+
1e valeur proprede spécialisation
2e distributionaléatoire
M S
41
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Tests de randomisation
1000répétitions
Marginalité
Spécialisation
M S
41
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Tests de randomisation
1000répétitions
Marginalité
Spécialisation
p < 0.001
p < 0.001
M S
41
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Plan
• La sélection de l’habitat
- Définitions et concepts
- Les outils géographiques
- Objectifs et analyse
• La niche écologique
• Les protocoles de type I
- Le jeu de données
- Les distances de Mahalanobis
- L’ENFA
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
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* Principe de la méthode
* Application au jeu de données
* Test de randomisation
* Cartes d’habitat favorable
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La dualité de l’ENFA
ENFA = méthode descriptive Prédiction de la qualité de l’habitat
?
Distances de Mahalanobis
42
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Illustration : le cas du Lynx
• Carte de qualité habitat sur la zone d’étude
Habitatdéfavorable
Habitatfavorable
43
![Page 70: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/70.jpg)
Comparaison ENFA - Mahalanobis
Mahalanobis ENFA
Avantage :l’ENFA supprime
le « bruit »
44
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- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils informatiques
![Page 72: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/72.jpg)
L’analyse K-select
Calenge, C., Dufour, A.B. & Maillard, D. (sous presse) Ecological modelling
Analyse de la sélection de l’habitat avec des données de radio-pistage
Aspect multivarié
![Page 73: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/73.jpg)
Problèmes posés par les études de radio-pistage
• On a une grille de pixels
• K animaux sont suivis
• Pour chaque animal, on peut estimer un domaine vital
Quelles sont les composantes communes de l’habitat recherchées par tous les animaux suivis à l’intérieur de leur domaine vital ???
Quelles sont les composantes de l’habitat recherchées par les animaux suivis pour établir leur domaine vital dans la zone d’étude
![Page 74: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/74.jpg)
Le tableau de données pour un animal i
V1
10122534662
1714
Pixels
71263214
V2
51692
2121479
12
V3
Pourcentage de localisations
00
134047000
Xi Yi
disponibilité utilisation
![Page 75: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/75.jpg)
Extension de la définition de la niche
V1
10122534662
1714
Pixels
71263214
V2
51692
2121479
12
V3
22.5 3.25 29
Moyenne disponible
O
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Extension de la définition de la niche
V1
10122534662
1714
Pixels
71263214
V2
51692
2121479
12
V3
Pourcentage de localisations
00
134047000
47.9 4.1 18.5
Moyenne utilisée
O
G
![Page 77: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/77.jpg)
Extension de la définition de la niche
V1
10122534662
1714
Pixels
71263214
V2
51692
2121479
12
V3
Pourcentage de localisations
00
134047000
O
G
OG = Axe de marginalité
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Structure des données
X1 Y1
X2
…
XK
Y2
…
YK
Pixels
Variables
Xi = disponibilitéYi = utilisation
OK
Oi
Gi
GK
O1
G1
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Le principe de l’analyse k-select
X1 Y1
X2
…
XK
Y2
…
YK
Pixels
Variables
G1
O1Oi
Gi
OK
GK
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Le principe de l’analyse k-select
Variables
Animaux
Moy. Utilisée
Variables
Animaux
Moy. Dispo
![Page 81: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/81.jpg)
Le principe de l’analyse k-select
Le principe de l’analyse k-select
Variables
Animaux
Variables
Animaux
![Page 82: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/82.jpg)
Le principe de l’analyse k-select
Le principe de l’analyse k-select
Variables
Animaux
Variables
Animaux
![Page 83: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/83.jpg)
Le principe de l’analyse k-select
Le principe de l’analyse k-select
Variables
Animaux
Analyse K-select=
Analyse en Composantes Principales non centrée
Différences entre moyennes utilisées et disponibles
![Page 84: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/84.jpg)
Inclusion des variables qualitatives
• Les variables qualitatives sont codées par un groupe de variable binaires, chaque variable correspondant à une modalité:
ccbaab
Type d’habitat
0 0 10 0 10 1 01 0 01 0 00 1 0
Pixels
Type d’habitata b c
Pixels
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- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données - Protocole de type II
+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils informatiques
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Exemple d’utilisation
Suivi par radio-pistage de sangliers en milieu méditerranéen
(Maillard, 1996)
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La zone d’étude
4 km
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Protocole de suivi
• 11 sangliers suivis (6 femelles, 5 mâles subadultes), capturés pendant la nuit, après plusieurs jours d’observation.
• Deux années de suivi (1992-1993)
• Les bauges (sites de repos) des sangliers ont été localisées quotidiennement.
• On se concentre sur la sélection des sites de bauge pendant les mois de juillet et août.
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Localisation des sangliers sur la zone (1992)
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Localisation des sangliers sur la zone (1993)
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- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils informatiques
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Définition de l’utilisation
• Pour un animal donné, sont considérés comme utilisés les pixels localisés à moins de 500 mètres d’une localisation.
• Pour tous les animaux, c’est la zone d’étude totale qui est considérée comme disponible.
![Page 93: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/93.jpg)
Forme des données
p cartes rasterde ce qui est disponible aux animaux
Carte donnant la localisation du domaine vital d’un animal
O
G1
Gi
Gn
![Page 94: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/94.jpg)
Interprétation des axes: 1. Axes de marginalité
p cartes rasterde ce qui est disponible aux animaux
Carte donnant le nombre de détections de l’espèce par pixel
G1
O
Gi
Gn
![Page 95: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/95.jpg)
Interprétation des axes: 2. Variables
p cartes rasterde ce qui est disponible aux animaux
Carte donnant le nombre de détections de l’espèce par pixel
O
![Page 96: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/96.jpg)
Interprétation des axes:meilleure « photo » de la niche
p cartes rasterde ce qui est disponible aux animaux
Carte donnant le nombre de détections de l’espèce par pixel
O
![Page 97: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/97.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe
+ Application- Protocole de type III
+ Principe+ Application
• Les Outils informatiques
![Page 98: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/98.jpg)
Résultats: valeurs propres
Deux axes expriment l’essentiel de la marginalité (93%)
Grande importance du premier axe (81%)
![Page 99: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/99.jpg)
Résultats: Variables et Marginalité
Gorges Plateau
Colline
Cultures
![Page 100: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/100.jpg)
Résultats: meilleure « photo » de la niche
Disponible Utilisé
Gorges Plateau
Colline
Cultures
Variables
![Page 101: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/101.jpg)
Synthèse des résultats
Recherche des gorges de l’Hérault pour 6 sangliers sur 11
Recherche du plateau pour deux animaux
Recherche de la proximité des cultures pour 1 animal
![Page 102: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/102.jpg)
Interprétation biologique
• Quatre types de sangliers sont mis en évidence:
- Animaux dont le domaine vital est localisé dans les gorges de l’Hérault (54% des animaux)
- Animaux localisés sur le plateau de Puéchabon (18%)
- Un animal recherchant la proximité des cultures (le seul mâle adulte)
- Deux animaux sans préférences apparentes
On fait ici la synthèse de la sélection de l’habitat à l’échelle « sélection du domaine vital dans la zone d’étude »
![Page 103: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/103.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils informatiques
![Page 104: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/104.jpg)
Définition de la disponibilité
• Pour un animal donné, sont considérés comme disponibles les pixels localisés à moins de 500 mètres d’une localisation.
![Page 105: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/105.jpg)
Forme des données
Disponibilité Utilisation
G1Gi
Gn
![Page 106: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/106.jpg)
Forme des données
Disponibilité Utilisation
![Page 107: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/107.jpg)
Forme des données
Disponibilité Utilisation
![Page 108: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/108.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe
+ Application
• Les Outils informatiques
![Page 109: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/109.jpg)
Résultats de l’analyse (1)
Deux axes expriment l’essentiel de la marginalité (82%).
![Page 110: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/110.jpg)
Résultats de l’analyse (1)
Premier axe = proximité des gorges
Deuxième axe = couvert végétal
Axes recentrés
Marginalitéfaible
Gorges
Couvert végétal dense
![Page 111: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/111.jpg)
Analyse du non centré
Disponibilité Utilisation
G1Gi
Gn
![Page 112: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/112.jpg)
Résultats de l’analyse (1)
Premier axe = proximité des gorges
Deuxième axe = couvert végétal
![Page 113: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/113.jpg)
Résultats de l’analyse (2)
![Page 114: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/114.jpg)
Résultats de l’analyse (3)
![Page 115: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/115.jpg)
Conclusions
• Recherche des zones de quiétude par le sanglier. Deux stratégies ainsi mises en évidence:– Sélection des gorges lorsque celles-ci sont disponibles
– Sinon, sélection des milieux les plus fourrés (fort couvert herbacé, arbustif et arboré)
• Mise en évidence d’une réponse fonctionnelle (la sélection de l’habitat varie en fonction de la disponibilité de l’habitat)
![Page 116: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/116.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation* La sédentarité:
exemple sur la K-select de
type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils Informatiques
![Page 117: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/117.jpg)
Questions posées
• La marginalité d'un animal donné est-elle plus importante qu'attendu sous l'hypothèse d'une utilisation aléatoire de l'habitat ?
• L'analyse K-select a-t-elle un sens ?
![Page 118: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/118.jpg)
Tests pour un animal donné
mj
V1
V2
V3dij
Différence entre la moyenne utilisée et la moyenne disponible
pour la variable j et l’animal i
![Page 119: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/119.jpg)
Tests pour un animal donné
V1
V2
V3
mj*
dij*
![Page 120: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/120.jpg)
Tests pour un animal donné
V1
V2
V3
mj*
dij*
![Page 121: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/121.jpg)
Tests pour un animal donné
mj
500 répétitions
![Page 122: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/122.jpg)
Tests de la K-select
Pour chaque animal on teste la significativité
des différentes variables
1 2 3 4 5
Variables
Animaux
500 répétitions Première valeur propre de l’analyse
![Page 123: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/123.jpg)
Tests de la K-select
Variables
Animaux
Pour chaque animal on teste la significativité
des différentes variables
1 2 3 4 5
500 répétitions Première valeur propre de l’analyse
![Page 124: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/124.jpg)
Tests de la K-select
j
![Page 125: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/125.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes
* L’autocorrélation * La sédentarité: exemple sur la K-select de type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils Informatiques
![Page 126: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/126.jpg)
Application aux données de Puéchabon
4819756
101123
Sangliers
Test global de la première valeur propre : = 0.79, P = 0.002
Score sur le premier axe
SignificatifNon significatif
![Page 127: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/127.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes * L’autocorrélation * La sédentarité: exemple sur la K-select de type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils Informatiques
![Page 128: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/128.jpg)
Prise en compte de contraintes liées aux données (Martin, 2004)
• Placer des points aléatoirement et de façon indépendante sur la zone disponible n’est pas toujours la meilleure solution…
![Page 129: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/129.jpg)
Prise en compte de contraintes liées aux données (Martin, 2004)
t2
t3
t1
t4
![Page 130: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/130.jpg)
Prise en compte de contraintes liées aux données (Martin, 2004)
• En randomisant des trajets plutôt que des localisations, on prend en compte la contrainte de déplacement. Les résultats peuvent différer
Cf. Martin (2004) sur l’ours des Pyrénées (Ursus arctos)
![Page 131: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/131.jpg)
- Les tests de randomisation
+ Test de la K-select de type III
* Principe* Application
+ La prise en compte de contraintes * L’autocorrélation * La sédentarité: exemple sur la K-select de type II
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
- Présentation de l’analyse
- Présentation des données
- Protocole de type II+ Principe+ Application
- Protocole de type III+ Principe+ Application
• Les Outils Informatiques
![Page 132: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/132.jpg)
Application de test avec contrainte: test de la K-select de type II
• Le sanglier est un animal sédentaire
• Son domaine vital sur la zone d’étude varie de 25 à 100 ha
• La zone d’étude couvre 4000 ha
On ne peut donc pas randomiser les localisations de façon indépendante pour simuler une utilisation aléatoire de l’habitat
![Page 133: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/133.jpg)
Test associé à la K-select de type II
V1
V2
V3
mj
dij
![Page 134: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/134.jpg)
V1
V2
V3
mj*
dij*
Test associé à la K-select de type II
![Page 135: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/135.jpg)
Tests de la K-select de type II
Variables
Animaux
Pour chaque animal on teste la significativité
des différentes variables
1 2 3 4 5
500 répétitions Première valeur propre de l’analyse
![Page 136: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/136.jpg)
Tests de la K-select
Variables
Animaux
Pour chaque animal on teste la significativité
des différentes variables
1 2 3 4 5
500 répétitions Première valeur propre de l’analyse
![Page 137: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/137.jpg)
Résultat des tests
Test global de la première valeur propre : = 1.71, P = 0.006
Score sur le premier axe
SignificatifNon significatif
2103
119165748
Sangliers
![Page 138: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/138.jpg)
Conclusion sur les tests
• Quelles que soient les données analysées, les critères restent les mêmes, mais le mode de randomisation change en fonction des contraintes biologiques
• C’est le biologiste qui devra définir le meilleur modèle pour effectuer les tests, au cas par cas.
• la K-select et l’ENFA, en elles-mêmes, ne reposent sur aucune hypothèse à respecter préalablement.
![Page 139: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/139.jpg)
Plan• La sélection de l'habitat
• Le niche écologique
• Protocoles de type I
• L’analyse K-select
• Les Outils informatiques
![Page 140: Les analyses multivariées de la niche écologique Méthodes multivariées de sélection de lhabitat. Analyses & Outils Clément Calenge & Mathieu Basille Laboratoire](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081512/551d9da5497959293b8d6126/html5/thumbnails/140.jpg)
Avantages
• Gratuit;
• De plus en plus d’utilisateurs
• 393 bibliothèques de fonctions
• Très bien documenté
• Langage de commande très intuitif
Le logiciel R
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La bibliothèque adehabitat
- Opérations de bases des SIG: importation et représentation de cartes, jointure spatiale, morphologie mathématique, reclassification, zones tampon, etc.)
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La bibliothèque adehabitat
•Estimation du domaine vital: polygone convexe minimum, méthode du noyau [kernel method], méthode des grilles, …
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La bibliothèque adehabitat
•Etude de la sélection de l’habitat (rapports de sélection, analyse compositionelle, fonctions de sélection des ressources, … et bien sûr ENFA, distances de Mahalanobis et K-select)
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• Autres méthodes: analyses de base des déplacements d’animaux (distances, vitesses, angles, etc.). Et les autres…
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• De nombreux biologistes se sont montré intéressés par les recherches autour du développement de nouvelles méthodes d’analyse de l’occupation de l’espace par les animaux avec le logiciel R
• Un groupe d’étude a été récemment monté par Paolo Cavalini (Faunalia) sur ce sujet (avec site internet et forum de discussion) :
http://www.faunalia.com/animov/
Perspectives d’avenir
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Merci de votre attention !