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Techniques de détection et
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Techniques de détection et
de suivi de la faune sauvage
23 octobre 2008, par Cécile REGAZZI
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Speaker : Jacques DANCOSSE, DMV, M.Sc. ; scientific counsellor - researcher at the Biodôme of Montréal |
Detection and monitoring of wildlife in its natural environment is generally a tedious job for the observer on the ground. For various reasons (low population densities, cryptic species, nocturnal behavior, etc.) it may be extremely difficult to prove, from a factual point of view, the presence (or absence) of a species in a defined area or to estimate the numbers of a population and then guarantee a real monitoring situation.
To address this problem, there are different methods, some of which are standardized, that can produce fairly reliable results according to the objectives sought. However, if each method has its advantages, each also has its limits in terms of efficiency and results. At the moment, there is no single « turnkey » approach, and the study objectives must be clearly defined in order to determine the most suitable approach.
Already proven « traditional » methods
Among the various existing methods, the field observer has roughly three major groups of different techniques at their disposal :
The first is the presence of indices that reflect the daily activity of the wildlife being studied. Feces, hair, tracks, cast , remnants of meals, and vocalizations are ways that can reveal the presence and allow for the identification of a species. The animal community interacting with the plant community, the presence (or absence) of certain plant species may also give an indication of the presence of animal species in a given area. An experienced eye and solid knowledge in identifying such evidence also permits the naturalist or scientist to obtain a working base, particularly in the beginning phase of a study or in the case of the simple objective of determining the presence or absence of a species. However, thanks to snowfalls, following tracks in the snow can become a “robust” and relevant method, especially in the case of estimating population densities, as it uses a process of data harvesting and verification standardized according to a sampling plan (establishing transects or loops spread evenly over an entire study area).
A second methodological group, which corresponds to the capture-mark-recapture (CMR) models, provides access to various demographic parameters and allows a clearer picture of the dynamics of population (Lebreton et al. 1992), such as reproduction rates, survival rates, and staffing. This international reference method, which was developed several decades ago placing rings on birds, is based on the principle of identifying and tracking an individual of one part of the population. The capture and marking may equally well be physical (using, for example door-traps or nets and placing rings or ear tags, or any other identification of individuals) and non-physical (“capture« of hair or harvesting feces, for example, followed by genetic identification, »capture" by image, cf. Photographic trap, and subsequent identification of individuals by the naturally occurring unique combinations of markings, e.g. individual coat pattern). Finally, one large group gathers all the techniques, which is to capture individuals and equip them with a device more « technologically advanced ». These include monitoring by telemetry : animals are equipped with collar transmitters that make it possible to follow their daily movements precisely, their patterns of dispersion, and so on. Another technique involving location and data acquisition is represented by laying Argos, which, via satellite transmits information on the being individuals followed (Chardonnet et al. 2004). This system allows researchers to understand food acquisition strategies, reproduction, migration and adaptation to the local environment of many animal species more clearly.
Traditional methods vs. promising new approaches
Like virtually all species of large terrestrial carnivores (Felids, Canids and Ursids) and most species of marine mammals (Phocidae, Balaenidae, Delphinidae, etc.) whose populations change over very large areas and densities are generally low, their detection is made more difficult, especially compared to other species such as ungulates, and indeed, access to information appears more challenging. The discrete and cryptic nature that characterizes some of these mammals in addition to issues of human accessibility in some environments, such as mountains or the high seas, are all obstacles that hinder in situ exploration and detection of wildlife. In such situations, conventional methods may be inadequate. Moreover, in most cases they require human deployment and relatively significant financial investment.
This is the case for the camera trapping method by which, in addition to requiring a considerable human effort (to set up and recover the camera traps), also requires a significant financial investment (the cost of equipment as well as film and development for traditional cameras) as compared to the likelihood of photographic capture of a species. For example, a French study undertaken on the common lynx (Lynx lynx), whose objective was to estimate the minimum trapping effort necessary to detect the presence of lynx at a reasonable cost, showed that the known method could not meet the original objectives of the study (Basille et al. 2003). Thus, with a total of 740 photographs from 30 traps, not a single photograph of a lynx was collected.
With regard to the study of tracks, this method is difficult to use in areas other than paths and roads and, depending on the substrate, is limited by lack of snow and obviously impossible in the marine environment. In addition, there are many misunderstandings related to the consideration of a single footprint, several tracks on the same path are fundamental to determine the presence of the host species. These difficulties are amplified when the observer is facing a particular atypical imprint (for example, a presumed feline track with traces of claws) or when several related species attend the same range. An example of this risk is illustrated in areas frequented by the Canadian lynx (Lynx canadensis) and the bobcat (L. rufus) (McDaniel et al. 2000). In recent years, several teams of scientists have become interested in developing new methods for the detection and monitoring of large mammals. Thus, the harvest of Felid hair and sound recordings of marine or terrestrial mammals are paving the way for new developments in the area of animal monitoring.
The first method, to mention just one, consists of exploiting and harnessing the natural animal behavior of physical contact with the elements of the environment, common behavior among others in the families Felidae and Ursidae (Marboutin et al. 2004, McDaniel et al. 2000). This promising technique can detect the presence of individuals through the collection of hair left by an animal on a type of hair trap/smell station. Indeed, the collection of hair samples provides physical evidence that is generally not subject to observer bias and can also be used in genetic analysis. In addition, hair-trapping stations can be deployed over large areas with minimal cost as compared to other techniques. However, the effectiveness of this method is based on certain conditions. On one hand the hair trap must be easily found in the area by the target species, and on the other hand, the trap must be sufficiently attractive to stimulate and provoke a marking behavior by the species under observation.
What are the potential applications ?
At the moment, biodiversity and issues of conservation are fundamental in understanding the disappearance of species, both plant and animal, and the continuous pressure exerted on wildlife and their habitats. The creation of major international environmental protection agencies (IUCN, WWF, UNEP, FAO, UNESCO, etc.) have established missions and adopted various charters for the conservation of species, in order to strengthen the idea of the imminent danger facing the biological integrity of the planet.
In order to conserve and protect, it is necessary to have a minimum of knowledge about the living world. Such knowledge is acquired through solid methodological protocols. The goal of the BOREALIS symposium is to bring together those involved in this type of research to share their knowledge and pass their know-how to others. It will also evaluate the new tools available for the detection and monitoring of terrestrial and marine mammals established in order to further our knowledge of their behavior and range, and thus better preserve these species. We hope to choose an approach that is based on innovation and creativity to create links, relationships, joint projects, and the emergence of new ideas for the sake of species preservation.
Bibliography :
Basille M., Balestra L., Henri J.-P, Lambrech M., Marboutin E., Pernet L., Touzain L. 2003, Photodétection du lynx (Lynx lynx) : résultats et analyse d’une pré-étude de faisabilité, ONCFS Protocole de suivi des populations de lynx, 20p
Chardonnet P., Boulet H., Paolini C., Ipavec A., Moumouni A., Ide Niandou E., El Hadj Issa A.E., Konate K., Novelli O. 2004, Utilisation d’un ULM pour la capture d’éléphants (Loxodonta africana) et la pose de balises Argos dans le parc régional du W (Bénin, Burkina Faso, Niger), Game and wildlife science, 21 (4) : 747-756.
Lebreton J.-D., Burnham K.P., Clobert J., Anderson D.R. 1992, Modeling survival ans testing biological hypotheses using marked animals : a unified approach with case-studies, Ecological Monographs, 62 : 67-118
Marboutin E., Laurent A., Regazzi C., Léger F., Moisson P., Lambrech M., Balestra L., Henri J.-P, Basille M., Touzain L., Michallet D. 2004, Tests de nouvelles méthodes pour le suivi des populations de lynx en France : le piégeage photographique en coulées et les pièges à poils, ONCFS Rapport Scientifique : 18-21
McDaniel G. W., Mckelvey K. S., Squires J. R., Ruggiero L. F. 2000, Efficacy of lures and hair snares to detect lynx, Wildlife Society Bulletin, 28(1) : 119-123
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Conférencier : Jacques DANCOSSE, DMV, M.Sc. Conseiller scientifique - chercheur au Biodôme de Montréal |
Détecter la présence et assurer le suivi de la faune dans son environnement naturel relève, généralement, d’un travail fastidieux pour l’observateur de terrain. Pour diverses raisons (faibles densités de population, espèces cryptiques, mode de vie nocturne, etc.), il est parfois extrêmement difficile d’avérer, d’un point de vue factuel, la présence (ou l’absence) d’une espèce dans une aire déterminée ou encore d’estimer les effectifs d’une population et garantir ensuite une situation réelle de monitoring.
Pour répondre à cette problématique, il existe différentes méthodes, pour certaines standardisées, qui permettent d’obtenir des résultats relativement fiables selon les objectifs recherchés. Cependant, si chaque méthode possède ses avantages, chacune a également ses limites en termes d’efficacité et de résultats. A l’heure actuelle, il n’existe ainsi aucune démarche « clé-en-main », et les objectifs d’étude doivent donc être clairement définis afin de retenir la démarche la mieux adaptée.
Des méthodes « classiques » déjà éprouvées
Parmi les diverses méthodes déjà existantes, l’observateur de terrain dispose schématiquement de trois grands groupes de techniques différents :
Il s’agit en premier lieu des indices de présence, reflets de l’activité quotidienne de la faune. Fèces, poils, empreintes, coulées, reliefs de repas, vocalisations sont autant de marques qui permettent de révéler et d’identifier la présence d’une espèce. La communauté animale interagissant avec la communauté végétale, la présence (ou absence) de certaines espèces floristiques peut également donner une indication sur la présence des espèces animales dans un lieu donné. Un œil averti et de solides connaissances dans l’identification de ces indices permettent ainsi au scientifique ou au naturaliste d’obtenir une base de travail, notamment dans la phase préalable d’une étude ou dans le cas d’un objectif simple de présence ou d’absence d’une espèce. Toutefois, en mettant à profit les chutes de neige, le suivi par pistage hivernal peut devenir une méthode « robuste » et pertinente, notamment dans le cas de l’estimation des densités de population, s’il fait appel à une démarche de récolte et de vérification standardisée selon un plan d’échantillonnage (établissement de transect ou de circuits en boucle répartis de façon homogène sur l’ensemble d’un secteur étudié).
Un deuxième groupe méthodologique, correspondant aux modèles de capture-marquage-recapture (CMR), donne accès aux différents paramètres démographiques et permet une vision plus précise des dynamiques de population (Lebreton et al. 1992), tels que les taux de reproduction, les taux de survie et les effectifs. Cette méthode internationale de référence, développée depuis maintenant plusieurs décennies dans le cas des oiseaux bagués, repose sur le principe de l’identification et du suivi individuel d’une partie de la population. La capture et le marquage peuvent tout aussi bien être physiques (à l’aide par exemple de pièges-trappe ou de filets et de pose de bagues ou de marquage auriculaire, ou de tout autre moyen d’identification des individus) que non physiques (« capture » de poils ou récolte d’excréments par exemple et identification génétique, « capture » par l’image, cf. piège photographique, et identification par combinaison de marques uniques naturellement présentes sur les individus, cf. pattern du pelage).
Enfin, un dernier grand groupe rassemble toutes les techniques qui consistent à capturer des individus et à les équiper d’un dispositif disons plus « technologique ». Il s’agit par exemple du suivi par télémétrie : les animaux sont équipés de collier-émetteurs permettant alors de suivre précisément leurs déplacements journaliers, leurs patterns de dispersion, etc. Une autre technique associant localisation et acquisition de données est représentée par la pose de balises Argos qui, via les satellites, transmettent les informations relatives aux individus suivis (Chardonnet et al. 2004). Ce système permet notamment de comprendre de manière plus précise les stratégies alimentaires, la reproduction, les migrations et l’adaptation au milieu de nombreuses espèces animales.
Les méthodes classiques vs de nouvelles approches prometteuses
Comme pour ainsi dire toutes les espèces de grands carnivores terrestres (Félidés, Canidés et Ursidés) ainsi que pour la plupart des espèces de mammifères marins (Phocidés, Balaenoptéridés, Delphinidés, etc.), dont les populations évoluent sur de très vastes superficies et en densités généralement faibles, leur détection est rendue plus difficile, comparée notamment à d’autres espèces comme les Ongulés, et de fait, l’accès à l’information apparait plus délicate. La nature discrète et cryptique qui caractérise certains de ces mammifères ou encore l’accessibilité parfois difficile par l’homme de certains milieux, tels que les massifs montagneux ou la haute mer, sont autant d’obstacles qui entravent le travail in situ de prospection et de détection de la faune. Dans ce genre de situation, les méthodes classiques peuvent alors s’avérer inadaptées. De plus, elles nécessitent la plupart du temps un déploiement humain et financier relativement conséquent.
C’est le cas par exemple de la méthode par piégeage photographique qui en plus de réclamer une main d’œuvre importante (mise en place et relevés des pièges par l’homme), requiert aussi un investissement pécuniaire non négligeable (coût des appareils ainsi que celui des pellicules et des développements pour les modèles argentiques) comparativement à la probabilité de capture photographique d’une espèce considérée. A titre d’exemple, une étude française entreprise sur le lynx commun (Lynx lynx), dont l’objectif était d’estimer l’effort minimal de piégeage nécessaire afin de détecter la présence du lynx à un coût raisonnable, a montré que la dite méthode ne pouvait répondre aux objectifs de départ de l’étude (Basille et al. 2003). Ainsi, aucune photographie de lynx n’a pu être recueillie sur un total de 740 photographies pour 30 pièges.
En ce qui concerne l’étude des empreintes, cette méthode s’avère difficilement exploitable en dehors des chemins et des routes et selon le substrat, limitée en l’absence de neige et logiquement impossible en milieu marin. De plus, il existe de nombreuses confusions liées à l’examen d’une seule empreinte, plusieurs empreintes sur une même piste étant fondamentales pour déterminer l’appartenance à l’espèce hôte. Ces difficultés s’amplifient lorsque l’observateur est notamment confronté à une empreinte atypique (par exemple, une empreinte de félin avec présence des traces de griffes) ou lorsque plusieurs espèces voisines fréquentent une même aire de répartition. Ce risque est rencontré par exemple dans les régions fréquentées par le lynx canadien (Lynx canadensis) et par le bobcat (L. rufus) (McDaniel et al. 2000).
Depuis quelques années, différentes équipes scientifiques s’intéressent au développement de nouvelles méthodes de détection et de suivi des grands mammifères. Ainsi, la récolte des poils des Félidés, l’enregistrement sonore des mammifères marins ou terrestres ouvrent la voie à de nouvelles pistes dans le domaine du suivi animal.
La première méthode, pour ne citer qu’elle, consiste à exploiter et à mettre à profit le comportement naturel de frottement contre les éléments de l’environnement, comportement commun entre autres à la famille des Félidés et à celle des Ursidés (Marboutin et al. 2004, McDaniel et al. 2000). Cette technique prometteuse permet de déceler la présence d’individus grâce à la collecte de poils laissés par un animal sur un dispositif du genre piège à poils/station à odeurs. En effet, les poils fournissent une preuve physique qui n’est généralement pas sujette au biais de l’observateur et peuvent être utiles, le cas échéant, pour des analyses génétiques. En outre, les stations de pièges à poils peuvent être déployées sur de grandes étendues avec un coût minimum, comparées aux autres techniques. Cependant, l’efficacité de cette méthode repose sur certaines conditions : d’une part, le piège à poils doit être aisément repérable dans l’espace par l’espèce que l’on souhaite cibler, et d’autre part, le piège doit être suffisamment attractif pour stimuler et provoquer un comportement de marquage par frottement chez l’espèce étudiée.
Quelles applications ?
A l’heure actuelle, la biodiversité et les enjeux de sa conservation apparaissent fondamentales au regard de la disparition des espèces, tant végétales qu’animales, et des pressions continuelles exercées sur les espèces sauvages et leurs habitats. La création des grands organismes internationaux de protection de l’environnement (UICN, WWF, PNUE, FAO, UNESCO, etc.), les missions mises en place ainsi que les différentes chartes adoptées en vue de la conservation des espèces, ne font que renforcer l’idée de danger imminent pour l’intégrité planétaire.
Or, pour conserver et protéger, il est nécessaire d’avoir un minimum de connaissances sur le monde du vivant. Ces connaissances s’acquièrent grâce à des protocoles méthodologiques solides. Le colloque BOREALIS se propose de rassembler les acteurs impliqués dans ce type de démarche afin de partager leurs connaissances, et éventuellement de transmettre leurs savoirs à d’autres. Il permettra également de faire le point sur les nouveaux outils de détection et de suivi des mammifères terrestres et marins mis en place dans le but d’une meilleure connaissance, et donc d’une meilleure préservation de ces espèces. Nous souhaitons ainsi privilégier une approche basée sur l’innovation et la créativité permettant de créer des liens, des relations, des projets communs et l’émergence de nouvelles idées dans un souci de préservation des espèces.
Bibliographie :
Basille M., Balestra L., Henri J.-P, Lambrech M., Marboutin E., Pernet L., Touzain L. 2003, Photodétection du lynx (Lynx lynx) : résultats et analyse d’une pré-étude de faisabilité, ONCFS Protocole de suivi des populations de lynx, 20p
Chardonnet P., Boulet H., Paolini C., Ipavec A., Moumouni A., Ide Niandou E., El Hadj Issa A.E., Konate K., Novelli O. 2004, Utilisation d’un ULM pour la capture d’éléphants (Loxodonta africana) et la pose de balises Argos dans le parc régional du W (Bénin, Burkina Faso, Niger), Game and wildlife science, 21 (4) : 747-756.
Lebreton J.-D., Burnham K.P., Clobert J., Anderson D.R. 1992, Modeling survival ans testing biological hypotheses using marked animals : a unified approach with case-studies, Ecological Monographs, 62 : 67-118
Marboutin E., Laurent A., Regazzi C., Léger F., Moisson P., Lambrech M., Balestra L., Henri J.-P, Basille M., Touzain L., Michallet D. 2004, Tests de nouvelles méthodes pour le suivi des populations de lynx en France : le piégeage photographique en coulées et les pièges à poils, ONCFS Rapport Scientifique : 18-21
McDaniel G. W., Mckelvey K. S., Squires J. R., Ruggiero L. F. 2000, Efficacy of lures and hair snares to detect lynx, Wildlife Society Bulletin, 28(1) : 119-123
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