Habitats floristiques et fauniques

Milieux naturels

Plusieurs exercices d’évaluation de la vulnérabilité de différents types d’habitats à diverses sources de stress environnementales ont été publiés au Canada [e.g. @ban2010; @clarkemurray2015; @clarkemurray2015a] et ailleurs dans le monde [@teck2010; @kappel2012]. Un processus similaire mené par Pêches et Océans Canada est actuellement en cours afin de caractériser la vulnérabilité des habitats de l’Atlantique Ouest à une cinquantaine de sources de stress. Originellement développée par @halpern2007 afin de caractériser la vulnérabilité des habitats à l'échelle globale, cette approche utilise des métriques d’exposition et de sensibilité afin d'évaluer cinq critères de vulnérabilité des écosystèmes (i.e. des habitats dans le cadre de notre étude) : l’échelle spatiale, la fréquence, l’impact trophique, la résistance et la résilience (Tableau \@ref(tab:critereTeck)).


tab <- data.frame(critere = c("Échelle spatiale", "Fréquence",
                              "Impact trophique","Résistance",
                              "Résilience"),
                  descr = c(
                            "L'échelle spatiale ($km^2$) à laquelle un stresseur affecte un habitat directement et indirectement",
                            "La fréquence annuelle (nombre / année) moyenne d'un stresseur à une localisation particulière au sein d'une région",
                            "L'étendue de la vie marine affectée par un stresseur au sein d'un écosystème et d'une région donnée (c.-à-d. une ou plusieurs espèces, un ou plusieurs niveaux trophiques, ou un écosystème entier)",
                            "Le degré (en %) auquel les espèces, les niveaux trophiques, ou l'état naturel d'un écosystème entier est affecté par le stresseur",
                            "Le temps moyen (années) requis pour que l'espèce, le niveau trophique, ou la communauté entière affecté retourne à son état naturel suite à la perturbation causée par le stresseur"))

tab %>%
  knitr::kable(
    col.names = c("Critère de vulnérabilité", "Description"),
    row.names = FALSE,
    caption = "Description des cinq critères de vulnérabilité utilisés pour évaluer la vulnérabilité relative des habitats à chaque stresseur [adapté de @teck2010]"
  )


Ces derniers permettent l’utilisation de facteurs quantitatifs conférant une transparence supérieure à l’approche qualitative [@teck2010; @kappel2012]. Les scores de vulnérabilité $\mu$ correspondent à la somme pondérée des cinq critères de vulnérabilité :

$$\mu_{D_i,E_j} = \sum_{k = 1,...,5} W_k * D^j_{i,k}$$

où $D^j_{i,k}$ est la valeur du stresseur $i$ pour le critère $k$ au sein de l’écosystème $j$ et $W_k$ est le poids associé au critère $k$, avec la somme de tous les poids égal à 1. Le poids $W_k$ permet ainsi de pondérer la valeur attribuée aux critères individuels selon leur importance individuelle. Ce modèle additif et linéaire suppose que la vulnérabilité est monotone pour l’ensemble des critères de vulnérabilité, c.-à-d. que la vulnérabilité augmente avec une augmentation de la valeur de chaque critère. Une transformation des valeurs de $W_k$ est nécessaire afin d’assurer que l’étendue des valeurs est comparable pour les différents critères. Cette équation permet ultimement de générer une matrice de scores de vulnérabilité pour l’ensemble des combinaisons stresseur-écosystème.

@teck2010 et @kappel2012 ont fait appel à des sondages d'experts afin d'évaluer, pour chaque combinaison stresseurs-habitats, les valeurs et le poids associé à chaque critère de vulnérabilité. Au total, 107 experts ont évalué la vulnérabilité relative de 19 types d'habitats à 53 stresseurs environnementaux. Les matrices de vulnérabilité résultantes ont été utilisée et adaptée à de maintes reprises depuis [e.g. @ban2010; @clarkemurray2015]. Ces matrices de vulnérabilité offrent également un point de départ à notre évaluation; en effet, l'entièreté des stresseurs environnementaux, et une portion importante des habitats considérés pour notre évaluation se retrouvent dans la liste présentée par @teck2010, @kappel2012 et @clarkemurray2015. Plus particulièrement, nous avons utilisé la matrice de vulnérabilité issue de @kappel2012 afin d’informer l’évaluation de la vulnérabilité des habitats pour lesquels une correspondance claire pouvait être établie, c.-à-d. les milieux naturels. Référez à l'annexe 6 et à l'annexe 7 pour les correspondances utilisées entre notre étude et celle de @kappel2012 pour les stresseurs et les composantes valorisées, respectivement.

Certains habitats considérés pour notre évaluation n'avaient cependant pas de correspondance claire avec la matrice de @kappel2012. Dans ces cas, nous avons adopté l'approche utilisée par @clarkemurray2015 et nous avons sélectionné le ou les habitats présentés par @kappel2012 qui étaient les plus similaires à ceux pour lesquels une correspondance claire était indisponible. Par exemple, les scores des habitats peu profonds à sédiments meubles et de marais salés de @kappel2012 ont été utilisés pour les gisements coquilliers et les terrasses fluviales, respectivement. Si un habitat considéré pouvait regrouper plusieurs habitats de @kappel2012, nous avons plutôt utilisé le score moyen de ces habitats afin d'obtenir un score de vulnérabilité. Les scores de vulnérabilité attribués aux zones inondables ont ainsi été obtenus à partir de la moyenne des scores de vulnérabilité attribués aux milieux intertidaux rocheux, aux milieux intertidaux et aux marais salés dans la matrice de @kappel2012. Similairement, la catégorie de navigation gouvernementale et de recherche inclut une diversité importante de types de navires comme des embarcations militaires, des navires de patrouille et des navires de recherche scientifique. La vulnérabilité des habitats à ce type de navigation a ainsi été évaluée à partir de la moyenne des scores attribués à la navigation, aux activités militaires, à la recherche et à l'échantillonnage scientifique de @kappel2012. Finalement, pour la mise à jour de mars 2023, les valeurs de vulnérabilité des habitats de zostères et des zones algales ont été utilisées afin de caractériser la vulnérabilité des herbiers aquatiques.

Certaines modifications ont également été apportées aux scores de vulnérabilité rapportées par @kappel2012. Premièrement, les valeurs de vulnérabilité attribuées aux milieux humides ont été modifiées afin de capturer convenablement la finesse du jeu de données disponible pour notre étude. En effet, les milieux humides caractérisés témoignent de la nature étagée des milieux humides, avec les milieux humides en eau peu profonde, suivie des marais, puis des marécages, diminuant ainsi progressivement l'exposition potentielle de ces milieux aux sources de stress d'origine marine. Nous avons ainsi diminué la vulnérabilité des milieux humides proportionnellement par un facteur de 5% pour les marais et de 10% pour les marécages face à l'ensemble des sources de stress. Nous avons conservé l'évaluation de @kappel2012 pour la catégorie d'habitat milieu humide contenant des milieux humides dont le type est inconnu par principe de précaution. Deuxièmement, les déversements accidentels ont été catégorisés afin de différencier les déversements d'hydrocarbures des autres types de déversements. Nous diminuons ainsi les valeurs de vulnérabilité aux déversements par un facteur de 10% pour les déversements de type autres. Troisièmement, les valeurs de vulnérabilité des herbiers aquatiques a été diminuée de 10% par catégorie de biovolume en assumant que les biovolumes élevés ont une importance supérieure et donc une vulnérabilité supérieure : biovolumes élevés (100%), modérés (90%) et faibles (80%). Tout comme pour les milieux humides, nous avons conservé la valeur de vulnérabilité intacte pour les déversements dont le contenu est inconnu par principe de précaution. Finalement, un score relatif a été évalué en normalisant les scores totaux par la valeur maximale de vulnérabilité observée parmis les habitats considérés (i.e. 3.6) afin d'obtenir un score variant entre 0 et 1. La matrice de vulnérabilité résultante peut être consultée au Tableau \@ref(fig:habitatvuln).


knitr::include_graphics("./figures/figures-vulnerability/habitat.png")


Habitats d'importance pour les espèces fauniques et floristiques

La vulnérabilité des habitats identifiés pour leur importance pour les cycles vitaux et les espèces à statut ne peuvent être évalués à partir de la même approche que celle utilisée pour les milieux naturels. Ces sites diffèrent des habitats présentés précédemment puisqu'ils représentent des milieux dont les caractéristiques peuvent varier, mais qui remplissent des fonctions essentielles pour le maintien de certaines espèces, ou qui sont jugés importants pour la conservation de certaines espèces à statut. En tant que tel, la vulnérabilité de ces sites ne peut être évaluée de façon analogue à l'évaluation présentée à la section précédente. Une approche alternative a été utilisée afin d'obtenir une évaluation de leur vulnérabilité relative aux effets des sources de stress considérées en s'appuyant sur des critères relatifs aux espèces plutôt qu'aux habitats.

Les exercices d’évaluation de la vulnérabilité d’espèces aux effets de stresseurs se font plus rares dans le cadre d’évaluation d’effets cumulatifs, bien que certains processus d’évaluation existent tout de même [e.g. @maxwell2013; @trew2019; @ohara2021]. Ces évaluation touchaient principalement des espèces de mégafaune marine (e.g. baleines et requins) et des espèces en péril. Ces publications ne couvrent toutefois pas l’entièreté des espèces et des stresseurs visés par la présente évaluation. Elles fournissent tout de même une série de critères visant à évaluer la vulnérabilité des espèces aux stresseurs. Nous avons ainsi utilisé un processus similaire afin de déterminer la vulnérabilité des milieux d'importance pour les espèces dans le Saint-Laurent et le Saguenay aux activités maritimes.

Les critères utilisés afin d’évaluer la vulnérabilité des espèces aux effets des activités maritimes proviennent de @maxwell2013: 1) la fréquence des sources de stress, 2) si l’effet de la source de stress est directe ou indirecte, 3) la résistance de l’espèce aux effets de la source de stress, 4) le temps de rétablissement de l’espèce, 5) l’effet relatif sur la reproduction, et 6) l’effet relatif sur la population (Tableau \@ref(tab:vulnerabilitySpecies)). Nous avons ajouté deux critères à cette liste afin de considérer des particularités régionales propres au Saint-Laurent et au Saguenay, soit 7) le statut de l’espèce et 8) si l’espèce est résidente de la zone d'étude (Tableau \@ref(tab:vulnerabilitySpecies)).


meta <- read_yaml("../data/data-metadata/vulnerability_mammiferes_marins.yml")
criteres <- meta$criteres
tab <- list()
lin <- numeric()
for(i in 1:length(criteres)) {
  dat <- meta$details[[criteres[i]]]
  nm <- character(length(dat$description$rank))
  nm[1] <- glue("***{dat$name}***")
  nm[2] <- glue("*{dat$question}*")
  nm[3] <- ifelse(!is.null(dat$specification), dat$specification, "")
  crit <- as.data.frame(dat$description)
  tab[[i]] <- cbind(nm,crit)
  lin[i] <- length(nm)
}
lin <- cumsum(lin)
tab <- dplyr::bind_rows(tab)

# -----
tab %>%
  knitr::kable(
    col.names = c("Critères de vulnérabilité", "Rang", "Catégories", "Description", "Exemples"),
    row.names = FALSE,
    caption = "Critères considérés pour évaluer la vulnérabilité des composantes valorisées relatives au espèces -- *i.e.* milieux d'importance pour les cycles de vie, les espèces à statut et les mammifères marins -- aux sources de stress considérées pour l'évaluation des effets cumulatifs des activités maritimes dans le Saint-Laurent et le Saguenay. Les critères ont été adaptés de @maxwell2013, auxquels ont été ajoutés les critères de statut et de résidence des espèces afin de des particularités régionales propres au Saint-Laurent et au Saguenay. "
  ) #%>%
  #kableExtra::row_spec(lin, extra_css = "border-bottom: 2px solid")


Les critères utilisés varient selon les types d'habitats évalués. La fréquence des stresseurs environnementaux a été utilisée pour l'ensemble des habitats d'importance pour les espèces. La vulnérabilité des frayères et des sites d'alevinage a considéré les critères de fréquence des stresseurs environnementaux et d'effets sur la reproduction et sur la population. La vulnérabilité des habitats d'importance pour les oiseaux marins a quant à elle été évaluée en considérant les critères de fréquence des stresseurs et des effets sur les populations. Finalement, l'évaluation de la vulnérabilité des habitats d'importance pour les espèces à statut a été effectuée à partir des critères de fréquence des stresseurs environnementaux, des effets sur les populations et du statut des espèces. Il est à noter que la vulnérabilité des sites d'importance pour les espèces fauniques et floristiques à statut a été considérée de façon analogue. Bien que les espèces fauniques et floristiques répondent différemment aux stresseurs environnementaux, notre évaluation utilisant les occurrences d'espèces en péril en tant que proxy de milieux vulnérables plutôt que pour effectuer une évaluation par espèce. Le caractérisation générale utilisée ne nous permettait ainsi pas de différencier entre les différentes espèces; nous avons ainsi focusé sur des critères spécifiques aux statuts des espèces.

Pour chaque combinaison de composante valorisée $CV_i$ et de stresseur $S_j$, le score de vulnérabilité $\mu_{CV_i, S_j}$ final est obtenu à partir de la somme des scores de chaque critère :

$$\mu_{CV_i, S_j} = \sum_{k \in K} C^i_{j,k}$$

où $C^i_{j,k}$ est la valeur de la composante valorisée $i$ pour le stresseur $j$ et le critère $k$, et $K$ sont l'ensemble des critères considérés pour évaluer la vulnérabilité de la composante valorisée $i$.

Finalement, un score relatif a été évalué en normalisant les scores totaux par la valeur maximale de vulnérabilité observée par groupe d'habitat évaluée à partir de critères similaires. Les frayères et les sites d'alevinage constituaient le premier groupe, les oiseaux marins le second, et les espèces à statut le troisième. Les scores de vulnérabilité finaux sont disponibles au tableau \@ref(fig:speciesvuln) et les tableaux d'évaluation des critères individuels par catégorie d'habitat sont disponibles à l'annexe 8.


knitr::include_graphics("./figures/figures-vulnerability/faune_flore.png")




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