CARTOGRAPHIE FONCTIONNELLE DES PRAIRIES DE LA RÉGION DU PARC NATIONAL D'ELKALA WILLAYA D'ELTARF NORD EST D'ALGERIE

Abstract

ESUME Les prairies humides du Parc National d'El Kala (nord-est Algérie, site Ramsar, 76 438 ha) constituent un écosystème d'importance internationale dont la diversité typologique reste insuffisamment documentée à l'échelle spatiale du parc. Cette étude propose une cartographie quantitative et une caractérisation écologique des types prairiaux par une approche intégrée combinant télédétection Sentinel-2, analyse multivariée et modélisation statistique. Onze indices spectraux (NDVI, TNDVI, EVI, LAI, NDI45, IRECI, NDRE, NDWI, NDMI, CI, BI) ont été calculés à partir d'images Sentinel-2 L2A (tuile T32SMF, 2021–2022) prétraitées dans ArcGIS Pro. Un échantillonnage aléatoire de 477 points sur la zone prairiale délimitée à partir du Global 30m Land Cover a permis de constituer une matrice analytique de 30 variables intégrant les indices spectraux, les données pédologiques (SoilGrids/IRSIC, 250 m), climatiques et bioclimatiques (WorldClim) et topographiques. L'analyse en Composantes Principales réalisée sur les 11 indices spectraux révèle une structure remarquablement concentrée - deux axes expliquent 91,3% de la variance totale, le premier (78,3%) traduisant un gradient de biomasse et de couverture végétale, le second (13,0%) un gradient hydrique secondaire. La Classification Ascendante Hiérarchique par la méthode de Ward, consolidée par K-means, identifie quatre types écologiques distincts : zone en eau libre et marais (9,5% - 1 442 ha), prairie xérophile (21,6% - 3 680 ha), prairie mésophile (44,1% - 7 537 ha) et prairie hygrophile productive (22,5% - 4 415 ha). La classification supervisée par Random Forest, entraînée sur les points typés, atteint une précision globale de 95,04% (Kappa = 0,927) sur un jeu de test indépendant, confirmant la forte séparabilité spectrale des types. Le modèle GLM multinomial identifie la biomasse spectrale (Axe1, chi² = 518, p < 0,0001), l'isothermie, la texture argileuse et limoneuse du sol comme les déterminants environnementaux structurants. L'analyse paysagère par landscapemetrics révèle un paysage prairial fortement fragmenté (contagion = 38,45%, division = 0,996) organisé en mosaïque fine, avec une équitabilité de Shannon élevée (SHEI = 0,902) témoignant d'une coexistence quasi-équilibrée des quatre types. Ces résultats constituent la première cartographie typologique exhaustive des prairies d'El Kala par télédétection et fournissent une base scientifique pour la conservation et la gestion différenciée de cet écosystème Ramsar. ABSTRACT The wetland grasslands of El Kala National Park (northeastern Algeria, Ramsar site, 76,438 ha) constitute an internationally important ecosystem whose typological diversity remains insufficiently documented at the park scale. This study proposes a quantitative mapping and ecological characterization of grassland types through an integrated approach combining Sentinel-2 remote sensing, multivariate analysis, and statistical modelling. Eleven spectral indices were calculated from Sentinel-2 L2A imagery (tile T32SMF, 2021–2022) preprocessed in ArcGIS Pro. Random sampling of 477 points over the grassland area yielded an analytical matrix of 30 variables including spectral indices, pedological data (SoilGrids/IRSIC, 250 m), climatic and bioclimatic variables (WorldClim), and topography. Principal Component Analysis on the 11 spectral indices revealed a remarkably concentrated structure — two axes explaining 91.3% of total variance, the first (78.3%) reflecting a biomass-vegetation cover gradient, the second (13.0%) a secondary hydric gradient. Ward's Hierarchical Ascending Classification consolidated by K-means identified four distinct ecological types: open water and marsh (9.5%), xerophilous grassland (21.6%), mesophilous grassland (44.1%), and productive hygrophilous grassland (22.5%). Supervised Random Forest classification achieved 95.04% overall accuracy (Kappa = 0.927) on an independent test set. The multinomial GLM identified spectral biomass, isothermality, clay and silt texture as the main environmental determinants. Landscape metrics revealed a highly fragmented grassland landscape (contagion = 38.45%) with high Shannon evenness (SHEI = 0.902). These results provide the first comprehensive typological map of El Kala grasslands from remote sensing. ملخص تشكل المروج الرطبة في الحديقة الوطنية بالقالة )شمال شرق الجزائر، موقع رامسار ، بمساحة 834,67 هكتاراً( منظومة بيئية ذات أهمية دولية، لا يزال تنوعها التصنيفي غير موثق بشكل كافٍ على المستوى المكاني للحديقة. تقترح هذه الدراسة رسم خرائط كمية وتوصيفاً بيئياً لأنواع المروج من خلال نهج متكامل يجمع بين الاستشعار عن بعد (Sentinel-2) ، والتحليل متعدد المتغيرات، والنمذجة الإحصائية . تم حساب أحد عشر مؤشراً طيفي اً (NDVI, TNDVI, EVI, LAI, NDI45, IRECI, NDRE, NDWI, NDMI, CI, BI) استناداً إلى صور Sentinel-2 L2A ( البلاطة T32SMF ، 2021-2022) التي تمت معالجتها مسبقاً في برنامج ArcGIS Pro. , كما أتاح أخذ عينات عشوائية شملت 88 نقطة في منطقة المروج المحددة عبر غطاء الأرض العالمي (Global 30m Land Cover) بناء مصفوفة تحليلية تتكون من 63 متغيراً تدمج المؤشرات الطيفية، وبيانات التربة (SoilGrids/IRSIC ، 250 متر اً ) ، والبيانات المناخية والبيو مناخية - WorldClim ، والبيانات الطبوغرافية . أظهر تحليل المكونات الرئيسية ACP الذي أُجري على المؤشرات الطيفية الأحد عشر بنية مركزة بشكل 3% من التباين الإجمالي، يعكس الأول ) 87.6 %( تدرجاً في الكتلة .. ملحوظ؛ حيث يفسر محوران 6 الحيوية والغطاء النباتي، بينما يعكس الثاني ) 6.3 .%( تدرجاً مائياً ثانوي اً . يحدد التصنيف التصاعدي الهرمي بطريقة "وارد" ، والمدعم بطريقة المتوسطات المتحركة K-means ، أربعة أنواع بيئية متميزة : 4. هكتاراً( - ,,1 % منطقة المياه المفتوحة والمستنقعات ) 3.9 . 64373 هكتاراً( - %1.. المروج الجافة ) 3 . المروج المعتدلة (Mesophile) (44.1% - 7,537 هكتار اً 4, هكتاراً( - ,.9 % المروج الرطبة الإنتاجية ) 11.9 . حقق التصنيف الموجه باستخدام الغابة العشوائية Random Forest ، المدرب على النقاط النموذجية، دقة إجمالية بلغت , 39.3 % )كابا = 3.318 ( على مجموعة اختبار مستقلة، مما يؤكد القابلية العالية للفصل الطيفي بين الأنواع. ويحدد نموذج GLM multinomial الكتلة الحيوية الطيفية ( المحور .، chi^2 = 518 ، p < 0.0001) ، والاتزان الحراري Isothermie ، وقوام التربة الطينية والطميية كمحددات بيئية هيكلية . يكشف تحليل المناظر الطبيعية بواسطة حزمة landscapemetrics عن مشهد مروج مجزأ للغاية ( العدوى /Contagion = 38.45% ، الانقسام /Division = 0.996) منظم في فسيفساء دقيقة، مع تساوٍ عددي مرتفع لشانون (SHEI = 0.902) يدل على تعايش شبه متوازن للأنواع الأربعة . تشكل هذه النتائج أول خريطة تصنيفية شاملة للمروج في حديقة القالة عن طريق الاستشعار عن بعد، وتوفر أساساً علمياً للحفظ والإدارة المتميزة لهذا النظام البيئي التابع لاتفاقية رامسار . الكلمات المفتاحية :مروج رطبة - Sentinel-2 مؤشرات طيفية تحليل المكونات الرئيسية - - - ACP - الغابة العشوائية - GLM مقاييس المناظر الطبيعية الحديقة الوطنية بالقالة الجزائر منطقة رامسار - - - -