Improved central place foraging modeling: importance of landscape context and modeling strategies in the case of a French sweat bee

Anouk Glad, post-doctorante à Dynafor a publié avec les collèques Emilie Andrieu, David Sheeren et Annie Ouin ainsi que des partenaires de l'entreprise TerrOïko un nouvel article paru dans la revue Ecological Modelling sur le développement d'un nouveau modèle individu-centré dénommé SimOïko_CPF pour pallier à certaines des limites des modèles actuels des mouvements de prospection des abeilles sauvages.

Glad A. , Moulherat S. , Andrieu E., Moulherat M., Sheeren D., Ouin A. (2025) Improved central place foraging modeling: importance of landscape context and modeling strategies in the case of a French sweat bee. Ecological Modelling, Volume 508, 111208, ISSN 0304-3800, https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2025.111208.

Abstract: Insect pollinators, including wild bees, contribute to the pollination of >90 % of wild flowering plants. A realistic simulation of their movements during foraging behaviour is essential to predict their pollination capability. The aim of this study was to develop a new individual based model called SimOïko_CPF to tackle some of the limitations of current models of wild bees’ foraging movement. Its performance was compared with a distance decay model: InVEST crop pollination (InVEST_Poll). For central-based foraging species like wild bees, the SimOïko_CPF model makes it possible to use the SMS algorithm as a support for the movements of individuals during foraging. The SimOïko_CPF model increases the capability to model the interactions between individuals and their landscape components such as physical friction, the attractiveness of floral resources, and collection probability. Sensitivity analysis of the parameterization of the species’ life-history traits performed in this study highlights the importance of two parameters in the landscape visitation: the spatial short-term memory size, and the resource collection probability. The two models were used to simulates the foraging pattern of a small species of wild bee (Lasioglossum marginatum). The outputs of the two models showed similar correlations with the capture data. The comparison between SimOïko_CPF and InVEST_Poll revealed discrepancies in the simulated foraging patterns on virtual landscapes varying in patch size, aggregation and composition. It’s showing that SimOïko_CPF can be use in various heterogenous landscapes and allows the investigation of a large set of parameters including the effect of physical friction and resource attractiveness.

Résumé: Les insectes pollinisateurs, y compris les abeilles sauvages, contribuent à la pollinisation de plus de 90 % des plantes à fleurs sauvages. Une simulation réaliste de leurs mouvements de prospection pour les ressources florales est essentielle pour prédire leur capacité de pollinisation. L'objectif de cette étude était de développer un nouveau modèle individu-centré dénommé SimOïko_CPF pour pallier à certaines des limites des modèles actuels des mouvements de prospection des abeilles sauvages. Ses performances ont été comparées à celles d'un modèle de distance décroissante : InVEST crop pollination (InVEST_Poll). Les abeilles sauvages et domestiques étant des pollinisateurs centraux, qui reviennent déposer leur récolte à leur nid. Le modèle SimOïko_CPF permet d'utiliser l'algorithme SMS associé à un module de déplacement central « Central Place Forager » (CPF) pour modéliser les déplacements des individus. Le modèle SimOïko_CPF permet d’intégrer les interactions entre les individus et les composantes du paysage telles que les frottements physiques, l'attractivité des ressources florales et la probabilité de collecte. L'analyse de sensibilité de plusieurs  paramètres met en évidence l'importance de deux paramètres dans la fréquentation du paysage : la taille de la mémoire spatiale à court terme du déplacement et la probabilité de collecte des ressources. Les deux modèles ont été utilisés pour simuler les déplacements de prospection d’une abeille sauvage (Lasioglossum marginatum). Les résultats des deux modèles ont montré des corrélations similaires avec les données de capture dans la zone d’étude. La comparaison des résultats entre SimOïko_CPF et InVEST_Poll simulés sur des paysages virtuels variant en taille, agrégation et composition des patchs a révélé des divergences spatiales de fréquentation. Nos résultats indiquent que SimOïko_CPF peut être utilisé dans divers paysages hétérogènes et permet l'étude d'un grand nombre de paramètres, y compris l'effet de la friction physique et de l'attractivité des ressources.