La Surveillance Écologique : Indicateurs Écologiques issus des données collectées sur stations...

La Surveillance Écologique :

Indicateurs Écologiques issus des données collectées sur

stations permanentes

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INTRODUCTION AU MODULE 6

AgendaModule 6 : durée 4 heures 30

MATIN

8h30 – 8h50 Introduction du module 6Les indicateurs : définition, méthode de calcul

8h50 – 10h00 Travaux de groupes : traitement des données écologiques et identification / calcul des indicateurs à partir des données collectées sur l’aire minimale : composition floristique, richesse spécifique, types biologiques, diversité béta, types biogéographiques, endémisme et rareté

10h00 – 10h30 Pause café

10h30 – 11h00 Travaux de groupes (suite)

11h00 – 11h40 Restitution des travaux de groupes

11h40 - 12h40 Interprétation des résultats / Comparaison des indicateurs dans le temps et dans l’espace dans un observatoire : discussion structurée en plénière autour d’exemples d’indicateurs calculés dans les observatoires ROSELT/OSS

12h40 – 12h50 Nécessité de l’analyse diachronique (dans le temps) et synchronique (entre plusieurs stations) dans un observatoire

12h50 – 13h00 Nécessité de croiser les données écologiques et socio-économiques / climatiques

13h00 Déjeuner

Agenda

Module 6 (suite) : durée 3 heures 30

APRES MDII

14h30 – 14h50

Autres indicateurs issus des données écologiques : indices de diversité, densité des espèces pérennes, types biologiques et biogéographiques, endémisme et rareté

14h50 – 16h00

Travaux de groupes : traitement des données écologiques et identification / calcul des indicateurs : indice de shannon et équitabilité, indice de jaccard, % Type bio, % type biogéo,

16h00 – 16h30

Pause café

16h30 – 17h00

Restitution des travaux de groupes

17h00 – 17h40

Interprétation des résultats / Comparaison des indicateurs dans le temps et dans l’espace dans un observatoire : discussion structurée en plénièreQuelles informations ces indicateurs apportent en plus ?

17h40 – 18h00

Lien entre les différents indicateurs écologiques et la socio-économie

18 heures00 Clôture de la journée

Les indicateurs écologiques Les indicateurs écologiques issus des relevés sur stations issus des relevés sur stations

permanentespermanentes

Deux méthodes complémentaires de collecte des données dans les stations permanentes de surveillance écologique

l’aire minimale

la méthode des points quadrats

Les indicateurs écologiques Les indicateurs écologiques issus des relevés sur stations issus des relevés sur stations

permanentespermanentes

Indicateurs issus des données collectées sur l’aire minimale :

la liste floristique globale d’une station

la richesse spécifique

les pourcentages des types biologiques

Indicateur 1 : Composition Indicateur 1 : Composition Floristique d’une stationFloristique d’une station

Définition :

La composition floristique est l’ensemble des espèces végétales présentes, à un moment donné, en un site donné


Objectif :

– Suivre l’évolution de la composition floristique au cours du temps

– Faire une typologie des formations végétales caractérisant l’observatoire et actualisation les typologies existantes


Collecte des données :

Établir l’inventaire global / la liste exhaustive des espèces végétales caractérisant

l’observatoire ou les stations

Nom de genre et d’espèce + nom d’auteur Si possible synonymes éventuels

Ex : Seriphidium herba-album (Asso) J. Soják = Artemisia herba-alba Asso


Traitement des données : – comparaison diachronique des listes

floristiques anciennes et actuelles à travers : la richesse spécifique le degré d’homogénéisation = nombre important d’espèces

à large amplitude écologique le statut vis-à-vis de la biodiversité végétale nationale et

internationale = nombre d’espèces des listes rouges la banalisation = faible nombre d’espèces rares,

remarquables la qualité = nombre et fréquence des espèces à bonne

valeur d’usage


Traitement des données :

– analyse de la composition floristique grâce à une Analyse Factorielle des Correspondances :

élaboration d’une typologie des formations végétales

Étude de l’évolution de la composition floristique et des changements par rapport aux typologies existantes

Indicateur 2 : Richesse Indicateur 2 : Richesse spécifique de la flore d’une spécifique de la flore d’une

stationstation

Définition :

La richesse spécifique de la flore est le nombre d’espèces végétales présentes sur un site donné


stationstation

Objectif :

– Suivre l’évolution du nombre d’espèces total

– Suivre l’évolution du nombre : d’espèces pérennes susceptibles de contribuer au mieux à

la stabilité des écosystèmes des zones arides et semi-arides

d’espèces annuelles, parfois caractéristiques de certains stades de la succession


Établir la liste complète des espèces caractérisant chaque station permanente en

particulier au cours de la saison correspondant au pic de végétation


stationstation


– Calcul de la richesse spécifique totale pour chaque station ainsi que la richesse en espèces pérennes et annuelles

– Analyse de variance : comparaison des moyennes de la richesse en espèces pérennes d’une part et en espèces annuelles d’autre part,

sur une station permanente au cours du temps entre différentes stations permanentes le long de gradients

environnementaux


stationstation

Définition : – Les végétaux sont classés selon leur type

biologique déterminé par la morphologie générale de l’espèce, qui exprime en partie son adaptation à l’environnement

– 5 types principaux de végétaux terrestres : les phanérophytes les chaméphytes les hémycryptophytes les cryptophytes (ou géophytes) les thérophytes

Indicateur 3 : Spectres Indicateur 3 : Spectres biologiques de Raunkiaer d’une biologiques de Raunkiaer d’une

stationstation

Objectif :

– Décrire la physionomie, la structure et le fonctionnement de la végétation


stationstation

Adaptation à l’environnement et aux pressions exercées par l’homme et les animaux

herbivores


– Nombre d’espèces de chaque type biologique établi à partir de la liste floristique exhaustive des espèces


stationstation


– Établir les spectres biologiques (% de chaque type biologique) en fonction de la richesse spécifique

– Effectuer une analyse de variance : comparaison des moyennes des différents types biologiques au cours du temps sur une station permanente ou le long de gradients environnementaux


stationstation

Traitement des données et calcul des indicateurs issus des données de

l’aire minimale

Composition floristique, richesse spécifique et types biologiques

Travail en groupe

Pause café


l’aire minimale


Travail en groupe (suite)


l’aire minimale


Restitution et Discussion

Quelques exemples de Quelques exemples de résultatsrésultats

Discussion en plénièreDiscussion en plénière

Étude diachronique :Étude diachronique : Comparaison à deux dates de la Comparaison à deux dates de la composition floristique de deux stations permanentes de composition floristique de deux stations permanentes de surveillancesurveillance

Station 1 Station 2 Espèces 1975 1999 1975 1999 Chaméphytes Anabasis oropodiorum Maire 1 Argyrolobium uniflorum (Decne.) Jaub. & Spach 1 Astragalus armatus Willd. subsp. armatus 1 1 Atractylis serratuloides Sieber ex Cass. 1 1 1 1 Farsetia aegyptiaca Turra Gymnocarpos decander Forssk. 1 1 1 Haloxylon scoparium Pomel 1 Helianthemum kahiricum Delile 1 1 1 Helianthemum lippii (L.) Dum. Cours. 1 1 Helianthemum sessiliflorum (Desf.) Pers. 1 Kickxia aegyptiaca (L.) Nábelek 1 Salvia aegyptiaca L. 1 1 1 Teucrium polium L. subsp. polium 1 Thymelaea hirsuta (L.) Endl. 1 1 Géophytes Asphodelus tenuifolius Cav. 1 Hémicryptophytes Echium humile Desf. subsp. pycnanthum (Pomel) Greuter & Burdet 1 1 1 1 Erodium glaucophyllum (L.) L'Hér. 1 1 1 1 Herniaria fontanesii J. Gay subsp. fontanesii 1 1 1 Launaea mucronata (Forssk.) Muschl. 1 Lotus creticus L. 1 Plantago albicans L. 1 Thérophytes Astragalus corrugatus Bertol. 1 1 Cutandia dichotoma (Forssk.) Trab. 1 Fagonia glutinosa Delile 1 Filago pyramidala L. 1 1 Hippocrepis areolata Desv. 1 Rostraria salzmannii (Boiss. & Reut.) Holub 1 Koelpinia linearis Pall. 1 Malva aegyptiaca L. 1 Matricaria auraea (Loefl.) Sch. Bip. 1 Medicago laciniata (L.) Mill. 1 Schismus barbatus (L.) P. Beauv. 1 1 Stipa capensis Thunb. 1 Thesium humile Vahl 1

Étude synchronique :Étude synchronique : évolution / variation de la richesse évolution / variation de la richesse spécifique en chaméphytes au printemps le long d’un spécifique en chaméphytes au printemps le long d’un gradient de diminution du recouvrement total pérenne gradient de diminution du recouvrement total pérenne (RTP). (RTP). 2 = 18.39, p < 0.001***2 = 18.39, p < 0.001***

0

1

2

3

4

5

6

15%<RTP<25% 5%<RTP<15% RTP < 5%

Gradient de diminution du recouvrement total pérenne

No

mb

re d

e ch

amép

hyt

es

Spectres biologiques moyens de la séquence à Spectres biologiques moyens de la séquence à Rhanterium Rhanterium suaveolenssuaveolens, établis en fonction de la richesse spécifique , établis en fonction de la richesse spécifique (nombre d’espèces) et du recouvrement pour chaque type (nombre d’espèces) et du recouvrement pour chaque type biologique. Observatoire de Menzel Habib, Tunisiebiologique. Observatoire de Menzel Habib, TunisieLégendeLégende : Ch : chaméphyte ; H : hémicryptophytes ; G : : Ch : chaméphyte ; H : hémicryptophytes ; G : géophytes et Th : thérophyte géophytes et Th : thérophyte

0

10

20

30

40

50

60

70

Ch H G Th

Types biologiques

Po

urc

enta

ges

Richesse spécifique

Recouvrement

Déjeuner

Les indicateurs écologiques issus des Les indicateurs écologiques issus des relevés sur stations permanentesrelevés sur stations permanentes

Indicateurs issus des données collectées sur les lignes de points quadrats :

Le recouvrement de la végétation

Le recouvrement des états de surface du sol proprement dit

Définition :

– Recouvrement de la végétation : recouvrement de l’ensemble des espèces végétales présentes en un site donné

– Recouvrement d’une espèce : Proportion de la surface du sol couverte par la projection verticale des organes aériens de cette espèce.

fréquence spécifique

Indicateur 4 : Recouvrement de Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une stationla végétation d’une station

Objectif :

– Évaluation de l’état d’un écosystème

– Estimation de la disponibilité en ressources végétales

– Changements d’échelle et suivi spatio-temporel des ressources végétales par télédétection (indices de végétation)



Mesurer la fréquence de chaque espèce présente dans la station permanente en %


Indicateur 4 : Recouvrement Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une de la végétation d’une

stationstation Traitement des données :

– La Fréquence Spécifique (FSi) d’un taxon : nombre de points où ce taxon a été lu

– La Fréquence Spécifique Centésimale (FSCi) d’un taxon : rapport en % entre sa FSi et le nombre total N de points de lecture le long de la ligne

N

xnFSC

ii

100%



- Le Recouvrement total de la végétation (RTV) :

• Rapport en % entre le nombre de points où l’on a relevé la présence d’au moins un taxon et le nombre

total de points de lecture

Ou

• Soustraction du nombre de points sans contact avec la végétation par le nombre total de points de

lecture



- Le Recouvrement total de la végétation (RTV) :

• Il est égal ou inférieur à 100%

• Le RTV est, généralement, inférieur à la somme des fréquences spécifiques (puisque l’on peut

toucher plusieurs espèces au même point sur les lignes de points-quadrats)


stationstation


- La Contribution Spécifique Présence (CSPi) :

Rapport (en %) entre la fréquence spécifique centésimale (FSCi) d’un taxon i et la somme des fréquences spécifiques centésimales de tous les

taxons présents

100100

% xn

n

FSC

xFSCPCS

i

i

i

ii

Définition :

– État de surface : composition et organisation de la surface du sol à un instant donné (végétation et sol)

– État de surface élémentaire : plage d’un état de surface qui peut être individualisée et caractérisée au niveau macroscopique

Indicateur 4bis : Recouvrement Indicateur 4bis : Recouvrement des états de surface du sol des états de surface du sol

d’une stationd’une station

Objectif :

– Typologie pour décrire les organisations pelliculaires de surface et les formes d’accumulation éolienne ou les figures d’érosion hydrique




– Réalisée simultanément aux mesures relatives à la végétation

– Fréquence spécifique des états de surface élémentaires caractérisant la station permanente

– Somme des fréquences = recouvrement




d’une stationd’une station Traitement des données :

– Calcul des fréquences spécifiques et du recouvrement des états de surface élémentaires du sol

– Comparaison des moyennes : analyse de variance (saisonnière, annuelle) des couverts

de chaque état de surface élémentaire le long d’un gradient environnemental

analyse de variance diachronique de l’évolution des états de surface élémentaires d’une même station permanente au cours du temps




- Analyse diachronique des images multi-dates par des logiciels usuels de traitement d’image

Récapitulatif des méthodes, Récapitulatif des méthodes, données et indicateursdonnées et indicateurs

Méthodes de collecte des

données

Données collectées

Informations sur les fiches de

relevés de terrain

Indicateurs calculés Indicateurs déduits du précédent

Aire minimale Liste complète des espèces végétales

Nom de genre et d’espèce de chaque plante

Richesse spécifique totale Richesse spécifique en espèces pérennes et annuelles Nombre / % des espèces rares, menacées, endémiques

% des types biologiques

Fréquence spécifique des espèces végétales

Recouvrement Total de la Végétation Recouvrement des espèces pérennes et annuelles

Points quadrats

Fréquence des états de surface du sol proprement dits

A chaque point de lecture de la ligne de points quadrats, noter ce qui est touché par l’aiguille Noter le Nom de genre et d’espèce de chaque plante touchée Noter les états de surface du sol proprement dits qu’il y ait ou non de la végétation

Recouvrement de chaque état de surface du sol proprement dits (sable, pellicule de battance, cailloux…)

Traitement des données et calcul des indicateurs issus des données des

lignes de points quadrats

Recouvrement de la végétation et des états de surface du sol proprement

dits

Valeur pastorale

Travail en groupe

Pause café

Traitement des données et calcul des indicateurs issus des données des

lignes de points quadrats

Recouvrement de la végétation et des états de surface du sol proprement

dits

Valeur pastorale

Travail en groupe


ATTENTION

Il existe d’autres indicateurs issus des données collectées à partir de l’aire minimale :

– la diversité béta (indice de similitude de Jaccard)– la densité des espèces pérennes

– les pourcentages des types biogéographiques– la liste des espèces endémiques et/ou rares

(valorisation / gestion / conservation de la diversité biologique remarquable)


ATTENTION

Il existe d’autres indicateurs issus des données collectées sur les lignes de points quadrats :

– La diversité alpha (indice de Shannon et d’équitabilité)

Interprétation des résultats / Interprétation des résultats / Comparaison des indicateurs dans le Comparaison des indicateurs dans le

temps et dans l’espace dans un temps et dans l’espace dans un observatoireobservatoire

Les différents résultats peuvent être interprétés en effectuant des comparaisons :

– dans l’espace (étude synchronique) entre plusieurs observatoires

– dans le temps (étude diachronique) pour suivre l’évolution d’un indicateur caractérisant une station voire un observatoire



Comprendre les changements observés

Rechercher les facteurs explicatifs

1. Variabilité climatique2. Impact des activités humaines



1. Variabilité climatique

Pluviométrie

ProductivitéPhytomasseGermination



2. Impact des activitéshumaines

Pâturage

Diminution du couvert végétalModification des états de surface du sol

Fin de la session

Merci pour votre participation active et votre attention

A demain !

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