la surveillance Écologique : indicateurs Écologiques issus des données collectées sur stations...
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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
Indicateur 1 : Composition Indicateur 1 : Composition Floristique d’une stationFloristique d’une station
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
Indicateur 1 : Composition Indicateur 1 : Composition Floristique d’une stationFloristique d’une station
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
Indicateur 1 : Composition Indicateur 1 : Composition Floristique d’une stationFloristique d’une station
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
Indicateur 1 : Composition Indicateur 1 : Composition Floristique d’une stationFloristique d’une station
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
Indicateur 2 : Richesse Indicateur 2 : Richesse spécifique de la flore d’une spécifique de la flore d’une
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
Collecte des données :
Établir la liste complète des espèces caractérisant chaque station permanente en
particulier au cours de la saison correspondant au pic de végétation
Indicateur 2 : Richesse Indicateur 2 : Richesse spécifique de la flore d’une spécifique de la flore d’une
stationstation
Traitement des données :
– 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
Indicateur 2 : Richesse Indicateur 2 : Richesse spécifique de la flore d’une spécifique de la flore d’une
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
Indicateur 3 : Spectres Indicateur 3 : Spectres biologiques de Raunkiaer d’une biologiques de Raunkiaer d’une
stationstation
Adaptation à l’environnement et aux pressions exercées par l’homme et les animaux
herbivores
Collecte des données :
– Nombre d’espèces de chaque type biologique établi à partir de la liste floristique exhaustive des espèces
Indicateur 3 : Spectres Indicateur 3 : Spectres biologiques de Raunkiaer d’une biologiques de Raunkiaer d’une
stationstation
Traitement des données :
– 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
Indicateur 3 : Spectres Indicateur 3 : Spectres biologiques de Raunkiaer d’une biologiques de Raunkiaer d’une
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
Traitement des données et calcul des indicateurs issus des données de
l’aire minimale
Composition floristique, richesse spécifique et types biologiques
Travail en groupe (suite)
Traitement des données et calcul des indicateurs issus des données de
l’aire minimale
Composition floristique, richesse spécifique et types biologiques
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)
Indicateur 4 : Recouvrement de Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une stationla végétation d’une station
Collecte des données :
Mesurer la fréquence de chaque espèce présente dans la station permanente en %
Indicateur 4 : Recouvrement de Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une stationla végétation d’une station
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%
Indicateur 4 : Recouvrement Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une de la végétation d’une
stationstation Traitement des données :
- 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
Indicateur 4 : Recouvrement Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une de la végétation d’une
stationstation Traitement des données :
- 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)
Indicateur 4 : Recouvrement Indicateur 4 : Recouvrement de la végétation d’une de la végétation d’une
stationstation
Traitement des données :
- 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
Indicateur 4bis : Recouvrement Indicateur 4bis : Recouvrement des états de surface du sol des états de surface du sol
d’une stationd’une station
Collecte des données :
– Réalisée simultanément aux mesures relatives à la végétation
– Fréquence spécifique des états de surface élémentaires caractérisant la station permanente
– Somme des fréquences = recouvrement
Indicateur 4bis : Recouvrement Indicateur 4bis : Recouvrement des états de surface du sol des états de surface du sol
d’une stationd’une station
Indicateur 4bis : Recouvrement Indicateur 4bis : Recouvrement des états de surface du sol des états de surface du sol
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
Indicateur 4bis : Recouvrement Indicateur 4bis : Recouvrement des états de surface du sol des états de surface du sol
d’une stationd’une station
Traitement des données :
- 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
Les indicateurs écologiques issus des Les indicateurs écologiques issus des relevés sur stations permanentesrelevés sur stations permanentes
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)
Les indicateurs écologiques issus des Les indicateurs écologiques issus des relevés sur stations permanentesrelevés sur stations permanentes
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
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
Comprendre les changements observés
Rechercher les facteurs explicatifs
1. Variabilité climatique2. Impact des activités humaines
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
1. Variabilité climatique
Pluviométrie
ProductivitéPhytomasseGermination
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
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 !