Richesse spécifique de la flore d`une station Traitement des données

La Surveillance Écologique :
Indicateurs Écologiques issus des
données collectées sur stations
permanentes
INTRODUCTION AU
MODULE 6
2
Agenda
Module 6 : durée 4 heures 30
MATIN
8h30 – 8h50
Introduction du module 6
Les 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 plénière
Quelles informations ces indicateurs apportent en plus ?
17h40 – 18h00
Lien entre les différents indicateurs écologiques et la socioéconomie
18 heures00
Clôture de la journée
Les indicateurs écologiques issus des
relevés sur stations permanentes

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 issus des
relevés sur stations permanentes

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
Floristique 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
Floristique 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
Floristique 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
Floristique 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
Floristique 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 spécifique de
la flore d’une station
Définition :
La richesse spécifique de la flore est le nombre
d’espèces végétales présentes sur un site donné
Indicateur 2 : Richesse spécifique de
la flore d’une station
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
Indicateur 2 : Richesse spécifique de
la flore d’une station
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 spécifique de
la flore d’une station
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 3 : Spectres biologiques
de Raunkiaer d’une station
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
les
les
les
les
phanérophytes
chaméphytes
hémycryptophytes
cryptophytes (ou géophytes)
thérophytes
Indicateur 3 : Spectres biologiques
de Raunkiaer d’une station
Objectif :
– Décrire la physionomie, la structure et le
fonctionnement de la végétation
Adaptation à l’environnement et
aux pressions exercées par
l’homme et les animaux
herbivores
Indicateur 3 : Spectres biologiques
de Raunkiaer d’une station
Collecte des données :
– Nombre d’espèces de chaque type biologique
établi à partir de la liste floristique exhaustive
des espèces
Indicateur 3 : Spectres biologiques
de Raunkiaer d’une station
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
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
résultats
Discussion en plénière
Espèces
Chaméphytes
Anabasis oropodiorum Maire
Argyrolobium uniflorum (Decne.) Jaub. &
Spach
Astragalus armatus Willd. subsp. armatus
Atractylis serratuloides Sieber ex Cass.
Farsetia aegyptiaca Turra
Gymnocarpos decander Forssk.
Haloxylon scoparium Pomel
Helianthemum kahiricum Delile
Helianthemum lippii (L.) Dum. Cours.
Helianthemum sessiliflorum (Desf.) Pers.
Kickxia aegyptiaca (L.) Nábelek
Salvia aegyptiaca L.
Teucrium polium L. subsp. polium
Thymelaea hirsuta (L.) Endl.
Géophytes
Asphodelus tenuifolius Cav.
Hémicryptophytes
Echium humile Desf. subsp. pycnanthum
(Pomel) Greuter & Burdet
Erodium glaucophyllum (L.) L'Hér.
Herniaria fontanesii J. Gay subsp. fontanesii
Launaea mucronata (Forssk.) Muschl.
Lotus creticus L.
Plantago albicans L.
Thérophytes
Astragalus corrugatus Bertol.
Cutandia dichotoma (Forssk.) Trab.
Fagonia glutinosa Delile
Filago pyramidala L.
Hippocrepis areolata Desv.
Rostraria salzmannii (Boiss. & Reut.) Holub
Koelpinia linearis Pall.
Malva aegyptiaca L.
Matricaria auraea (Loefl.) Sch. Bip.
Medicago laciniata (L.) Mill.
Schismus barbatus (L.) P. Beauv.
Stipa capensis Thunb.
Thesium humile Vahl
Station 1
1975
1999
Station 2
1975
1999
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
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1
1
1
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1
1
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1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Étude diachronique : Comparaison à deux dates de la composition
floristique de deux stations permanentes de surveillance
Nombre de chaméphytes
6
5
4
3
2
1
0
15%<RTP<25%
5%<RTP<15%
RTP < 5%
Gradient de dim inution du recouvrem ent total pérenne
Étude synchronique : évolution / variation de la richesse
spécifique en chaméphytes au printemps le long d’un gradient de
diminution du recouvrement total pérenne (RTP). 2 = 18.39, p
< 0.001***
70
Pourcentages
60
50
40
Richesse spécifique
30
Recouvrement
20
10
0
Ch
H
G
Th
Types biologiques
Spectres biologiques moyens de la séquence à Rhanterium
suaveolens, établis en fonction de la richesse spécifique (nombre
d’espèces) et du recouvrement pour chaque type biologique.
Observatoire de Menzel Habib, Tunisie
Légende : Ch : chaméphyte ; H : hémicryptophytes ; G : géophytes et
Th : thérophyte
Déjeuner
Les indicateurs écologiques issus des
relevés 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
Indicateur 4 : Recouvrement de la
végétation d’une station
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 la
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 la
végétation d’une station
Collecte des données :
 Mesurer la fréquence de chaque espèce présente
dans la station permanente en %
Indicateur 4 : Recouvrement de
la végétation d’une station
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
ni x 100
FSCi % 
N
Indicateur 4 : Recouvrement de
la végétation d’une station
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 de
la végétation d’une station
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 de
la végétation d’une station
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
FSCi x100
ni
CSi P% 

x100
 FSCi  ni
Indicateur 4bis : Recouvrement des
états de surface du sol d’une station
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 des
états de surface du sol d’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 des
états de surface du sol d’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 des
états de surface du sol d’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 des
états de surface du sol d’une station
Traitement des données :
- Analyse diachronique des images multi-dates par
des logiciels usuels de traitement d’image
Récapitulatif des méthodes,
données et indicateurs
Méthodes de
collecte des
données
Données
collectées
Informations sur
les fiches de
relevés de terrain
Nom de genre et
d’espèce de chaque
plante
Aire minimale
Liste complète des
espèces végétales
Indicateurs calculés
Richesse spécifique
totale
Richesse spécifique en
espèces pérennes et
annuelles
Nombre / % des
espèces rares,
menacées, endémiques
Fréquence
spécifique des
espèces végétales
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
Indicateurs déduits du
précédent
Recouvrement Total de
la Végétation
Recouvrement des
espèces pérennes et
annuelles
Recouvrement de
chaque état de surface
du sol proprement dits
(sable, pellicule de
battance, cailloux…)
% des types biologiques
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
relevés 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
remarquable)
de
la
diversité
biologique
Les indicateurs écologiques issus des
relevés 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 / Comparaison des
indicateurs dans le temps et dans l’espace
dans un observatoire
 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 / Comparaison des
indicateurs dans le temps et dans l’espace
dans un observatoire
Comprendre les changements
observés
Rechercher les facteurs
explicatifs
1. Variabilité climatique
2. Impact des activités humaines
Interprétation des résultats / Comparaison des
indicateurs dans le temps et dans l’espace
dans un observatoire
1. Variabilité climatique
Pluviométrie
Productivité
Phytomasse
Germination
Interprétation des résultats / Comparaison des
indicateurs dans le temps et dans l’espace
dans un observatoire
2. Impact des activités
humaines
Pâturage
Diminution du couvert végétal
Modification des états de surface du sol
Fin de la session
Merci pour votre
participation active
et votre attention
A demain !