La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La Biodiversité et sa Mesure Manuel PLANTEGENEST Laboratoire « Ecologie et Sciences Phytosanitaires » UMR ENSAR-INRA BiO3P Agrocampus Rennes.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "La Biodiversité et sa Mesure Manuel PLANTEGENEST Laboratoire « Ecologie et Sciences Phytosanitaires » UMR ENSAR-INRA BiO3P Agrocampus Rennes."— Transcription de la présentation:

1 La Biodiversité et sa Mesure Manuel PLANTEGENEST Laboratoire « Ecologie et Sciences Phytosanitaires » UMR ENSAR-INRA BiO3P Agrocampus Rennes

2 Intérêt du Concept de Biodiversité zIntérêt conceptuel : qu'est-ce que la diversité ? Comment la définir et la mesurer ? zIntérêt scientifique : expliquer les variations dans le temps et l'espace de la diversité écologique. zIntérêt patrimonial : la diversité biologique tend à être considérée comme une richesse à inscrire au patrimoine de l'humanité et devant être préservée zIntérêt pratique : les mesures de biodiversité sont fréquemment considérées comme un indicateur de l'état de dégradation du système écologique.

3 Contenu Classique Diversité Spécifique = f (Richesse Spécifique, Abondances Relatives) La notion d'abondances relatives est liée aux notions de dominance et d'équitabilité

4 La Dimension Génétique zAu niveau interspécifique zAu niveau intraspécifique  Variabilité génotypique

5 La Dimension Spatiale Cartes de répartition de deux espèces végétales

6 Diversités Emboîtées Individu Population Espèces Communautés Ecosystèmes La diversité biologique peut être appréhendée à différentes échelles écologiques ou géographiques Habitat Bassin Versant Région Continent

7 Description Globale

8 Représentation Diagramme rang-abondance Diagramme de distribution des abondances

9 Exemple 1 : Modèle de Motomura L'espèce dominante confisque une proportion k d'une ressource limitante (pré-emption de niche). La deuxième espèce confisque la même proportion k du restant de la ressource, etc. L'abondance de chaque espèce est proportionnelle à la quantité de ressource utilisée. C est contraint par

10 Modèle de Motomura Les logarithmes des effectifs sont alignés sur une droite de pente ln(1 - k) (constante de milieu de Motomura). Plus la diversité est faible, plus la pente est forte en valeur absolue. Exemple : S=15 k=0.215

11 Exemple 2 : Modèle de Preston Hypothèse : les logarithmes des effectifs sont distribués suivant une loi normale

12 Troncature à Gauche 1 trait de chalut Moyenne mai-juin Moyenne annuelle

13 Indice Synthétiques Paramètres des modèles globaux Problèmes: (1) le modèle doit correspondre aux données récoltées (2) le nombre d'espèces doit être suffisamment important

14 L’indice de Shannon zH est maximal lorsque toutes les abondances sont identiques  dans ce cas, H max = ln(S) zH s’accroît avec S On définit naturellement un indice d’équitabilité E En pratique (1) H est compris entre 1 et 5 (2) H a de bonnes propriétés statistiques

15 Utilisation des indices zSuivi de la qualité de l’environnement  Exemple : Bechtel et Copeland (1970) zEvaluation de l’intérêt biologique d’un site

16 Problèmes pratiques zProblème d'unité  Problème d'individuation  Problème de détermination zChoix de l'ensemble taxonomique étudié zChoix des méthodes d’échantillonnage zProblème d'échelle

17 Choix d’un indice zCaractéristiques des principaux indices  Magurran, 1988  Capacité de discrimination (Hill, 1973) zDémarche pour le choix d'un indice  identifier les besoins et les moyens  choisir 2 (richesse + équitabilité) ou 3 (richesse + équitabilité + dominance) indices  des comparaisons seront possibles si l'indice est fréquemment utilisé

18 Extension du concept de biodiversité zL’indice de Shannon est adaptable  dimension génétique les p i peuvent être interprétés comme des fréquences alléliques  dimension spatiale l’indice de Shannon se prête bien a une décomposition hiérarchisée (propriété du ln) H = H 1 + H 2 H 1 = indice de diversité spatiale H 2 = indice de diversité spécifique

19 Richesse totale Problème : H.R.I. (D.D. French, 1994) (Hierarchical Richness Index) i est le rang de l'espèce (rangée dans l'ordre décroissant des effectifs) et N i, le nombre d'individus. Cet indice permet de prendre en compte le nombre total d'individus de chaque espèce et non pas seulement leurs abondances relatives

20 Eléments pour une Théorie Ecologique de la Biodiversité

21 Island Biogeography MacArthur & Wilson (1967) Le modèle de base à une espèce Les processus qui interviennent sur le taux d ’occupation des îles sont la colonisation (m) et l’extinction (e). Colonisations Extinctions

22 Formalisation

23 Persistance d’une Métapopulation Modèle de Levins (1969) Équilibres:1. P* = 0E* = N 2. E* =  P* = N-E* E* =  E* = N

24 Leçons du Modèle de Levins A l’équilibre E* =  Si N <  pas de persistance possible Si N >  persistance de la métapopulation 1. Levin’s rule (Hanski 1996) : le nombre minimum de site permettant la persistance d’une métapopulation est égalau nombre de sites vides à l’équilibre. 2. La persistance de la métapopulation requiert la présence de sites vides. Conclusions ?

25 Modèle plurispécifique Dans la plupart des cas, si la communauté étudiée comporte un nombre important d'espèces, il est difficilement envisageable d'estimer p i pour chacune d'entre elles et des approches globales ont été proposées. Par ailleurs, lorsque l'on s'intéresse à un nombre d'espèces restreint mais entretenant des interactions (relations prédateur-proie, compétition, etc.) l'argument d'indépendance entre les probabilités tombe. Empiriquement, on trouve fréquemment une relation de la forme

26 Modèle de MacArthur et Wilson Taux de colonisation Taux d’extinction

27 Surface et isolement de l’île Exemple: Peltonen & Hanski (1991) Les auteurs ont étudié la distribution (présence/absence) de 3 espèces de musaraignes (Sorex araneus, S. caecutiens, S. minutus) dans 108 îles de 3 lacs en Finlande et durant 4 années et les taux de colonisation et d'extinction en fonction de la surface des îles.

28 Surface et isolement de l’île

29 Radiation évolutive des pinsons aux îles Galapagos

30 Description de Wilson (1967) 1. L'équilibre spécifique interactif : pas encore de compétition. La dynamique résulte d'événements aléatoire de migration et d'extinction. 2. L'équilibre interactif : l'exclusion compétitive accroît la probabilité d'extinction. On peut éventuellement assister à un réduction de la richesse spécifique. 3. L'équilibre de réassortiment : des changements de composition spécifique se produisent conduisant à l'apparition de communautés de mieux en mieux adaptées à l'habitat. 4. L'équilibre évolutif : des processus de coévolution (réduisant la probabilité d'extinction) et de radiations évolutives permettent la coexistence d'espèces de plus en plus nombreuses).

31 Biodiversité et perturbations La plupart des auteurs s'entendent pour accorder un rôle majeur aux perturbations exogènes sur la diversité. Il semble que différentes caractéristiques telles que la fréquence, l'intensité, la structure spatiale ou la prévisibilité des perturbations conditionnent leurs effets sur le système.

32 Interactions : la compétition Les travaux de MacArthur ont conduit à proposer la notion d’exclusion compétitive. C’est à dire l’impossibilité pour 2 espèces très proches de coexister dans un même milieu Exemple : Bengtsson (1991), sur 3 espèces de daphnies

33 Interactions : prédation et parasitisme AB Compétition AB C Prédation Exclusion compétitive Coexistence

34 Biodiversité et Stabilité La conjecture d’Elton (1958) Ecological Web Biodiversité = rigidité - stabilité

35 Stabilité vs Nombre de Variables Approche intuitive:

36 Le paradoxe de May Ecological Web Simulations d’écosystèmes théoriques (Lotka-Volterra généralisé) Variables Nombre d’espèces Nombre moyen de liens par espèces Intensité moyenne des liens Biodiversité  instabilité

37 Résistance aux envahisseurs Case (1991) présente une revue des taux de réussite d'introductions (volontaires ou accidentelles) d'oiseaux dans différentes parties du monde en fonction de la richesse de l'avifaune locale

38 La barrière aux invasions zMême formalisme que May. On introduit une nouvelle espèce  (i) élimination directe  (ii) élimination indirecte  (iii) remplacement  (iv) ajout Les écosystèmes les plus complexes résistent mieux aux invasions

39 Synthèse

40 Biodiversité et Productivité Travaux de D. Tilman zBiodiversité   Productivité  Rôle anti-fuite  Notion de diversité fonctionnelle zBiodiversité   Variabilité de la productivité  Notion d’espèce doublon


Télécharger ppt "La Biodiversité et sa Mesure Manuel PLANTEGENEST Laboratoire « Ecologie et Sciences Phytosanitaires » UMR ENSAR-INRA BiO3P Agrocampus Rennes."

Présentations similaires


Annonces Google