Étude de l’évolution d’un paysage par analyse …...TP n 8.3 - Étude de l’évolution d’un paysage par analyse diachronique de cartes de végétation 3 c/ Repérer alors

1

Étude de l’évolution d’un paysage par analyse diachronique de cartes de végétation

Comme cela a déjà été décrit dans cette section, beaucoup de successions éco-logiques, particulièrement celles impliquant des végétaux supérieurs et animaux associés, se mettent en place sur des temps longs. Cette contrainte rendra évi-demment ce type de suivi incompatible avec des impératifs pédagogiques. Ainsi, beaucoup d’études utilisent des approches synchroniques et comparent plusieurs sites contemporains représentatifs de différents âges d’une succession (cf. TP n° 8.1 et TP n° 8.2). Ce TP propose une approche originale qui permettra de comparer les communautés actuellement présentes sur un site avec les communautés pré-sentes sur le même lieu antérieurement. Cette possibilité de remonter le temps est rendue possible grâce aux cartes de végétation qui sont accessibles pour un certain nombre de régions.

Par ses activités, l’homme influence la dynamique du paysage et perturbe les suc-cessions végétales. Mais l’abandon de certaines de ces activités a tout autant d’im-pact sur le paysage. Les cartes de végétation et d’occupation des sols permettent de rendre compte de l’évolution de ces usages et de leurs répercussions sur la végétation. D’autres données telles les inventaires faunistiques nous renseignent en parallèle sur l’évolution de la faune dans ces mêmes milieux. Le présent travail suivra l’évolution du paysage aux environs d’un site emblématique de l’arrière-pays montpelliérain : le Pic Saint-Loup. Les changements de végétation seront quantifiés en détail avec des outils d’analyse. Par ailleurs ces modifications d’usage seront cor-rélées avec les communautés d’oiseaux en ce même lieu.

☛ Une version en couleur de l’intégralité de ce TP est disponible sur le site compagnon

http://editions.educagri.fr/sitecompagnon

Clé d’accès : 2015ST1508

WebSite compagnon

TP n°8.3

© Educagri éditions, 2015

2

Section 8 • Variation temporelle des communautés

Objectifs– Caractériser la dynamique de végétation au cours du temps au sein d’un paysage

méditerranéen.– Identifier les facteurs naturels et/ou anthropiques à l’origine de cette dynamique.– Établir le lien entre dynamique de végétation et évolution des populations d’oiseaux.– Utiliser un logiciel d’analyse d’image afin d’en extraire des données chiffrées

exploitables.

TypeLaboratoire

Durée2 heures

Période propice à la manipulationToute l’année

Documents disponibles sur le site compagnon– Version en couleur du TP n°8.3– Tableur « Évolution de la flore et de la faune par analyse diachronique »– Cartes de végétation et des usages de la combe de Fambetou

Matériel

. Logiciel Mesurim

. Cartes de végétation du Mas Rigaud (Pic Saint-Loup ; Hérault) en 1946 et 2002

. Ordinateur et connexion internet : site www.geoportail.gouv.fr

Protocole

Les cartes en annexe illustrent l’occupation des sols dans la combe de Fambetou (région du Pic Saint-Loup, Hérault) en 1946 et en 2002 mais les légendes ont été délibérément omises (modifiées d’après : http://avimed.cefe.cnrs.fr/vegetation.htm).

1/Aller sur le site www.geoportail.gouv.fr/accueila/ Rechercher le lieu suivant : Mas Rigaud, 34 270.b/ Faire apparaître les routes principales sur la vue aérienne en cliquant sur l’icône « routes » à gauche de l’écran.


TP n° 8.3 - Étude de l’évolution d’un paysage par analyse diachronique de cartes de végétation 3

c/ Repérer alors les limites de la zone d’étude pour laquelle ont été réalisées les cartes de végétation.

d/ Déterminer la superficie de la zone d’étude en procédant ainsi :– cliquer sur l’icône « règle » (mesurer) à droite de l’écran ;– cliquer sur « calcul de surface » ;– placer le curseur sur un des quatre angles virtuels de la zone d’étude puis

cliquer ;– placer le curseur sur le 2e angle virtuel de la zone d’étude puis cliquer ;– procéder le la même façon pour les deux autres angles puis double-cliquer ;– lire en haut à gauche la superficie obtenue.

e/ En zoomant sur la vue aérienne, déterminer à quelle catégorie d’occupation des sols correspondent les différentes couleurs des cartes de végétation parmi les catégories suivantes : habitations, cultures, végétation basse (pelouse, garrigue), végétation haute (forêt). Compléter alors la colonne « catégories d’occupation des sols » du tableau 1, page 6.

2/ Au sein du logiciel Mesurim, ouvrir les deux images « 1946 végétation combe de Fambetou » et « 2002 végétations combe de Fambetou » après les avoir scannées ou téléchargées sur le site compagnon

Figure 1 : Carte de végétation et des usages de la combe de Fambetou en 1946

☛ Les deux figures suivantes sont disponibles sur le site compagnon

http://editions.educagri.fr/sitecompagnon


WebSite compagnon


4


Figure 2 : Carte de végétation et des usages de la combe de Fambetou en 2002

a/ Pour chaque image, déterminer le pourcentage de la superficie correspondant à chaque catégorie d’occupation du sol en procédant de la façon suivante :– choisir « image » dans le menu puis « délimiter des zones » (cf. figure 3) ;

Figure 3 : Délimiter des zones



– un encadré « choix des paramètres de sélection » s’ouvre alors. Cocher l’option « étendre la classification à tous les pixels » et laisser cet encadré ouvert – ne pas cliquer sur OK tout de suite – (cf. figure 4) ;

Figure 4 : Choix des paramètres de sélection

– cliquer sur l’icône « crayon » en haut de l’écran et choisir une épaisseur assez importante (cf. figure 5) ;

Figure 5 : Choix de l’outil crayon et de l’épaisseur

– double-cliquer sur l’icône « couleur », choisir une couleur rouge (cf. figure 6) ; cliquer sur OK puis cliquer une seule fois sur une région rouge de la carte ;


6


Figure 6 : Choix de la couleur

– de la même façon que précédemment choisir une couleur orange puis cliquer une seule fois sur une région orange de la carte ;

– c hoisir une couleur vert foncé puis cliquer une seule fois sur les deux verts les plus foncés de la carte ;

– choisir une couleur vert clair et cliquer sur les trois dernières couleurs les plus claires de la carte ;

– dans l’encadré « choix des paramètres de sélection », cliquer sur OK ;– lire alors les pourcentages occupés par chaque catégorie de couleur.

b/ Compléter le tableau 1 ci-après.

Tableau 1 : Comparaison de l’occupation des sols entre 1946 et 2002

LégendesCatégories d’occupation

des sols% de la zone d’étude

1946 2002



Exploitation des données

➀ À partir des données obtenues, réaliser un histogramme empilé 100 % afin de rendre compte de l’évolution de l’occupation des sols entre 1946 et 2002. Analyser cet histogramme.

➁ À l’aide de la superficie totale de la zone d’étude calculée précédemment, déter-miner les superficies réelles couvertes par la forêt en 1946 et 2002. En déduire la vitesse de progression de la forêt en m2/an. Calculer le temps théorique nécessaire au recouvrement total de la surface.

➂ À partir de vos connaissances sur la biologie ou l’écologie des plantes et sur les usages passés des territoires, formuler des hypothèses pour expliquer les résultats obtenus.

➃ Observer le tableau 2 ci-après.À partir de quelques recherches sur la biologie de ces espèces d’oiseaux et de la réponse à la question 1, expliquer l’évolution de l’effectif des populations d’oiseaux entre 1978 et 2003.

Tableau 2 : Nombre de stations où chaque espèce d’oiseaux a été contactée dans la région du Pic Saint-Loup en 1978 et en 2003 (Sirami, 2006)

EspècesAnnée

1978 2003

Bruant ortolan 14 1

Bruant zizi 24 21

Fauvette pitchou 20 8

Grimpereau des jardins 2 11

Pie bavarde 6 7

Pigeon ramier 1 14

Pie-grièche à tête rousse 12 2

Roitelet triple bandeau 1 16

Rouge-gorge 13 12

Verdier 23 3

☛ Télécharger le tableur « Évolution de la flore et de la faune par analyse diachronique » (feuille « Tableau vierge ») sur le site compagnon : http://editions.educagri.fr/sitecompagnon


WebSite compagnon


8


Exemple de résultat

1. À partir du tableau 3 et de la figure 7 (cf. ci-après), on constate une nette pro-gression de la végétation haute (forêt) entre 1946 et 2002. Alors qu’elle n’occupait que 22 % de la surface d’étude en 1946, elle représente plus de 74 % de la surface en 2002. Cette progression a été réalisée aux dépens de la végétation basse (pe-louse et garrigue) qui a chuté de 66 % à 10 % au cours de cette période. La surface occupée par les habitations et les cultures a augmenté de façon minime au cours de cette période. On assiste donc à une fermeture du milieu c’est-à-dire à une régres-sion des milieux ouverts au profit des milieux arborés.

Tableau 3 : Résultats de la comparaison de l’occupation des sols entre 1946 et 2002

Légendes Catégories d’occupation des sols% de la zone d’étude

1946 2002

Habitations 0.4 1.2

Cultures 11.5 14.6

Végétation basse (pelouse, garrigue) 66 10.1

Végétation haute (forêt) 22.1 74.1

2. La superficie totale de la zone d’étude déterminée à partir du site Géoportail est d’environ 4,4 km2.La surface recouverte de forêt était de 0,97 km2 en 1946 et de 3,3 km2 en 2002. Elle a donc augmenté de 2,33 km2 en 56 ans.La vitesse de progression de la forêt est donc de 0,042 km²/an soit 42 000 m2/an. Au bout d’un peu plus d’un siècle, la forêt aura recouvert la totalité de la surface d‘étude.

3. Un milieu naturel initialement caractérisé par une flore et une faune particulière, évolue au cours du temps : de nouvelles espèces s’installent et concurrencent la croissance des espèces antérieures. La biodiversité est modifiée.

☛ Télécharger le tableur «Évolution de la flore et de la faune par analyse diachronique » (feuille « exemple de résultats »)

WebSite compagnon

© Educagri éditions, 2015© Educagri éditions, 2015© Educagri éditions, 2015


Figure 7 : Évolution de l’occupation des sols dans la combe de Fambetou (Hérault) entre 1946 et 2002

On appelle succession écologique la série de changements progressifs qui conduisent au remplacement d’une communauté végétale et animale par une autre. Ainsi au sein du milieu ouvert « pelouse ou garrigue » s’installent des espèces caractéristiques de milieu arboré favorisant la fermeture du milieu. L’abandon du pastoralisme et des coupes de bois à partir du début du XXe siècle a contribué à cette fermeture de milieu. En effet un milieu pâturé est un milieu continuellement perturbé : seules les espèces de milieu ouvert peuvent y perdurer. En cessant ces activités agricoles, on contribue à l’installation des espèces de milieux adaptés aux milieux arborés et donc à la fermeture du milieu.

4. Entre 1978 et 2003, on constate une augmentation du nombre de stations où les espèces de milieu fermé ont été contactées (grimpereau des jardins, pigeon ramier, roitelet triple bandeaux). A contrario, le nombre de stations où les espèces inféodées aux milieux ouverts (bruant ortolan, fauvette pitchou, pie-grièche à tête rousse, verdier) ont été contactées est en nette diminution. D’autres espèces, plus généralistes, telles que la pie bavarde, le rouge-gorge ou le bruant zizi, n’ont pas été affectées. Étant donné la fermeture des milieux constatée dans la question 1, on peut expliquer l’évolution de ces populations d’oiseaux par le fait que les espèces

70

60

80

90

100

50

40

30

20

10

0

pourcentage de la surface occupée

1946 2002

végétation haute (forêt)

végétation basse (pelouse, garrigue)

cultures

habitations

© Educagri éditions, 2015© Educagri éditions, 2015

10


de milieu ouvert sont moins bien adaptées aux milieux arborés (survie et reproduc-tion moindres). Les populations de ces espèces ne peuvent donc pas se maintenir et sont en régression dans cette région. En revanche, la fermeture des milieux favorise la croissance des populations inféodées aux milieux forestiers. Ainsi, peu à peu, les espèces aviaires de milieux ouverts déclinent au profit des espèces de milieux fermées. La biodiversité en oiseaux est donc affectée par la fermeture des milieux (cf. TP n° 8.2. pour une autre approche du lien entre succession végétale et communauté aviaire).

Pour aller plus loin

Les résultats de cette étude entraînent un questionnement sur la nécessité de maintenir une mosaïque de milieux interconnectés par des corridors. Il est donc possible, à partir des cartes de végétation, d’analyser le paysage dans sa dimension écologique (déterminer la matrice, les tâches, les corridors) et d’identifier les modi-fications de ses différentes composantes au cours du temps.

Bibliographie / sitographie

ColleCtif des garrigues, Atlas des garrigues - regards croisés, Écologistes de l’Euzière, 2013.

sirami C., Abandon des terres et avifaune : dynamiques spatiales et temporelles d’un pay-sage méditerranéen, thèse de doctorat en biologie des populations et écologie, École nationale agronomique de Montpellier, 2006

http://avimed.cefe.cnrs.fr/vegetation.htm (article Pic Saint-Loup : exemple des consé-quences de la déprise pastorale en garrigue ? – Évolution de la végétation)

www.geoportail.gouv.fr/accueil (le portail des territoires et des citoyens)
