Marco BarandúnAgroscope et Université de Zurich, discute de son article : Mise à l’échelle de la richesse spécifique : lorsque les enquêtes sur la végétation ne correspondent pas à la superficie de la parcelle
Que pouvez-vous faire lorsque votre ensemble de données contient des études de végétation avec des parcelles de la taille d’une boîte à chaussures et des parcelles de la taille d’un salon ? C’est exactement la situation dans laquelle je me trouvais au début de mon doctorat. J’ai effectué des enquêtes sur les prairies historiques et contemporaines : certaines sur 0,09 m², d’autres sur 25 à 28 m² et d’autres sur 100 m².
Comparer la richesse en espèces ou les valeurs des indicateurs écologiques sur des parcelles aussi différentes n’est pas simple, mais c’est aussi un problème courant : les ensembles de données historiques suivent souvent des traditions d’échantillonnage différentes, et les synthèses multi-études ont du mal à intégrer des enquêtes conçues à l’origine avec des objectifs différents. De plus, les valeurs des indicateurs écologiques – dérivées des préférences environnementales des espèces végétales – nous aident à déduire les conditions du site telles que la lumière, l’humidité ou les niveaux de nutriments. Cependant, lorsque les superficies des parcelles diffèrent, la richesse et ces résumés basés sur des indicateurs peuvent changer simplement parce que les enquêtes capturent différentes quantités d’hétérogénéité des microhabitats.
Pour résoudre ce problème, nous avons évalué la meilleure façon d’harmoniser la richesse en espèces dans les enquêtes sur différentes zones de parcelles et testé la manière dont les valeurs des indicateurs écologiques réagissent à la variation de la superficie des parcelles. Même si de modestes différences de superficie ne peuvent pas complètement faire dérailler une analyse, des questions importantes demeurent : comment comparer de manière fiable les enquêtes réalisées sur des parcelles de différentes tailles ? Quelle peut être l’ampleur de ces différences avant que les comparaisons ne s’effondrent ? Et quel niveau d’erreur les différences de superficie des parcelles introduisent-elles dans nos analyses ?
Nous nous sommes concentrés sur la richesse en espèces et les valeurs des indicateurs écologiques, car ces mesures capturent des aspects fondamentaux de la structure de la végétation et des conditions du site et, surtout, elles peuvent être calculées à partir de pratiquement n’importe quelle liste complète d’espèces, même pour des études historiques manquant potentiellement de coordonnées, de dates précises ou de métadonnées détaillées.
Pour répondre à la problématique des différentes superficies des parcelles, nous avons d’abord testé différentes manières d’harmoniser la richesse spécifique. Nous avons comparé la relation classique espèce-superficie – une approche simple, ancrée dans la théorie et avec une longue tradition écologique – avec des modèles forestiers aléatoires, qui offrent une plus grande flexibilité et peuvent fournir un ajustement plus étroit, mais nécessitent beaucoup plus d’observations et ont tendance à être surajustés à de petites échelles spatiales. Malgré sa simplicité, la relation espèce-superficie a remarquablement bien fonctionné pour mettre à l’échelle la richesse spécifique, surpassant les approches plus complexes lorsque la taille des parcelles ne différait que modérément, tandis que les modèles forestiers aléatoires fonctionnaient mieux lorsque les différences de superficie devenaient très importantes. Étonnamment, un seul paramètre d’échelle constante dans la relation espèce-zone a atteint presque la même précision que les modèles dans lesquels le paramètre était prédit séparément pour chaque étude.
Deuxièmement, nous avons examiné si les valeurs des indicateurs écologiques changeaient systématiquement avec la superficie de la parcelle. Ce n’est pas le cas : les valeurs moyennes des indicateurs écologiques se sont révélées remarquablement robustes, ne montrant pratiquement aucun effet de la superficie sur toute la gamme de tailles de parcelles utilisées dans les enquêtes sur la végétation des prairies.
Pris ensemble, ces résultats montrent que même les enquêtes de végétation menées sur différentes zones de parcelles peuvent être rendues comparables avec de simples ajustements. La richesse spécifique peut être harmonisée à l’aide de la relation espèce-superficie et d’une constante, tandis que les valeurs des indicateurs écologiques semblent remarquablement stables d’une parcelle à l’autre. Cela ouvre la porte à la réutilisation d’enquêtes historiques, à l’intégration d’ensembles de données dans toutes les régions et à la réalisation de synthèses qui étaient auparavant très difficiles en raison des différences de superficie des parcelles entre les enquêtes.