2.3.1 Prédiction des richesses spécifiques et des valeurs de conservation
Le nombre d’espèces (richesse spécifique) ainsi que le nombre d’espèces menacées pondérées (valeur de conservation) ont été prédits pour les 5 groupes biologiques pris en compte dans l’étude PLOCH : les plantes aquatiques, les Gastéropodes, les Coléoptères, les Odonates et les Batraciens.
Modèles prédictifs des richesses spécifiques et des valeurs de conservation PLOCH
Les modèles prédictifs développés dans le cadre de l’étude PLOCH (PREDIR-CH, PREDIC-CH) sont de type régression (GAM). Ceux-ci ont été élaborés à partir des relations statistiques existant entre les valeurs observées sur les 80 plans d’eau répartis en Suisse (ex : richesse) et les variables explicatives locales et/ou régionales (paramètres biogéographiques, morphométriques, physico-chimiques).
Les 12 variables retenues par ces modèles sont les paramètres clés influençant la diversité biologique dans les étangs : l’altitude, la surface, la profondeur moyenne, le développement des rives, l’âge, la conductibilité, le pH, la transparence, la trophie indiquée par le P et par le N, la proportion de l’étang (fond et surface de l’eau) occupée par la végétation submergée et à feuilles flottantes.
Adaptation des modèles prédictifs PLOCH au Plateau suisse
Les outils de prédiction PLOCH développés à l’échelle de la Suisse (PREDIR-CH et PREDIC-CH) ont été adaptés au contexte du Plateau suisse. Cette étape est rendue nécessaire pour réduire l’effet de l’altitude sur le modèle et faire ainsi ressortir l’influence des autres variables. Les données ayant servi de base à l’élaboration des nouveaux modèles (PREDIR-Plateau et PREDIC-Plateau) incluent 64 étangs, tous situés à une altitude inférieure à 1000 m. 48 de ces étangs ont été étudiés dans le cadre de l’étude PLOCH, 6 autres (VD et JU) par Rimann (2001), 4 (VD et FR) par Antoine (2002) et Castella-Müller (2002), et 6 au cours de divers autres travaux effectués par le LEBA (Auderset et al. 1993, LEBA 2000, Lods-Crozet & Auderset Joye 1995).
Dix nouveaux modèles (Tableau 2-3) intègrent 4 variables supplémentaires : la proportion du bassin versant occupée par des surfaces agricoles, la présence de poissons, l’ombrage de l’étang, la proportion de forêts dans l’environnement immédiat (à 50m) de l’étang. Relevons que le pH n’est intégré dans aucun des modèles. En outre, le niveau trophique est donné ici par un seul indicateur (« trophie PNCond ») alors qu’il était indiqué par le P et le N séparés dans les modèles PLOCH.
Tableau 2-3. Variables retenues par les modèles « PLOCH » (PREDIR-CH, PREDIC-CH) et «Plateau»
(PREDIR-Plateau, PREDIC-Plateau)* prédictifs des richesses (S) ou des valeurs de conservation (C1).
Légende : - « PLOCH » : variables intégrées par les modèles PLOCH (PREDIR-CH et PREDIC-CH) - en jaune : variables intégrées par les modèles PREDIR-Plateau (S) et PREDIC-Plateau (C1) (modèle construit à partir d’une soixantaine d’étangs d’altitude < 1000m) - en rose : nouvelles variables (absentes des modèles PLOCH)
PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH PLOCH
PLOCH PLOCH végétation à feuilles flottantes pH (hiver)
physico-chimie, morphologie, biogéographie ...
BV agricole poissons ombrage étang
trophie PNC
forêts (environnement à 50 m)
trophiePNC trophiePNC trophiePNC
- * les variables retenues dans les modèles PREDIR-GE et PREDIC-GE ne sont pas présentées dans ce tableau; (ces modèles ont été réalisés avec une méthode statistique et des variables différentes)
Les modèles Plateau et PREDIC-Plateau fonctionnent de la même manière que les modèles PREDIR-CH et PREDIC-PREDIR-CH déjà présentés par Oertli et al. (2000) ; une sortie imprimable est présentée ici à titre d’exemple (Annexe 1 et Annexe 2).
Approche exploratoire pour l’élaboration d’un modèle prédictif de la richesse floristique (S) des étangs adapté à Genève (PREDIR-GE)
Dans une approche exploratoire, un modèle de prédiction des richesses floristiques adapté au Canton de Genève, dénommé « PREDIR-GE » a été développé. L’application GRASP de S-plus (Lehmann et al., 1999) a permis la mise au point d’un tel modèle par l’intermédiaire de la mise en relation des données floristiques de 86 étangs du Canton de Genève acquises en 2001 (Bedeaux, 2001) avec les variables relevées au cours de cette étude (cf. chapitre 2.2).
Les variables intégrées par ce modèle sont la surface du plan d’eau et la transparence de l’eau (facteurs positifs) ainsi que l’ombrage et la profondeur moyenne (facteurs négatifs).
Notons que ce modèle est loin d’être parfait, entre autres car il n’intègre pas deux des variables qui sont apparues essentielles pour expliquer la richesse floristique propre au Canton : le contexte (urbain ou naturel) et
l’introduction d’espèces (voir Bedeaux, 2001). Toutefois, ce modèle mathématique est mieux adapté au Canton qu’un modèle suisse ou spécifique au Plateau.
Approche exploratoire pour l’élaboration d’un modèle prédictif de la valeur de conservation C1 des étangs adapté à Genève (PREDIC-GE)
Dans une approche exploratoire, Bedeaux (2001) a développé un modèle de prédiction des valeurs de conservation C1 adapté au Canton de Genève, dénommé « PREDIC-GE ». Les régressions de type STEPWISE ont permis la mise au point d’un tel modèle au travers de la mise en relation des données floristiques (C1) de 86 étangs du Canton de Genève avec une vingtaines de variables.
Les variables intégrées par ce modèle sont : l’ombrage de l’étang et la présence de prairies dans l’environnement immédiat (facteurs négatifs).
Notons là aussi que le modèle est loin d’être parfait, car il serait nécessaire de distinguer deux groupes d’étangs, urbains et non-urbains, pour réaliser un modèle spécifique adapté à ces deux contextes (voir Bedeaux, 2001). Toutefois, ce modèle mathématique est déjà mieux adapté au Canton qu’un modèle suisse ou spécifique au Plateau.
2.3.2 Prédiction de la composition des peuplements d’Odonates (PrOdo)
La prédiction de la composition des peuplements d’Odonates des 132 étangs du Canton de Genève est réalisée avec l’application « PrOdo » développée sous EXCEL. La version PrOdo 1.1 a été présentée dans Oertli et al.
(2000). Une nouvelle version, PrOdo 1.2, présente des améliorations, avec notamment l’addition de nouvelles données concernant les préférences écologiques des espèces. C’est cette version 1.2 (cf. CD ci-joint) qui a été utilisée ici pour les prédictions de la composition des peuplements d’Odonates. Le pool d’espèces potentiellement présentes dans les étangs du Canton comprend 57 espèces (Figure 2-1), 46 si l’on écarte les espèces très rares en Suisse et dont la présence dans le Canton est peu probable. L’outil « PrOdo » réalise pour chaque plan d’eau une
« filtration » du pool d’espèces de Genève (Figure 2-1), produisant une liste de colons potentiels. La sélection des espèces est réalisée au travers d’une série de filtres correspondant à divers traits écologiques (réactions à la température, au courant, à la pression exercée par les poissons, au pH, au niveau trophique, à la taille du plan d’eau, à l’ombrage, à la profondeur, à l’âge, à la permanence de l’eau).
Précisons que la liste de colons potentiels est généralement beaucoup plus longue que la capacité d’accueil d’un seul étang qui, bien entendu, ne présente ni la surface ni la diversité d’habitats nécessaires à la colonisation par toutes les espèces. Pour choisir dans cette liste de colons potentiels les espèces probablement présentes, la liste est ordonnée selon la probabilité de présence des espèces. De plus, le nombre d’espèces prédit par
« PREDIR » permet de déterminer le nombre « minimum » pouvant être observé dans l’étang donné. Ce nombre (correspondant à 2 campagnes standardisées) correspond à environ à 60% du nombre d’espèces réellement observables.
Pool GE potentiel Pool GE probable
Liste des colons potentiels
Outil de prédiction « Prodo »
CH CH,
Figure 2-1. Procédure générale permettant de déterminer la liste de colons potentiels d’un étang.
A titre d’exemple, une sortie graphique de l’application XLS « PrOdo » est présentée dans l’Annexe 3.