Calculs de la diversité des biocénoses

L’indicateur «Diversité des biocénoses» décrit l’évolution de la composition des différents groupes d’espèces au sein de certains habitats et dans les différentes régions de Suisse. Il est basé sur les relevés de présence et d’absence des espèces provenant des deux réseaux d’échantillonnage du MBD.

Un complément important au nombre d’espèces

Les données issues des relevés du MBD permettent de déterminer le nombre moyen d’espèces dans les habitats et les paysages. Mais ces données sont-elles suffisantes pour décrire de manière exhaustive la biodiversité en Suisse ? Non ! En effet, il se peut que des listes d’espèces très longues puissent être établies dans un certain type d’habitat ou dans une certaine région, mais qu’elles ne diffèrent que très peu entre les différentes surfaces d’échantillonnage. De telles biocénoses ne sont alors pas particulièrement diversifiées. L’indicateur « Diversité des biocénoses », qui compare les listes d’espèces des surfaces d’échantillonnage, tient compte de ce fait. Ainsi, on n’atteint une diversité particulièrement élevée que lorsqu’on relève un très grand nombre d’espèces pour chaque surface et que le chevauchement des listes d’espèces entre les relevés est faible.

Un exemple de calcul simple

Le nombre d’espèces est compté séparément pour chaque surface. La valeur de l’indicateur résulte de la moyenne de ces nombres d’espèces. Pour calculer la diversité des biocénoses, on compare par contre la liste des espèces (données de présence-absence) de deux surfaces d’échantillonnage. Pour ce faire, on calcule la proportion des différentes espèces à l’aide d’un indice de diversité couramment utilisé en écologie, appelé indice de Simpson.

Dans le graphique de droite, les deux cercles sont superposés, la fleur bleu clair se trouve dans l'intersection.

On applique la même procédure à toutes les combinaisons possibles de deux surfaces d’échantillonnage. La moyenne de toutes les valeurs d’indice calculées donne la valeur de l’indicateur. Une valeur de 1 représente la diversité maximale des biocénoses. Elle est atteinte – en théorie – lorsque que deux surfaces comparées n’ont aucune espèce en commun. Une valeur proche de 0 signifie que les biocénoses sont très homogènes. Le principe de calcul est simple, mais il faut effectuer beaucoup de calculs en raison des nombreuses comparaisons nécessaires.

Que se passe-t-il si la composition des espèces change au fil du temps? Deux scénarios sont présentés ci-dessous.

Dans ce scénario, une espèce rare devient plus fréquente. Dans l’exemple, l’espèce entourée en pointillés est apparue dans la surface de droite. Par rapport à l’état initial, la diversité moyenne des espèces passe de 3,5 à 4,0 espèces. Parallèlement, les biocénoses se diversifient également, l’indice de Simpson passant de 0,67 à 0,75.
Ici, une espèce commune devient plus fréquente. L’espèce entourée en pointillés migre dans la surface de droite, et est présente dans la surface de gauche comme dans l’état initial. Dans ce scénario également, la diversité moyenne des espèces passe de 3,5 à 4,0 espèces. Cependant, cela rend les biocénoses plus homogènes et l’indice de Simpson passe de 0,67 à 0,5.

Réseau d'échantillonnage habitats terrestres

Les collaborateurs de terrain relèvent les groupes d’espèces sélectionnés sur une surface circulaire de dix mètres carrés. Ils recensent les plantes vasculaires directement sur place. Ils prélèvent des échantillons de mousses et d’escargots pour les faire identifier par des laboratoires spécialisés.

Réseau d'échantillonnage paysages

Les collaborateurs de terrain recensent les plantes, les papillons diurnes et les oiseaux nicheurs sur une surface d’un kilomètre carré. En règle générale, ils suivent un trajet défini précisément le long de chemins et de routes.

Réseau d'échantillonnage cours d'eau

Les collaborateurs de terrain recensent les invertébrés aquatiques sur un tronçon de 5 à 100 mètres de long, selon la largeur du cours d’eau. Les animaux sont collectés pour être identifiés dans des laboratoires spécialisés.