Techniques d'étude écologique
Cours · SVT (Tronc Commun Sciences, Maroc), chapitre 11 · Maroc, Tronc Commun Sciences · le début du chapitre, la suite sur Adloun
L'écologie est la science qui étudie les relations des êtres vivants entre eux et avec leur milieu de vie. Pour comprendre un milieu naturel — une forêt, une prairie, une mare — le chercheur doit se rendre sur le terrain, observer, mesurer et recenser les êtres vivants ainsi que les conditions physiques et chimiques qui les entourent. Mais il est impossible d'étudier la totalité d'un milieu : on utilise donc des techniques d'échantillonnage rigoureuses qui permettent, à partir de portions limitées, de décrire l'ensemble du milieu. Ce chapitre présente les notions de base de l'écologie, les facteurs écologiques et les principales méthodes d'étude sur le terrain : le quadrat, le transect et la courbe d'aire.
11.1 L'écologie et ses notions de base
Un écosystème est l'ensemble formé par un milieu de vie et les êtres vivants qui l'habitent, en interaction permanente. Il se compose de deux parties indissociables :
- le biotope : le milieu physique et chimique (sol, eau, air, lumière, température…) ;
- la biocénose : l'ensemble des êtres vivants (végétaux, animaux, micro-organismes) qui peuplent ce biotope.
On peut résumer cette relation par l'expression :
- Population : ensemble des individus d'une même espèce vivant dans un même milieu à un moment donné (ex. : la population de chênes-lièges d'une forêt).
- Habitat : le lieu précis où vit une espèce, offrant les conditions nécessaires à sa vie (ex. : le tronc des arbres pour les lichens).
- Niche écologique : l'ensemble des conditions et du rôle d'une espèce dans l'écosystème (sa place, son régime alimentaire, son activité) ; c'est en quelque sorte le « métier » de l'espèce.
Dans une forêt de chêne vert : le biotope comprend le sol calcaire, le climat méditerranéen et la lumière ; la biocénose comprend les chênes, les arbustes, les insectes, les oiseaux et les champignons. Chaque espèce y occupe une niche écologique particulière.
11.2 Les facteurs écologiques
Un facteur écologique est tout élément du milieu capable d'agir sur les êtres vivants, au moins pendant une partie de leur vie. On distingue deux grandes catégories.
Propriété : Les deux types de facteurs
- Les facteurs abiotiques : facteurs liés au milieu physico-chimique (non vivant).
- facteurs climatiques : température, lumière, humidité, précipitations, vent ;
- facteurs édaphiques (du sol) : nature, texture, pH, teneur en eau et en sels minéraux ;
- facteurs topographiques : altitude, pente, exposition.
- Les facteurs biotiques : facteurs liés aux êtres vivants et à leurs interactions (compétition, prédation, parasitisme, coopération, action de l'Homme).
Les facteurs écologiques agissent ensemble et de façon dépendante : la répartition d'une espèce résulte de la combinaison de tous ces facteurs, et non d'un seul.
11.3 L'échantillonnage
L'échantillonnage est une technique qui consiste à étudier des portions limitées et bien choisies d'un milieu (les échantillons) afin d'en déduire les caractéristiques de l'ensemble du milieu, sans avoir à l'étudier en totalité.
Pour que les résultats soient fiables, l'échantillonnage doit respecter quelques règles :
- les échantillons doivent être représentatifs du milieu (choix au hasard ou réparti) ;
- ils doivent être suffisamment nombreux ;
- ils doivent avoir une taille adaptée au milieu étudié.
11.4 Le quadrat : étude de la flore
Le quadrat est un cadre (souvent carré) de surface connue, posé sur le sol, à l'intérieur duquel on recense et on mesure les végétaux présents. C'est l'outil de base pour l'étude de la flore (la végétation).
Méthode : Protocole d'échantillonnage par quadrats
On place plusieurs quadrats au hasard dans le milieu. Dans chacun, on note pour chaque espèce végétale : sa présence, le nombre d'individus et la surface qu'elle couvre. La répétition de l'opération sur plusieurs quadrats permet d'obtenir des résultats fiables.
À partir des relevés effectués dans les quadrats, on calcule trois grandeurs essentielles.
- L'abondance (ou densité) : le nombre d'individus d'une espèce par unité de surface.
- La fréquence : le pourcentage de quadrats dans lesquels l'espèce est présente.
- Le recouvrement : le pourcentage de la surface du sol recouverte par l'espèce (projection verticale de ses parties aériennes).
Sur 10 quadrats, une espèce de graminée est présente dans 8 quadrats : sa fréquence est de . Si elle couvre en moyenne un quart de la surface, son recouvrement est d'environ .
11.5 Le transect
Le transect est une ligne (ou une bande étroite) tracée à travers le milieu, le long de laquelle on relève les espèces et les conditions du milieu. Il est particulièrement utile lorsque le milieu présente un gradient, c'est-à-dire une variation progressive d'un facteur écologique (altitude, humidité, distance à l'eau…).
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