Méthodes d'analyse des données écologiques et biogéographiques11/05/03 - © M. Dufrêne |
Les facteurs écologiques disponibles en Belgique ont été encodés en absence/présence par carré U.T.M.
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Une analyse factorielle des correspondances montre un important gradient sous-jacent dans le jeu de données qui se traduit par un extraordinaire effet d'arche. Ce gradient est bien expliqué par l'altitude.
Le groupement des carrés U.T.M. par la méthode k-means produit des aires homogènes qui sont aussi hiérarchiques. Ce qui indique une forte structure régionale dans le jeu de données écologiques.
Animation
Comme des groupes homogènes peuvent aussi être créés sur un gradient continu par l'algorithme de groupement, la pertinence des frontières entre les régions est testée. En général, les frontières produites par la méthode de groupement k-means correspondent à des zones de transition entre carrés U.T.M. Elles peuvent donc être considérées comme de véritables frontières géographiques.
Référence : Dufrêne, M. & Legendre, P., 1991. Geographic structure and potential ecological factors in Belgium. Journal of Biogeography, 18 : 257-266.
Une analyse similaire à la précédente a été réalisée sur un jeu de données de distribution des Coléoptères Carabides en Belgique. L'échantillonnage est loin d'être exhaustif mais ce jeu de données représentait le premier jeu de données accessibles pour réaliser ce type d'approche. La recherche de régions biogéographiques homogènes montre une certaine similarité avec la partition écogéographique présentée ci-dessous. La Belgique se subdivise en deux, sur l'axe sambro-mosan, puis c'est l'originalité faunistique de la Campine qui explique sa mise en évidence au niveau trois groupes.
Méthode de travail :
Résultats :
Vu la faible qualité de l'échantillonnage, on a du mettre en oeuvre une méthode de groupement avec contrainte de contiguïté géographique pour identifier les tendances régionales. La contrainte implique que seuls des carrés contigus par les côtés et les coins peuvent être placés dans le même groupe. Deux exceptions ont été toutefois prévues de manière à permettre à des carrés appartenant manifestement aux mêmes ensembles de se grouper, même si le tracé de la frontière belge les isole. Trois carrés côtiers situés près d'Anvers seraient en effet isolés des autres alors que la continuité géographique existe mais aux Pays-Bas. De même, la région de la Lorraine belge présente une continuité avec la région condruzienne, mais en France, au nord-est du Bassin parisien.
Référence : Dufrêne, M., 1992. Thèse de doctorat.
La même approche a été développée pour les Oiseaux en Belgique, sur base des données de l'Atlas des Oiseaux nicheurs (Devillers et al., 1988). L'échantillonnage est de bien meilleure qualité et la recherche de zones géographiquement homogènes ne nécessite pas des contraintes de contiguïté géographique. 173 espèces ont été recensées dans 455 planches IGN au 1/10.000ème. Le nombre moyen d'espèces par planche est de 66,6 avec un écart-type de 17,0.
Le groupement présente encore une première structure qui coupe la Belgique en deux, toujours sur l'axe sambro-mosan. Les partitions suivantes identifient une région maritime et la Campine. Ensuite, c'est le sud du pays qui se divise en deux parties, l'une opposant l'Ardenne au Condroz et à une partie de la Lorraine belge. Le niveau suivant 6 oppose une zone à dominance de culture (en jaune) à une zone moins caractérisée (rurale). Le niveau 7 groupes identifie un lot de carrés frontaliers (en bordeau), extrêmement pauvre en espèces, et où la partie belge est dominée par les plantations de résineux.
Méthode de travail :
Référence : Vansteenwegen, Ch., Dufrene, M. & Alexandre, B., 1995. Un autre regard sur les atlas de France et de Belgique. AVES, 31 : 189-190.
L'analyse a été complétée par une recherche des espèces indicatrices des différents niveaux de la partition biogéographique (niveaux 1 à 3 et 4 à 7). L'analyse repose sur le calcul d'un indice (IndVal) mesurant le caractère indicateur de l'espèce pour les différents niveaux du groupement (histogramme). La valeur la plus haute indique le niveau de groupement pour lequel l'espèce est la plus indicatrice. En fait, très peu d'espèces d'oiseaux sont réellement typiques d'une région puisque la plupart sont largement répandues en Belgique (comme le merle noir). La buse variable est l'espèce la plus typique de la région du sud du pays alors que le Courlis cendré est l'espèce caractéristique de la Campine.
L'analyse des données de l'Atlas de répartition de la Flore est en cours. Les premiers résultats, qui doivent être encore confirmés, sont toutefois surprenant car les partitions phytogéographiques observées ne correspondent pas à la structure phytogéographique traditionnelle proposée par les phytogéographes. La Belgique ne se découpe en effet pas en deux régions majeures, sur l'axe sambro-mosan. Une affinité phytogéographique très nette entre la Campine et l'Ardenne l'en empêche.
Les résultats détaillés seront discutés dès que l'analyse sera terminée.
La comparaison des différentes partitions obtenues pour les différents groupes biologiques et les facteurs écologiques montrent de nombreux points communs mais aussi des divergences :
Structure phytosociologique traditionnelle |
Analyse des facteurs écologiques |
Analyse de la distribution des Oiseaux |
Analyse de la distribution des Carabides |
Parmi les points communs, la subdivision principale reste la division de la Belgique en deux parties homogènes, le nord et le sud du sillon sambro-mosan. Ces deux régions se subdivisent ensuite rapidement, identifiant une zone maritime, la Campine, le Plateau hennuyo-hesbigno-brabançon, le Condroz, l'Ardenne et la Lorraine belge.
Il y a toutefois des points de divergences qui indiquent que les frontières séparant ces régions n'agissent pas de la même manière pour les différents groupes biologiques. En Flandre, mis à part la région maritime et la Campine, les autres divisions sont fort différentes d'un groupe biologique à l'autre et elles confirment l'absence réelle de zones de ruptures locales abruptes (pas de frontières biogéographiques nettes).
L'analyse quantitative démontre ces divergences et similarités. Elle permet aussi d'éviter de prendre en compte des structures étrangères à la variation biologique étudiée (comme des structures écogéographiques) pour définir des régions biogéographiques homogènes. Elle autorise aussi la remise en cause de la hiérarchie établie entre les régions, comme cela semble être le cas pour la flore. Elle indique aussi le caractère plus ou moins net ou flou des frontières biogéographiques qui sont identifiées.
