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Une prairie riche en espèces végétales illustre une forte diversité floristique locale.

La diversité floristique désigne la variété des taxons végétaux présents dans un territoire, un habitat ou une communauté végétale. Elle est généralement évaluée à partir du nombre d’espèces, de leur identité, de leurs abondances relatives et de leur répartition dans l’espace.

Elle constitue une composante de la biodiversité appliquée à la flore. Dans son sens écologique le plus courant, elle concerne principalement la diversité entre les espèces végétales et la composition des communautés. Elle ne doit pas être confondue avec la seule richesse spécifique, qui correspond au nombre d’espèces recensées, ni avec la diversité génétique existant au sein de chacune de ces espèces.

Le périmètre taxonomique étudié dépend des objectifs de l’inventaire : une étude peut porter sur l’ensemble des plantes d’un territoire, sur les seules plantes vasculaires, ou sur un groupe particulier comme les arbres, les plantes herbacées ou les bryophytes.

Notion et composantes

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La Convention sur la diversité biologique distingue la diversité au sein des espèces, entre les espèces et entre les écosystèmes[1]. La diversité floristique se rapporte principalement à la composante spécifique de la biodiversité végétale, mais elle peut être complétée par l’étude des caractères fonctionnels ou des relations évolutives entre les espèces.

Elle comprend notamment :

  • la richesse floristique, c’est-à-dire le nombre de taxons présents ;
  • la composition floristique, qui correspond à l’identité des espèces constituant la flore ou la communauté ;
  • l’abondance relative ou le recouvrement de chaque espèce ;
  • l’équitabilité, qui indique si les individus ou le recouvrement sont répartis de manière équilibrée entre les espèces ;
  • la présence d’espèces rares, endémiques, caractéristiques, menacées ou dominantes.

Deux communautés peuvent ainsi posséder la même richesse spécifique tout en présentant une diversité floristique différente : l’une peut être dominée par une seule espèce, tandis que les espèces de l’autre sont réparties plus équitablement.

La diversité floristique ne décrit pas à elle seule la structure de la végétation. Celle-ci prend également en compte l’organisation spatiale des plantes, leur hauteur, leur stratification, leur densité et leur physionomie.

Échelles spatiales

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La diversité floristique varie selon l’échelle d’observation. La distinction entre diversités alpha, bêta et gamma, formalisée notamment par l’écologue Robert Harding Whittaker, permet d’en décrire les principales dimensions[2] :

  • la diversité alpha correspond à la diversité observée localement dans une station, une placette ou un habitat ;
  • la diversité bêta mesure les différences de composition ou le remplacement des espèces entre plusieurs stations ;
  • la diversité gamma désigne la diversité totale observée à l’échelle d’un paysage ou d’une région.

La diversité bêta permet notamment de déterminer si différents habitats abritent des flores semblables ou, au contraire, des assemblages d’espèces distincts.

Méthodes d’étude

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Inventaires floristiques

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L’évaluation de la diversité floristique repose généralement sur des inventaires floristiques. Les observations peuvent être réalisées dans des placettes, le long de transects ou à l’échelle de stations préalablement délimitées.

Pour chaque taxon, les chercheurs peuvent enregistrer :

  • la présence ou l’absence ;
  • le nombre d’individus ;
  • la fréquence d’observation ;
  • la densité ;
  • la surface occupée ou le pourcentage de recouvrement ;
  • la strate de végétation à laquelle il appartient.

La méthode d’échantillonnage, la surface inventoriée, la saison et l’intensité des prospections influencent fortement le nombre d’espèces détectées. La comparaison de plusieurs sites nécessite donc un effort d’échantillonnage comparable[3].

Les courbes d’accumulation d’espèces et les méthodes de raréfaction sont utilisées pour comparer des inventaires dont les tailles d’échantillon diffèrent et pour estimer la part de la diversité qui n’a pas été observée[4].

Indices de diversité

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La richesse spécifique, généralement notée , est la mesure la plus simple. Elle ne tient cependant pas compte des différences d’abondance entre les espèces.

L’indice de Shannon combine la richesse et les abondances relatives :

où représente la proportion de l’espèce dans l’échantillon.

L’indice de Simpson accorde davantage de poids aux espèces les plus abondantes. Sa forme dite de Gini-Simpson peut s’écrire :

et représente la probabilité que deux observations choisies au hasard appartiennent à des espèces différentes[5].

L’équitabilité de Pielou mesure la régularité de la répartition des abondances :

Sa valeur se rapproche de 1 lorsque les espèces présentent des abondances comparables[6].

L’interprétation de ces indices dépend de leurs propriétés mathématiques et du poids qu’ils accordent aux espèces rares ou dominantes. Le recours aux nombres de Hill permet d’exprimer plusieurs indices sous la forme d’un nombre effectif d’espèces[7].

Diversités taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique

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La diversité floristique est le plus souvent mesurée à partir de l’identité taxonomique des espèces. Cette approche peut être complétée par d’autres dimensions de la diversité végétale.

La diversité fonctionnelle tient compte des caractères influençant le fonctionnement des plantes et des écosystèmes, tels que la hauteur, la masse des graines, la surface foliaire, le type biologique ou le mode de dispersion. Une communauté composée d’espèces aux caractères très différents peut ainsi présenter une diversité fonctionnelle élevée, même lorsque sa richesse spécifique est modérée.

La diversité phylogénétique mesure la quantité d’histoire évolutive représentée par les espèces d’une communauté, notamment à partir des longueurs de branches d’un arbre phylogénétique[8].

Ces différentes dimensions sont complémentaires : une forte richesse floristique n’implique pas nécessairement une forte diversité fonctionnelle ou phylogénétique.

Facteurs de variation

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La diversité floristique résulte de l’action conjointe de facteurs écologiques, biogéographiques et historiques. Elle peut notamment être influencée par :

  • le climat, notamment la température et les précipitations ;
  • la disponibilité en eau, en lumière et en nutriments ;
  • la nature, le pH et la profondeur du sol ;
  • l’altitude, la pente et l’exposition ;
  • la superficie et l’hétérogénéité des habitats ;
  • les interactions entre espèces ;
  • les régimes de perturbation, comme les incendies, les inondations ou le pâturage ;
  • l’histoire de l’utilisation des terres et la succession écologique.

Les relations entre richesse végétale et conditions environnementales ne suivent pas un modèle unique. Elles dépendent de l’échelle étudiée, de la longueur des gradients environnementaux, des ressources considérées et des formes biologiques présentes[9].

Certaines perturbations modérées peuvent maintenir une mosaïque d’habitats et favoriser la coexistence des espèces. À l’inverse, des perturbations trop fréquentes ou trop intenses peuvent entraîner la disparition des espèces les moins tolérantes et la domination de quelques taxons adaptés.

Rôle écologique et conservation

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La diversité végétale contribue à plusieurs processus écologiques, notamment la production de biomasse, l’utilisation des ressources, le recyclage des nutriments et la stabilité de certaines fonctions des écosystèmes. Les effets observés varient toutefois selon les milieux, les espèces présentes et les fonctions étudiées[10].

L’étude de la diversité floristique permet également :

  • d’identifier les habitats présentant un intérêt patrimonial ;
  • de suivre l’évolution des communautés végétales ;
  • d’évaluer les effets de la gestion ou de la restauration écologique ;
  • de repérer les phénomènes d’homogénéisation floristique ;
  • de définir des priorités de conservation.

Les principaux facteurs mondiaux d’érosion de la biodiversité sont les changements d’utilisation des terres et des milieux marins, l’exploitation directe des organismes, le changement climatique, la pollution et les espèces exotiques envahissantes[11]. Ces pressions peuvent réduire la richesse locale, modifier les abondances relatives ou remplacer les espèces indigènes par des espèces généralistes ou introduites.

La conservation de la diversité floristique repose sur la protection et la restauration des habitats, le maintien de leur connectivité, la gestion durable des ressources, le contrôle des espèces envahissantes et le suivi à long terme des populations végétales. Elle peut être réalisée in situ, dans les habitats naturels, ou ex situ, notamment dans les jardins botaniques et les banques de semences.

Voir aussi

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Notes et références

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  1. ↑ (en) « Article 2. Use of Terms », sur Convention on Biological Diversity (consulté le ).
  2. ↑ (en) Robert H. Whittaker, « Evolution and Measurement of Species Diversity », Taxon, vol. 21, nos 2-3,‎ , p. 213-251 (DOI 10.2307/1218190).
  3. ↑ (en) Nicholas J. Gotelli et Robert K. Colwell, « Quantifying biodiversity: procedures and pitfalls in the measurement and comparison of species richness », Ecology Letters, vol. 4, no 4,‎ , p. 379-391 (DOI 10.1046/j.1461-0248.2001.00230.x).
  4. ↑ (en) Anne Chao, Nicholas J. Gotelli, T. C. Hsieh, Elizabeth L. Sander, K. H. Ma, Robert K. Colwell et Aaron M. Ellison, « Rarefaction and extrapolation with Hill numbers: a framework for sampling and estimation in species diversity studies », Ecological Monographs, vol. 84, no 1,‎ , p. 45-67 (DOI 10.1890/13-0133.1).
  5. ↑ (en) Edward H. Simpson, « Measurement of Diversity », Nature, vol. 163,‎ , p. 688 (DOI 10.1038/163688a0).
  6. ↑ (en) Evelyn C. Pielou, « The measurement of diversity in different types of biological collections », Journal of Theoretical Biology, vol. 13,‎ , p. 131-144 (DOI 10.1016/0022-5193(66)90013-0).
  7. ↑ (en) Lou Jost, « Entropy and diversity », Oikos, vol. 113, no 2,‎ , p. 363-375 (DOI 10.1111/j.2006.0030-1299.14714.x).
  8. ↑ (en) Daniel P. Faith, « Conservation evaluation and phylogenetic diversity », Biological Conservation, vol. 61, no 1,‎ , p. 1-10 (DOI 10.1016/0006-3207(92)91201-3).
  9. ↑ (en) Juli G. Pausas et Mike P. Austin, « Patterns of plant species richness in relation to different environments: An appraisal », Journal of Vegetation Science, vol. 12, no 2,‎ , p. 153-166 (DOI 10.2307/3236601).
  10. ↑ (en) Bradley J. Cardinale, J. Emmett Duffy, Andrew Gonzalez, David U. Hooper et Charles Perrings, « Biodiversity loss and its impact on humanity », Nature, vol. 486, no 7401,‎ , p. 59-67 (DOI 10.1038/nature11148).
  11. ↑ (en) « Summary for policymakers of the global assessment report on biodiversity and ecosystem services », Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques, (consulté le ).

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