Date post: | 04-Apr-2015 |
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Invasions et Transferts biologiques UE41
Master Recherche 2ème année spécialité Biodiversité et Écologie Continentale
Analyse de l’article
Présentée par Jérémy MIGLIORE
Isabel Gimeno, Montserrat Vilà & Philip E. Hulme 2006Journal of Biogeography 33, 1559-1565
Are islands more susceptible to plant invasion than continents ?
A test using Oxalis pes-caprae L. in the western Mediterranean
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
Bassin méditerranéen = Hotspot de biodiversité sensu Mayr et al. 2004
Grande diversité des substrats, topographie mouvementée, nombreux massifs montagneux et archipels constituant autant de pôles d’endémisme Facteurs paléogéographiques ayant favorisé tant la spéciation que la conservation d’espèces relictuelles Carrefour climatique et biogéographique enrichi par des végétaux européens, africains et asiatiques
1
Environ 5 000 îles et îlots
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
« Syndrome d’insularité »
Caractéristiques propres des populations, espèces ou communautés dues à leur situation insulaire, par ajustements écologiques et fonctionnels (modifications des
stratégies adaptatives liées à l’isolement notamment)
2
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
« Syndrome d’insularité »
Isolement et contraintes particulières d’éloignement du continent
Surface et diversité des habitats variables
Système dysharmonique, par structure écologique incomplète
(réseaux biotiques et écologiques simplifiés)
Espèces peu compétitives (« naïveté écologique »), faiblement adaptées aux
perturbations et peu dynamiques
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Communautés vivantes simplifiées et peu diversifiées par
rapport aux continents
Pôles d’endémisme et de différenciation génétique des
taxons (forte valeur patrimoniale)
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
Milieux insulaires
« Laboratoires naturels » pertinents pour étudier les patrons et les processus écosystémiques
Phytocénoses insulaires particulièrement vulnérables face aux perturbations d'origine anthropique, occasionnant de profonds déséquilibres
écosystémiques
4
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
Perte d’habitats
Fragmentation
5
1ère cause d’érosion de la Biodiversité à l’échelle mondiale
Caractéristiques des milieux insulaires méditerranéens
Carpobrotus edulis Opuntia sp. Acacia dealbata
Cortaderia selloana
Ailanthus altissima
Senecio inaequidens
Robinia pseudoacacia
Ambrosia artemisiifolia Impatiens glanduliflea Ludwigia peploides 6
1ère cause d’érosion de la Biodiversité en milieu insulaire
Objectifs de l’étude
Examiner si l’occurrence régionale et l’abondance locale d’une espèce végétale envahissante (sensu Richardson et al., 2000) diffèrent entre des territoires insulaires et continentaux comparables et adjacents
Mieux comprendre les facteurs de vulnérabilité insulaire relative face aux invasions biologiques
Hypothèse de travail
Les espèces allochtones auraient une occurrence plus forte à l’échelle régionale, en envahissant une plus large gamme d’habitats, et des densités plus élevées à l’intérieur de ces habitats à l’échelle locale, au niveau des îles
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Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié
Oxalis pes-caprae L. (Oxalidaceae) = Oxalis / Oxalide Pied-de-chèvre / des Bermudes
8
Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Espèce envahissante caractéristique
9
Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Géophyte annuelle de 8 à 15 cm de hauteur, à souche grêle et rampante, avec occupation forte de l’espace via des feuilles, disposées en rosettes denses, longuement
pétiolées à trois folioles à forme de cœur
10
Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Originaire de la région du Cap en Afrique du Sud, sous bioclimat méditerranéen
Durban
Pretoria
Le CapAfrique du Sud
11
Péninsule ibérique
Italie
Grèce
Afrique du Nord
Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Prolifération dans les lieux cultivés (vergers) et incultes du littoral méditerranéen (friches) et en zone tempérée, sur tout type de sol
Introductions accidentelles :
- Bassin méditerranéen en 1796
- Espagne en 1825
- Îles Baléares en 1870
Modifié d’après Flora del Paises Catalans
+ Australie
+ Californie
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Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Propagation essentiellement par voie végétative, par l’intermédiaire de bulbes et bulbilles, avec des germinations exceptionnelles (pas de fruits et de graines viables observés en Méditerranée)
Production d’environ 20 bulbilles (de la taille de pois) par bulbe et par an, transportés par les véhicules et engins agricoles, les remaniements de sol, le vent, l’eau (flottaison des bulbilles), les oiseaux
Dormance des bulbilles en été et développement en automne avec floraison de la fin de l’automne au début de l’été
13
Matériel et méthodes
Modèle biologique étudié : Oxalis pes-caprae
Compétition avec les espèces autochtones pour l’espace et la lumière
Production de métabolites secondaires comme l’oxalate empoisonnant le bétail s’il en consomme en grandes quantités
Inhibition de la germination des espèces natives
Espèce à caractère envahissant de « naissance » par prédisposition de ses
caractéristiques et traits d’histoire de vie à la prolifération
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Matériel et méthodes
Sites d’étude
Quatre régions administratives d’Espagne
Europe
Espagne 15
Matériel et méthodes
Sites d’étude
Quatre régions administratives d’Espagne
Europe
Mettre flèche du Nord
Espagne
Îles Canaries
Îles Baléares
Valencia
Murcia Mallorca
Menorca
16
170 à 200 km
(69 440 ha)
(362 043 ha)
(2 325 912 ha)
(1 131 738 ha)
Relevés de la présence / absence d’Oxalis pes-caprae et de son abondance
Caractérisation de l’habitat pour chacun des 500 points d’étude régionaux
Matériel et méthodes
Démarche expérimentale
Hypothèse de la représentativité totale du paysage par ces cellules
Stratégie d’échantillonnage
Aléatoire, par détermination au hasard de 5 cellules UTM de 100 km² de surface, à moins de 20 km de la côte, pour chaque région
Stratifiée, par détermination d’un point d’échantillonnage par carré d’1 km de côté dans chaque cellule UTM de 100 km², en suivant les différents réseaux de communication
Analyses statistiques pour tester les différences significatives d’occurrence ou d’abondance à différentes échelles spatiales
Stratégie d’échantillonnage aléatoire et stratifiée
17
Exemple de la région Mallorca
Cellules UTM de 100 km²
Stratification en cellules de 1 km²
Résultats et discussion
Occurrence régionale d’Oxalis pes-caprae
Europe
Mettre flèche du Nord
Espagne
Murcia
Mallorca Menorca
Valencia
57,52 % 76,20 %
18,28 %
41,74 %
Taux de présence, mesurés à l’échelle régionale, supérieurs en milieu insulaire 18
Résultats et discussion
Occurrence régionale d’Oxalis pes-caprae
60
50
20
30
40
10
0
Côtie
rUrb
ain
Verge
rsM
arge
ch
amps
Mat
orra
lFor
êts
Pelou
ses
Vieux
cham
psArb
res
cultiv
és Site
rudé
ral
Fréquence relative (%) des habitats échantillonnés par région
100
80
60
40
20
0
Occurrence proportionnelle (%) d’Oxalis par habitat et par région
Occurrence des Oxalis variable selon les habitats
Côtie
rUrb
ain
Verge
rsM
arge
ch
amps
Mat
orra
lFor
êts
Pelou
ses
Vieux
cham
psArb
res
cultiv
és Site
rudé
ral
Habitats les plus fréquemment rencontrés pas forcément les plus envahis
En milieu continental occurrence très faible voire nulle au niveau des forêts et matorrals
En milieu insulaire forte présence au niveau des zones agricoles
(Modifié d’après Gimeno et al., 2006)19
Résultats et discussion
Occurrence régionale d’Oxalis pes-caprae significativement différente entre îles et régions continentales
Mathématisation de l’impact écologique des espèces introduites par région :
I = Σ (Di × Ai)
Impact écologique
Abondance locale pour chaque habitat
Distribution pour chaque habitat
(D’après Parker et al., 1999)
Impact des espèces introduites et envahissantes environ deux fois plus important sur les îles que sur les continents
20
Résultats et discussion
Abondance locale d’Oxalis pes-caprae
RudéralPlantation
arbresVieux champs
Pelouses
Forêts
MatorralsMarge de
champsVergers
Sites urbains
Sites côtiers
1 32 54Abondance locale
0Habitats
RudéralPlantation
arbresVieux champs
Pelouses
Forêts
MatorralsMarge de
champsVergers
Sites urbains
Sites côtiers
1 32 54Abondance locale
0Habitats
Murcia Valencia
Abondance moyenne élevée au niveau des parcelles sylvicoles
Abondance moyenne faible au niveau des vieux champs et sites rudéraux
Absence des pelouses, forêts, matorrals et sites côtiers
21
(Modifié d’après Gimeno et al., 2006)
Résultats et discussion
Abondance locale d’Oxalis pes-caprae
RudéralPlantation
arbresVieux champs
Pelouses
Forêts
MatorralsMarge de
champsVergers
Sites urbains
Sites côtiers
1 32 54Abondance locale
0Habitats
RudéralPlantation
arbresVieux champs
Pelouses
Forêts
MatorralsMarge de
champsVergers
Sites urbains
Sites côtiers
1 32 54Abondance locale
0Habitats
Mallorca Menorca
Abondance moyenne élevée pour les marges des champs et les vieux champs
Abondance moyenne faible au niveau des pelouses
Ensemble des habitats insulaires envahis par Oxalis pes-caprae à Menorca
22
(Modifié d’après Gimeno et al., 2006)
Résultats et discussion
Statistiquement, l’abondance locale d’Oxalis pes-caprae n’est pas significativement différente entre îles et régions continentales
Phénomènes régionaux Plus faible amplitude environnementale Diversité en habitats plus limitée Degré élevé d’urbanisation et de développement, avec afflux plus important de propagules
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Processus locaux Plus faible résistance biotique des communautés (systèmes dysharmoniques) Plus faible richesse en espèces indigènes Plus faibles aptitudes à la compétition (naïveté écologique, niches vacantes)
Plus importants pour expliquer la vulnérabilité
accrue des systèmes insulaires
Résultats et discussion
Facteurs de prolifération d’Oxalis pes-caprae sur l’ensemble des habitats insulaires
Forte dépendance pour sa dispersion aux activités humaines plus intenses et aux animaux domestiques plus nombreux en milieu insulaire
Isolement et confinement des milieux insulaires à plus faible surface par rapport au continent d’où la colonisation d’une plus large gamme d’habitats
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Conclusions et perspectives
Échelles régionales et locales analysées via un important échantillonnage (2000 points étudiés) par comparaison de milieux insulaires et continentaux apparentés et proches
Importance des activités anthropiques pour l’expansion de cet alien dans plusieurs habitats
Milieux insulaires plus vulnérables aux invasions biologiques à l’échelle régionale, même si les facteurs locaux ne semblent pas différents de ceux rencontrés en milieu continental
Essais de transplantations, suivi temporel et analyses génétiques à envisager
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Conclusion et perspectives
Autres travaux intégrant l’espèce Oxalis pes-caprae
Coopérations européennes favorisant l’interdisciplinarité et la mise en commun des données et des compétences, pour des avancées rapides autant sur le plan fondamental qu’appliqué
Programme EPIDEMIE
Exotic Plant Invasions : Deleterious Effects on Mediterranean Island Ecosystems
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Vision nouvelle des invasions végétales en milieu insulaire, pour proposer des modes de gestion conservatoires et durables à des échelles locales et régionales
Carpobrotus edulis Ailanthus altissima
Local and regional assessments of the impacts of plant invaders on vegetation structure and soil properties, Vilà et al. 2003. Journal of Biogeography 33, 853-861Local and regional abundance of exotic plant species on Mediterranean islands : are species traits important ?, Lloret et al. 2004. Global Ecology and Biogeography 13, 37-45
Conclusion et perspectives
Autres travaux intégrant l’espèce Oxalis pes-caprae
Programme EPIDEMIE
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Plus faible impact des oxalis sur la diversité des communautés végétales indigènes, tout de même fonction des îles et des habitats
Impact of plant invasion on species diversity in Mediterranean islands, Vilà et al. 2004. Proceedings 10th Medecos Conference
Peu de compétition avec les annuelles vulnérables par décalage de la phénologie des Oxalis (sénescence au printemps) par rapport au maximum de diversité végétal
Fort lien avec les perturbations anthropiques (contexte des habitats important)
Peu d’effets marqués sur les propriétés des sols par faible biomasse et courte occupation des sols dans le temps
Stochasticité naturelle des invasions biologiques limitant toute approche déterministe des patrons dynamiques des aliens en milieu insulaire
Conclusion et perspectives
Modes de gestion envisageables
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Meilleur mode de contrôle = Prévention
(D’après Nature Conservancy 2002)
Arrachage manuel
Disposition de bâches
Procédés physiques
Utilisation d’herbicides au bon moment
Traitements chimiques
Peu de données : peut-être Klugeana philoxalis
Lutte biologique