Fragmentation des habitats et corridors écologiques : analyser des données pour préserver la biodiversité

Les séries de résultats de ces exercices sont construites pour l'activité et ne proviennent pas d'une étude réelle.

Fragmentation des habitats et corridors écologiques

Biodiversité et habitat

La biodiversité désigne la variété du vivant à trois niveaux : la diversité des écosystèmes, celle des espèces et celle des allèles au sein d'une même espèce. Chaque espèce vit dans un habitat, c'est-à-dire un milieu qui lui fournit nourriture, abri et lieux de reproduction. Une population est l'ensemble des individus d'une espèce présents dans un même lieu.

La fragmentation des habitats

La fragmentation est le morcellement d'un milieu continu en fragments plus petits, séparés par des obstacles : routes, voies ferrées, zones urbanisées, cultures intensives. Elle agit de trois façons.

• Réduction de surface : un petit fragment abrite moins d'individus par espèce. Une petite population risque davantage de disparaître localement après un aléa (hiver rigoureux, maladie, incendie).
• Isolement : les individus franchissent difficilement les espaces défavorables. Une espèce disparue d'un fragment y revient rarement, faute de recolonisation depuis un autre fragment.
• Effet de lisière : en bordure d'un bois, la lumière, le vent, la température et l'humidité diffèrent de ceux du cœur. Plus un fragment est petit, plus la part de milieu intérieur diminue, au détriment des espèces qui en dépendent.

L'isolement réduit aussi les échanges d'individus, donc le brassage des allèles. Dans une petite population isolée, la diversité génétique tend à diminuer, ce qui peut limiter ses possibilités de réponse à une modification du milieu.

Les corridors écologiques

Un corridor écologique est une continuité de milieu favorable (haie, lisière, berge boisée, bande enherbée, passage aménagé sous une route) qui relie des fragments et permet aux individus de se déplacer pour se nourrir, se reproduire ou coloniser un nouveau lieu. Les corridors et les grands espaces riches en espèces, appelés réservoirs de biodiversité, forment la trame verte et bleue : verte pour les milieux terrestres, bleue pour les cours d'eau et zones humides.

Un corridor est toujours défini pour une ou plusieurs espèces. Une haie peut être utile à un petit mammifère et ne pas l'être pour un poisson ou pour une espèce qui craint les lisières.

Exemple analysé : le crapaud commun et la route

Au début du printemps, des crapauds communs quittent le bois où ils passent l'hiver pour rejoindre l'étang où ils se reproduisent. Une route placée entre les deux coupe leur trajet : beaucoup d'individus sont écrasés. L'habitat n'est pas détruit, mais la population ne peut plus utiliser ensemble ses deux milieux indispensables. La fragmentation est ici fonctionnelle. Des barrières le long de la route guident les animaux vers des tunnels (crapauducs), et le déplacement redevient possible. L'efficacité se vérifie par des comptages avant et après l'aménagement.

Vocabulaire à maîtriser

• Fragmentation : morcellement d'un habitat.
• Corridor écologique : continuité favorable aux déplacements.
• Réservoir de biodiversité : espace riche en espèces et en habitats.
• Disparition locale : disparition d'une espèce d'un lieu précis, sans disparition de l'espèce entière.

Un piège à éviter

Un corridor n'est pas une solution universelle. Il ne remplace pas la protection de grands milieux, il peut aussi faciliter le passage d'espèces envahissantes ou de maladies, et son utilité dépend de l'espèce considérée. De plus, une corrélation n'est pas une preuve de causalité : si les grands bois contiennent plus d'espèces, cela ne prouve pas que la surface seule en soit la cause, car ils sont souvent aussi plus proches d'autres bois et plus variés en milieux.

Les séries de résultats de ces exercices sont construites pour l'activité et ne proviennent pas d'une étude réelle.

Situation-problème

Une communauté de communes étudie cinq bois (A à E) situés dans un paysage agricole traversé par une route départementale. Les écologues veulent savoir si la surface et l'isolement des bois influencent la présence d'espèces forestières, et si une haie plantée entre deux bois sert réellement de corridor. La collectivité dispose d'un budget permettant de planter une seule haie de 400 m au maximum. Vous analysez les deux documents, puis vous conseillez la collectivité en précisant ce que les données permettent d'affirmer et ce qu'elles ne permettent pas d'affirmer.

Document 1 : inventaire de carabes forestiers (Données pédagogiques simplifiées)

Les carabes sont des coléoptères vivant au sol. Dans chaque bois, 10 pièges identiques ont été placés au centre du bois, pendant 4 semaines, à la même saison. Seules les espèces strictement forestières sont comptées. Les bois D et E sont voisins et séparés de 250 m.

Document 2 : suivi de déplacements de mulots (Données pédagogiques simplifiées)

Deux paires de bois d'environ 6 ha chacun ont été choisies dans le même paysage. Dans chaque paire, les deux bois sont séparés de 300 m de cultures. La paire X est reliée par une haie dense plantée six ans plus tôt. La paire Y n'a pas de haie. Dans le bois de départ de chaque paire, 40 mulots ont été capturés vivants, marqués individuellement avec une marque inoffensive, puis relâchés. Trois semaines plus tard, des pièges identiques ont été posés dans le bois d'arrivée de chaque paire. Dans la paire X, des pièges ont aussi été posés dans la haie.

• Bois d'arrivée de X : 30 mulots capturés, dont 6 marqués.
• Haie de X : 15 mulots capturés, dont 4 marqués.
• Bois d'arrivée de Y : 28 mulots capturés, dont 0 marqué.

Le suivi n'a été réalisé qu'une seule fois, en automne.

Exercice 1 : exploiter un tableau quantitatif

1. Décrivez comment le nombre d'espèces varie avec la surface des bois, en citant les valeurs extrêmes du Document 1.
2. Calculez le nombre d'espèces par hectare pour les bois A et E. Calculez de combien de fois la surface est multipliée de A à E, puis de combien de fois le nombre d'espèces est multiplié (arrondi au dixième).
3. Proposez une explication au fait que le nombre d'espèces augmente moins vite que la surface.
4. Dans le tableau, la surface augmente quand l'isolement diminue. Peut-on attribuer l'écart d'espèces à la seule surface ? Décrivez une comparaison qui permettrait de séparer les deux facteurs.

Exercice 2 : analyser un protocole comparatif

1. Identifiez le facteur testé dans le Document 2, la situation témoin et deux conditions maintenues identiques.
2. Calculez dans chaque bois d'arrivée le pourcentage de mulots marqués parmi les captures. Calculez aussi, pour X, le pourcentage des 40 mulots marqués retrouvés dans le bois d'arrivée.
3. Calculez le pourcentage de marqués parmi les mulots capturés dans la haie (arrondi à l'unité) et interprétez-le.
4. L'absence de mulot marqué dans le bois d'arrivée de Y prouve-t-elle qu'aucun déplacement n'est possible ? Justifiez.
5. Proposez deux améliorations du protocole pour rendre la conclusion plus solide.

Exercice 3 : confronter les documents et argumenter

1. Définissez fragmentation et corridor écologique, en vous appuyant sur un élément précis de chaque document.
2. Les deux documents portent sur des animaux différents. Indiquez un point sur lequel ils convergent et une raison de ne pas transposer directement les résultats du Document 2 aux carabes.
3. La collectivité hésite entre trois options : (a) une haie de 250 m entre D et E ; (b) une haie de 400 m reliant le bois C à un bois plus grand ; (c) une haie de 900 m autour du bois A. Choisissez une option et justifiez en 6 à 8 lignes avec au moins deux données chiffrées et une limite.
4. Citez deux mesures complémentaires à la haie et un risque lié aux corridors.

Correction complète

Exercice 1 : correction

1. Le nombre d'espèces croît avec la surface : 6 espèces dans le bois A de 2 ha, 22 espèces dans le bois E de 80 ha. Le classement est régulier, de A à E : 6, 9, 13, 17, 22.
2. Bois A : 6 / 2 = 3 espèces par hectare. Bois E : 22 / 80 = 0,275, soit environ 0,28 espèce par hectare. Surface : 80 / 2 = 40, donc multipliée par 40. Espèces : 22 / 6 ≈ 3,7, donc multipliées par 3,7 environ. La biodiversité n'est pas proportionnelle à la surface.
3. Un grand bois contient surtout beaucoup plus d'individus des espèces déjà présentes, et quelques espèces supplémentaires qui exigent de grands milieux intérieurs ou des habitats variés. Le nombre d'espèces ne peut donc pas croître autant que la surface.
4. Non. Les bois les plus grands sont aussi les moins isolés (de A à E, la distance passe de 900 à 250 m). Surface et isolement varient ensemble, et on ne peut pas dire lequel agit, ni dans quelle proportion. Il faudrait comparer deux bois de surface voisine mais d'isolements très différents, ou deux bois à isolement voisin mais de surfaces très différentes.

Critères de réussite : valeurs extrêmes citées, calculs avec unités, distinction nette entre corrélation et causalité.

Exercice 2 : correction

1. Le facteur testé est la présence d'une haie reliant les deux bois. Le témoin est la paire Y, sans haie. Conditions identiques possibles : surface des bois (environ 6 ha), distance de 300 m de cultures, durée de trois semaines, type de pièges, espèce suivie, nombre de mulots marqués (40).
2. Bois d'arrivée de X : 6 / 30 = 0,20, soit 20 %. Bois d'arrivée de Y : 0 / 28 = 0 %. Mulots marqués retrouvés dans X : 6 / 40 = 0,15, soit 15 %.
3. Haie : 4 / 15 ≈ 0,27, soit 27 % environ. Plus du quart des mulots capturés dans la haie viennent du bois de départ : la haie est fréquentée par des individus qui circulent entre les deux bois, ce qui la désigne comme un corridor possible pour cette espèce.
4. Non. Avec 28 captures, l'absence de marqué montre seulement qu'aucun déplacement n'a été détecté dans ce suivi. Un déplacement rare, ou non piégé, reste possible. Une absence de détection n'est pas une preuve d'absence.
5. Améliorations possibles : plusieurs paires avec haie et plusieurs paires sans haie ; répétition du suivi à plusieurs saisons et plusieurs années ; suivre aussi la reproduction dans le bois d'arrivée, car un déplacement ne prouve pas que l'individu s'y installe.

Critères de réussite : témoin identifié, trois pourcentages justes, formulation prudente (déplacement observé, pas biodiversité démontrée), propositions de réplication.

Exercice 3 : correction

1. Fragmentation : morcellement d'un milieu en fragments séparés ; dans le Document 1, des bois de 2 à 80 ha isolés par des cultures et distants de 250 à 900 m. Corridor : continuité de milieu favorable qui relie des fragments ; dans le Document 2, la haie de la paire X par laquelle passent des mulots marqués.
2. Convergence : les deux documents associent l'isolement par des milieux défavorables (cultures) à une circulation ou à une richesse moindre. Limite de transposition : les carabes marchent au sol et se déplacent peu, alors que les mulots se déplacent davantage, donc une haie utile aux mulots ne l'est pas forcément pour les carabes. Les mesures portent aussi sur des variables différentes (richesse en espèces, déplacements).
3. Réponse attendue : l'option (b) est défendable. Le bois C (12 ha, 13 espèces) est moins riche que D (17) et E (22) et plus isolé (400 m contre 250 m), donc il a davantage à gagner d'une connexion. L'option (a) relie deux bois déjà riches et proches. L'option (c) dépasse le budget de 400 m et ne concernerait qu'un bois de 2 ha. Donnée du Document 2 : 20 % de marqués dans le bois d'arrivée avec haie contre 0 % sans haie. Limite : une seule paire suivie, une seule saison, une seule espèce, donc le gain pour la biodiversité reste une hypothèse à vérifier par un suivi. Une autre option argumentée avec rigueur est acceptée.
4. Mesures complémentaires : protéger les grands bois existants, aménager un passage sous la route, maintenir des lisières variées, limiter les pesticides dans les cultures voisines. Risque : un corridor peut aussi faciliter la circulation d'espèces envahissantes ou de maladies.

Critères de réussite : choix explicite, au moins deux données chiffrées exactes, limite assumée, deux mesures et un risque cités.