L’observation des oiseaux et le suivi des effectifs des populations : sur les traces du programme STOC !

 Un observateur participant au projet STOC effectue au minimum deux séries d’observations, à un intervalle de 4 à 6 semaines, avant et après la date charnière du 15 mai. Chaque série consiste en un relevé de tous les oiseaux vus et entendus durant une observation de 5 minutes en 10 points répartis sur un carré de 2 x 2 km. Le nombre d’individus de chaque espèce est relevé, de même que les habitats des oiseaux à l’arrêt et ceux passant en vol.
Les relevés des oiseaux sont renouvelés chaque année aux mêmes points et aux mêmes dates, dans la mesure de conditions météorologiques favorables, par le même observateur.

Identifier les oiseaux

Sur le terrain, selon l’abondance des oiseaux et les connaissances de l’observateur, il peut être difficile de tout relever voire identifier en 5 minutes ! Des photographies ou enregistrements peuvent alors permettre une reconnaissance ultérieure. En complément des données accéssibles sur le site Vigie-Nature Ecole, le site https://www.oiseaux.net/ présente 3177 fiches, correspondant chacune à une espèce.

Suivre les effectifs des populations et leurs variations dans le temps

L’ensemble des données est collecté par un dispositif standardisé et traité. Le site Vigie-Nature – STOC présente les résultats du suivi des populations pour les espèces présentant un nombre suffisant de données.

Selon les espèces, les données pouvant êtres exploitées sont sous la forme :

• de grandeurs chiffrées, par exemple variation depuis 1989, depuis 2002 et sur les 10 dernières années

Exemple : mésange boréale

• de graphes

Exemple : pipit farlouse

Courbe bleu : variations interannuelles des effectifs de l’espèce, calculées à partir d’un modèle mathématique. L’indice pour l’année 2001 (début du tirage aléatoire des carrés) est fixé arbitrairement à 1. La zone bleue représente l’intervalle de confiance, les points blancs sont ceux pour lesquels la valeur de l'indice est statistiquement différente de la valeur pour l'année 2001. La tendance moyenne de variation d’abondance sur la période ainsi que son intervalle de confiance sont indiqués. La présence d’un astérisque signifie que cette valeur est significative (p. value < 0,05) ; dans ce cas, le pourcentage de variation d’abondance de l’espèce sur la période considérée est également affiché.
Courbe vert foncé : nombre de carrés STOC prospectés par an, et en vert clair le nombre de carrés où l’espèce est présente par an.
Courbe violet : nombre d’individus comptés, tous carrés confondus, par an.

Le site Vigie-Nature propose un outil de calcul des tendances au niveau régional avec toutes les indications nécessaires pour le faire fonctionner. L'article An Indicator of the Impact of Climatic Change on European Bird Populations de Richard D. Gregory et al. donne accès à des données sur Excel.

Les effectifs sont globalement en déclin quel que soit le milieu. Les effectifs des espèces inféodées tendent à diminuer, parfois fortement. Les espèces généralistes ont eu une phase d’expansion jusqu’au milieu des années 2000 du fait qu’elles ont pris la place de spécialistes.

Ce document est extrait de la synthèse en ligne sur le site Vigie-Nature : cliquer ici pour y accéder.

Les variations de la biodiversité et le changement climatique

 Éprouver l’hypothèse d’un impact du changement climatique

Pour interpréter les variations des effectifs et éprouver l’hypothèse d’un impact du changement climatique, il est nécessaire de disposer de connaissances supplémentaires, notamment des caractéristiques thermiques. Dans les propositions pédagogiques ci-dessous, tout ou partie des caractéristiques thermiques suivantes sont exploitées :

• température moyenne, température moyenne des mois de mars à août (durant lesquels s’effectue la reproduction) sur l’ensemble de l’aire de répartition ;
• maximum thermique, moyenne calculée à partir des températures printanières et estivales les plus chaudes de l’aire de répartition (5 % des T moy les plus élevées) ;
• minimum thermique, moyenne calculée à partir des températures printanières et estivales les plus froides de l’aire de répartition (5 % des T moy les plus faibles).

Confrontation avec d'autres analyses statistiques des chercheurs

Comme plusieurs facteurs peuvent influer sur la biodiversité des oiseaux, une manière de mesurer l’impact du réchauffement est de regarder la différence entre les variations des effectifs des espèces thermophiles (maximum thermique élevé) et celles qui le sont moins (maximum thermique faible).
Cette différence, entre les 15 espèces les plus thermophiles suivies par le programme STOC (Pigeon colombin, Pipit farlouse, Pipit des arbres, Fauvette des jardins, Pouillot fitis, Pouillot siffleur, Roitelet huppé, Accenteur mouchet, Tarier des prés, Corbeau freux, Mésange huppée, Mésange nonnette, Mésange boréale, Bouvreuil pivoine et Bruant jaune) et les 15 espèces les moins thermophiles (Fauvette mélanocéphale, Bruant zizi, Pouillot de Bonelli, Rossignol philomèle, Perdrix rouge, Tarier pâtre, Hypolaïs polyglotte, Bruant proyer, Serin cini, Huppe fasciée, Grimpereau des jardins, Alouette lulu, Tourterelle des bois, Chardonneret élégant, Linotte mélodieuse) est donnée par la courbe verte dans la figure ci-dessous.

Les espèces ayant un maximum thermique faible sont nettement plus impactées.

D'autres données sont fournies sur le site Vigie-Nature STOC.

Ressources scientifiques et pédagogiques

Les deux activités ci-dessous visent à éprouver, avec les élèves, l'hypothèse d'une influence du changement climatique sur la biodiversité des oiseaux, en France.

Remarque : pour l'introduction d'une séquence non pas limitée à l'épreuve d'une influence du changement climatique, mais plus large et ancrée dans un exemple parisien, il est possible de partir du cas des moineaux domestiques à Paris.

En complément des données récemment actualisées, sur le site vigie-Nature-Ecole, un fichier excel est téléchargeable ici  (origine : Table S1 de l'article de Grégory et al.). Pour une exploitation avec les élèves, il est à adapter aux choix pédagogiques.

Activité 1 :

Cycle 4 « Les changements climatiques actuels ; leurs conséquences sur la répartition des êtres vivants. »

• Compétence travaillée : "Mener une démarche scientifique, résoudre un problème"
  Capacités : "Extraire, organiser les informations utiles et les transcrire dans un langage adapté", "Mettre en oeuvre un raisonnement logique simple", "Communiquer sur ses démarches, ses résultats et ses choix, en argumentant."
• En exploitant une sélection réduite d'espèces (cf plus bas) réparties entre des élèves ou groupes d'élèves, les données à rechercher sur le site Vigie-Nature associée à la température moyenne des mois de mars à août permettent de montrer que :
  - Dans les milieux forestiers, les effectifs globaux sont à peu près stables depuis 2001. Mais certaines espèces ont vu leur effectif augmenter (jusqu’à doubler, en 17 ans, pour le pouillot bonelli) et d’autre diminuer (jusqu’à diminuer de moitié, sur la même période, pour la mésange boréale).

Pour cette sélection d’espèces, tout se passe comme si les espèces qui vivent actuellement dans des zones géographiques dont les températures printanières et estivales sont les plus fraîches souffraient de la chaleur et déclinaient en conséquence, au profit des espèces qui vivent dans des zones géographiques plus chaudes.
- Dans les milieux agricoles, certaines espèces ont vu leur effectif augmenter (jusqu’à doubler pour le moineau soulcie) et d’autre diminuer (jusqu’à diminuer des trois-quarts pour le pipit farlouse).
Pour cette sélection d’espèces aussi, tout se passe comme si les espèces qui vivent actuellement dans des zones géographiques dont les températures printanières et estivales sont les plus fraîches souffraient de la chaleur et déclinaient en conséquence, au profit des espèces qui vivent dans des zones géographiques plus chaudes.
Mais dans ces milieux, les effectifs globaux ont diminué de près de 20 %, il y a donc d’autres facteurs qui interviennent.

Télécharger la proposition en version Word

Activité 2 :

Term spé SVT « Comprendre les conséquences du réchauffement climatique et les possibilités d’actions »

• Compétence travaillée : "Présenter et exploiter des démarches et des résultats pour discuter de la validité d’une hypothèse" (LSL)
  Capacité : "Analyser un suivi de long terme de la distribution spatiale des espèces face au réchauffement climatique"

• Une sélection d'espèces est traitée dans une base de données de façon à éprouver une corrélation entre l'abondance et la température moyenne durant les mois de mars à d'août(Tmoy,), l'abondance et le maximum thermique (MaxiT) et entre l'abondance et le minimum thermique (MiniT).
  - Pour les milieux forestiers, les données correspondant à la même sélection d'espèces (cf. ci-dessous) permettent de tracer les graphes suivants :

 - Pour les milieux agricoles, les données correspondant à la même sélection d'espèces (cf. ci-dessous) permettent de tracer les graphes suivants :

L'hypothèse d’un impact du réchauffement climatique est confortée.
Tout se passe comme si les printemps et/ou étés trop chauds nuisaient au maintien/développement des espèces dont le maximum thermique est faible, les plus septentrionales, au profit des espèces dont le maximum thermique est élevé, les espèces les plus méditerranéennes.

Télécharger la proposition en version Word

Espèces sélectionnées pour ce travail :

Espèces de forêts tempérées de France métropolitaine

Espèces des environnements agricoles de France métropolitaine

Biblio :

http://www.vigienature.fr/fr/observatoires/suivi-temporel-oiseaux-communs-stoc/resultats-3413

Richard D. Gregory et al., An Indicator of the Impact of Climatic Change on European Bird Populations, 2009
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004678