N° d'ordre Année

Laurence Blanc

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

N° d'ordre 44-2000 Année 2000 THESE présentée devant l'UNIVERSITE CLAUDE BERNARD-LYON I pour l'obtention du DIPLÔME DE DOCTORAT (arrêté du 30 mars 1992) par Laurence Blanc Données spatio-temporelles en écologie et analyses multitableaux : examen d'une relation Soutenue le 3 mars 2000 Jury : C. Amoros D. Chessel (Directeur) F. Laloë (Rapporteur) G. Lasserre (Rapporteur) J.M. Legay (Président) E. Vigneux

• méthode


• variabilité spatiale des structures temporelles


• stabilité temporelle des structures spatiales des peuplements piscicoles des régions languedoc-roussillon


• méthode d'analyse


• présentation des données

Sujets

• Mémoire
• Vanuatu
• Méthode
• Méthodes qualitatives

Informations

• Publié par: mijec
• Nombre de lectures: 37
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

N° d'ordre 44-2000 Année 2000
THESE
présentée devant
l'UNIVERSITE CLAUDE BERNARD-LYON I
pour l'obtention du DIPLÔME DE DOCTORAT
(arrêté du 30 mars 1992)
par
Laurence Blanc
Données spatio-temporelles en écologie et analyses
multitableaux : examen d'une relation
Soutenue le 3 mars 2000
Jury : C. Amoros
D. Chessel (Directeur)
F. Laloë (Rapporteur)
G. Lasserre
J.M. Legay (Président)
E. VigneuxRésumé
En écologie, l’étude d'un écosystème à travers la faune, la flore, le milieu et leurs
interactions, dans ses dimensions espace-temps, conduit à l’obtention d’un ensemble complexe
de données tri-dimensionnelles (variables x temps x espace) qui s'organisent naturellement sous
la forme de plusieurs tableaux. En statistique, des méthodes dites multitableaux ont été
spécifiquement créées pour analyser simultanément plusieurs tableaux de données. Or, bien que
ces méthodes semblent parfaitement adaptées aux traitements des données intégrant des facteurs
chronologiques ou spatiaux, leur usage en écologie est encore peu répandu.
En s'inscrivant à l'interface de la statistique et de l'écologie, ce mémoire a pour objectif
d’étudier dans quelle mesure les méthodes d’analyse multitableaux permettent de répondre
effectivement aux questions posées par les écologues dans le cadre des études
spatiotemporelles des écosystèmes aquatiques
Notre travail, fondé sur une synthèse bibliographique et sur notre propre expérience
acquise en traitant différents types de données, a montré que ces méthodes sont tout à fait
adaptées aux questions posées. En particulier, elles permettent d'aborder dans un cadre
rigoureux les problèmes d'identification de structures spatiales ou temporelles et l'étude de la
permanence de ces structures dans le temps ou dans l'espace. De même, la possibilité d'analyser
simultanément K couples de tableaux laisse envisager l'étude de la permanence spatiale ou
temporelle des relations espèces-milieu. Par ailleurs, ce travail a montré l'apport dans de
nombreux cas des méthodes multitableaux par comparaison avec d'autres stratégies ou
méthodes d'analyses de données plus couramment utilisées.
En revanche, il s'est également révélé que dans des situations où aucune variabilité spatiale ou
temporelle ne peut être mise en évidence, l'utilisation d'analyses plus simples à un seul tableau
peut être suffisante, si bien que celle des analyses multitableaux n'est pas forcément justifiée. Au
contraire, dans d'autres cas où une forte variabilité apparaît entre les structures des différents
tableaux, la question de la signification des résultats fournis doit être posée et peut parfois
rendre délicate l'interprétation.
Finalement, l'intérêt des méthodes multitableaux est fortement lié à l'objectif de l'étude et
au degré de précision désiré par l'écologue lors de l'exploitation des résultats. Ainsi, l'une des
principales difficultés réside dans la nécessité absolue de formuler précisément l'objectif lors de
la mise en oeuvre de ces méthodes. A la diversité des questions posées correspond en effet une
diversité de façons de considérer le jeu de données (variables x temps x espace), et par
conséquent le choix du point de vue constitue un élément décisif pour l'analyse. Cela étant, et
malgré la complexité des fondements théoriques sous-jacents, nous pensons que la capacité de
ces méthodes à répondre si précisément à autant de questions diverses concernant la
permanence des structures fait qu'une diffusion plus large en écologie est fortement
souhaitable.
iiAbstract
In ecology, ecosystems are often described by their faunistic and floristic communities,
the environmental conditions and the interactions between the different components. When
studied in a spatial and a temporal scale, it leads to complex tri-dimensional data sets. These
data can be organized in tables. In statistics, multitable methods have been created specifically
to analyze several data tables simultaneously. Whereas these methods seem well adapted to
the treatment of spatio-temporal data, their use is still not so developed in ecology.
Situated at the interface between statistics and ecology, this work addresses the
problem of the relevance of multitable methods to ecological questions in the frame of
spatiotemporal studies of aquatic ecosystems.
A bibliographic review and the results of several examples of data analyses showed
these methods are quite fitted to the question asked. They particularly constitute a good frame
for dealing with characterization of spatial and temporal structures in space and time.
Moreover, the possible link of K pairs of tables could be an innovative and interesting way of
considering spatial and temporal permanence of species-habitat relationships. In several
cases, our work showed advantages of multitable methods comparing with other basic
multivariate methods that are often used.
However, we also pointed out that when no spatial or temporal variability occurs, the
use of more simple methods seems better, and thus multitable strategies are not always
suitable. Conversely, when high variability between tables is identified, the significance of
the results becomes questionable and makes the interpretation difficult.
As a conclusion, the advantage of multitable methods depends on the aim of the study
and the precision required by ecologist for the results. Then, the main difficulty of these
methods is clearly define the goals and objectives. The diversity of questions leads to a
multiple ways in considering the data sets (variable x space x time), and consequently the
choice of the approach is a crucial point. That is, and despite the complexity of statistical
basis of these multitable methods, we think that their capacity to answer precisely to a
multitude of questions about permanence of structure justify their diffusion in ecology.
iiiTable des matières
INTRODUCTION....................................................................... 1
PARTIE I - LES TERMES DE LA RELATION ...................... 7
Chapitre 1. Analyse bibliographique : la diversité des objectifs
écologiques.....................................................................................9
1.1. Introduction : approche spatio-temporelle de l’étude des écosystèmes .......9
1.1.1. Approche systémique................................................................................9
1.1.2. Structure et fonctionnement.....................................................................11
1.1.3. Analyse spatio-temporelle : variabilité et stabilité........................................12
1.2. Etude de la structure ou de l’organisation de l’écosystème................... 15
1.2.1. Formulation des objectifs........................................................................15
1.2.2. Plans d’échantillonnage effectués..............................................................18
1.2.3. Méthodes d’analyses utilisées...................................................................21
1.3. Etude du fonctionnement de l’écosystème ..................................... 30
1.3.1. Etude de la relation entre différents groupes d’un même descripteur ou entre
différents descripteurs biocénotiques....................................................................31
1.3.2. Etude des relations entre des descripteurs des deux ensembles de paramètres
biotiques et abiotiques : relation biocénose/biotope...............................................35
1.4. Conclusion......................................................................... 47
Chapitre 2. Présentation des méthodes multitableaux.......................... 51
2.1. Rappel sur les méthodes d’ordination sous-contraintes ...................... 51
2.1.1. Notations utilisées - Généralités sur les méthodes d’ordination........................51
2.1.2. Analyses inter- et intra-classes..................................................................53
2.1.3. Les analyses sur variables instrumentales (ACPVI et AFCVI)........................55
2.1.4. Analyse Canonique et Analyse de Co-Inertie...............................................56
2.2. Les méthodes multitableaux de la famille STATIS............................ 58
2.2.1. Généralités...........................................................................................58
2.2.2. Analyse triadique partielle (ATP) et AFC de Foucart.....................................58
2.2.3. La méthode STATIS..............................................................................62
2.2.4. La