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As-tu déjà utilisé des quadrats ? Tu as peut-être prélevé des échantillons sur le terrain de jeu de ton école pendant l'une de tes matières scientifiques. Si ce n'est pas le cas, ne t'inquiète pas. Les quadrats sont des cadres (généralement carrés) utilisés pour identifier une zone d'échantillonnage et compter les individus qui s'y trouvent.
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Inscris-toi gratuitementChoisis 3 organismes que tu pourrais échantillonner à l'aide d'un quadrat.
Ce type de quadrat est subdivisé en carrés.
Ce type de quadrat est un simple cadre carré.
Ce type de quadrat utilise de longues épingles.
Quelle est la quantité minimale d'échantillons de quadrats pour chaque site d'étude ?
Choisis deux avantages des quadrats.
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Équipe enseignants Quadrats
Bien qu'ils soient appelés quadrats (quad = quatre), ils ne doivent pas nécessairement être carrés (c'est-à-dire avoir quatre côtés égaux). Ils peuvent avoir n'importe quelle forme, à condition que tu puisses calculer leur surface. Mais pour faciliter les choses, la plupart des quadrats sont carrés. Cela t'évite de perdre du temps à faire des calculs complexes alors que tu pourrais être en train d'échantillonner l'environnement !
La définition d'un quadrat est une pièce d'équipement utilisée pour identifier une zone d'échantillonnage et étudier les organismes sessiles qui s'y trouvent.
Sessile signifie le contraire de mobile, c'est-à-dire qu'il ne bouge pas.
Les quadrats sont utilisés pour estimer l'abondance et la répartition d'une espèce.
Il existe trois types de quadrats : les quadrats à cadre, les quadrats à grille et les quadrats à points. Nous reviendrons plus en détail sur ces trois types de quadrats.
Fig. 1 - Un quadrat à grille mesurant la végétation dans un habitat de dunes de sable. Source : Wikimedia Commons
Les quadrats sont utilisés pour mesurer les facteurs biotiques (composants vivants d'un écosystème). Il existe quatre facteurs biotiques principaux sur lesquels il faut se concentrer :
Taille de la population : le nombre d'individus d'une même espèce vivant dans un habitat.
Richesse des espèces : nombre d'espèces présentes dans un habitat.
Répartition des espèces : comment les espèces sont disposées dans l'espace dans un habitat.
Biodiversité : la mesure de la variété et de l'abondance des espèces dans un habitat.
La mesure des facteurs biotiques d'un écosystème est utile pour la recherche et la surveillance. Associées à des mesures abiotiques, les données peuvent aider à dresser un tableau détaillé d'un écosystème.
Les quadrats peuvent être utilisés pour les trois types d'échantillonnage : aléatoire, systématique et stratifié.
Les transects reviendront plus tard, alors continue de lire.
Étudions les trois types de quadrats. À chacun est associé un calcul utilisé pour évaluer les facteurs biotiques.
| Quadrat | Description | Calculs |
| Cadre | Un cadre carré (généralement 1m2) qui est placé directement sur la végétation. Ils sont généralement fabriqués en plastique, en tuyau PVC, en métal ou en bois. Toutes les espèces se trouvant dans la zone du cadre sont identifiées et comptées. | Pourcentage Fréquence |
| Grille | Semblable aux quadrats à cadre, mais ils sont subdivisés en carrés (généralement 25 ou 100). | Pourcentage de couverture |
| Point | Un cadre en forme de T, où la barre du T contient 10 longues épingles. Le quadrat est poussé vers le sol. Les différentes plantes touchées par les épingles sont identifiées et comptées. | Fréquence locale |
Les quadrats sont utilisés pour l'échantillonnage passif - c'est-à-dire l'échantillonnage sans retirer les organismes de leur habitat naturel. Les organismes sont généralement comptés à la main. Tu peux aussi prendre une photo pour une analyse ultérieure.
Un transect est une ligne droite tracée à travers une zone d'échantillonnage. Les transects sont des outils couramment utilisés lors de l'échantillonnage d'un site d'étude qui présente un gradient environnemental.
Un gradient environnemental est un changement de facteurs abiotiques dans l'espace.Les dunes de sable sont un exemple courant d'habitat soumis à un gradient environnemental.
Les transects sont utilisés pour l'échantillonnage systématique -lorsque les échantillons sont prélevés à des intervalles fixes et réguliers.
Il existe deux types de transects : les transects continus et les transects interrompus.
Sur les transects continus, tu enregistres la végétation sur toute la longueur du transect. Ils fournissent un niveau de détail élevé, mais leur utilisation prend beaucoup de temps. Ils ne conviennent donc qu'aux courtes distances.
Sur les transects interrompus, tu enregistres la végétation à intervalles réguliers le long du transect. L'utilisation d'un transect interrompu est beaucoup plus rapide, mais ne fournit pas autant de détails qu'un transect continu.
Lorsque l'échantillonnage systématique est combiné à des mesures abiotiques, les données peuvent être utilisées pour démontrer la succession écologique. La composition de la communauté varie en fonction des conditions physiques de l'écosystème.
Quels sont les stades de la succession des dunes de sable ?
| Stade | Conditions physiques | Communautés végétales |
| Dunes embryonnaires | Conditions alcalines et salées, exposition au vent et à l'eau de mer. | Plantes pionnières éparses, par exemple le sabot et l'herbe de Lyme. |
| Dunes jaunes | Moins salées, plus stables, surélevées par rapport à la plage. | Graminées qui construisent les dunes, par exemple l'ammophile et la fétuque rouge. |
| Dunes grises | Plus abritées, le pH du sol diminue | Couverture végétale complète, par exemple orchidées et fougères. |
| Communauté Climax | Abritée, avec des sols acides et une forte teneur en humus. | Grands arbustes et arbres, par exemple chêne et bruyère. |
Fig. 3 - Dunes jaunes à Hayle, en Cornouailles. Source : unsplash.com
Les diagrammes en cerf-volant permettent de comparer les fréquences le long d'un même transect. Le transect est représenté sur l'axe des abscisses. La fréquence de chaque espèce est indiquée par la largeur du "cerf-volant".
Lorsque l'on étudie la végétation, il est important de tenir compte de la taille du quadrat. La taille de ton quadrat est généralement liée à la taille de la végétation étudiée. Par exemple :
Quadrats de 10 cm x 10 cm : utilisés pour les très petites plantes, par exemple les algues ou les bryophytes.
Quadrats de 25 cm x 25 cm : utilisés pour les herbages courts ou d'autres végétaux à croissance lente
Quadrats de 50 cm x 50 cm : utilisés pour les herbes longues ou les landes.
Lorsque l'on étudie une très grande végétation, comme les arbres, il est plus facile de délimiter des parcelles sur le sol à l'aide de rubans à mesurer.
De plus, lorsque tu planifies ton travail sur le terrain, tu dois prendre en compte le nombre d'échantillons de quadrats que tu prélèveras. Tu dois prendre suffisamment d'échantillons pour minimiser l'effet des anomalies et effectuer des tests statistiques, mais pas trop pour ne pas manquer de temps. Il est recommandé de prélever au minimum 10 échantillons de quadrats pour chaque site d'étude.
Voyons maintenant les calculs qui sont effectués à partir des données des quadrats. Ces calculs peuvent être utilisés pour déterminer la taille de la population, la richesse des espèces, la répartition des espèces et la biodiversité.
Tu peux calculer le pourcentage de fréquence d'une espèce à l'aide des données de ton quadrat cadre.
Fréquence en pourcentage = (nombre de quadrats contenant l'espèce cible ÷ nombre total de quadrats) x 100
Par exemple, l'ammophile se trouve dans 3 quadrats sur 20.
Fréquence en pourcentage = (3 ÷ 20) x 100 = 15 %.
La fréquence en pourcentage de l'ammophile est de 15 %.
Tu peux estimer le pourcentage de couverture des différentes espèces à l'aide d'un quadrat quadrillé. Si un carré interne est occupé à plus de la moitié par une espèce, on suppose que l'espèce couvre tout le carré. Les résultats de plusieurs quadrats peuvent être amalgamés et faire l'objet d'une moyenne afin d'obtenir une estimation pour l'ensemble de la zone d'étude.
Un inconvénient de cette technique est que la couverture des plantes est souvent surestimée ou sous-estimée.
Tu peux estimer la fréquence locale en utilisant les données d'un quadrat ponctuel.
Fréquence locale = (nombre d'occurrences d'uneespèce/nombretotal d'épingles) x 100
Si des mesures ont été prises sur un quadrat de 15 points, cela représente un total de 150 épingles. Disons que 40 épingles ont touché des chardons.
Fréquence locale = (40 ÷150) x 100 = 26,7 %.
Prête une attention particulière à cette section - tu en auras peut-être besoin pour planifier tes travaux pratiques, et c'est une question typique de l'examen.
Place des mètres ruban à angle droit pour diviser le site d'étude en une grille.
Utilise un générateur de nombres aléatoires pour produire des coordonnées à l'intérieur de la grille. Place un quadrat à chaque coordonnée.
Utilise une clé pour identifier les espèces présentes dans chaque quadrat.
Ensuite, compte le nombre d'individus ou estime le pourcentage de couverture dans chaque quadrat. Si tu es pressé par le temps, prends plutôt des photos de chaque quadrat et fais cette partie plus tard.
Inscris tes résultats dans un tableau.
Calcule l'abondance moyenne de chaque espèce.
Pesons le pour et le contre de l'échantillonnage par quadrat.
| Avantages | Inconvénients |
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|
J'espère que cet article t'a apporté des éclaircissements sur les quadrats. Rappelle-toi qu'ils sont utilisés pour identifier une zone d'échantillonnage et étudier les organismes sessiles qui s'y trouvent. Il existe trois types de quadrats : le cadre, la grille et le point. À chacun est associé un calcul permettant d'évaluer les facteurs biotiques.
1. Lorna Dawson, Dunes de sable, Institut James Hutton, 2015
2. Neil Chalmers, The OU Project Guide : Fieldwork and Statistics for Ecological Projects (Travail de terrain et statistiques pour les projets écologiques), 1989.
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
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Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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