Comparaison des données hydroclimatiques

Choix des sites d’étude et périodes d’échantillonnage

Les sites d’échantillonnages sont localisés en aval du barrage Taureau, dans la Zone d’exploitation contrôlée (ZEC) Chapeau de paille (figure 2.1). La rivière Matawin possède un bon nombre d’îlots d’origines hydrogéomorphologiques différentes (Ibrahim 2009). Toutefois, tous les îlots échantillonnés pour cette étude proviennent d’un découpage de la plaine alluviale avoisinante. Ce phénomène s’explique par une migration latérale du chenal principal suite à une crue de débordement. Les îlots sont tous situés dans des tronçons sableux. En hiver, ils sont submergés par les lâchers d’eau. Au printemps, ils sont exondés, lors du remplissage du réservoir. Les trois îlots sont relativement proches des berges adjacentes et sont par conséquent facilement accessibles par une petite embarcation (canot). Les caractéristiques de ces trois îlots sont résumées succinctement au tableau 2.1. Leurs images sont présentées à la figure 2.2. L’échantillonnage des plantes et des sols sur les trois îlots a été effectué en 2006 par Ibrahim (2009), et en 2010 et 20 Il (par nous-mêmes) aux mois de juin, juillet et août.

Étude de la végétation

L’échantillonnage de la végétation a été effectué aux étés 2006, 2010 et 20 Il , le long de 4 transects de 1 mètre de large par 20 mètres de long évoluant à partir des 4 extrémités des îlots vers leur centre (figure 2.5). Sachant que les îlots sont de forme ellipsoïdale ou circulaire, nous avons échantillonné le long de quatre rayons des deux axes orthogonaux. Les deux premiers transects étaient disposés le long de l’axe longitudinal de l’îlot (axe amont-aval). Les deux autres transects étaient disposés sur un axe perpendiculaire au grand axe. Dans chaque transect nous avons déterminé le nombre d’espèces dans 20 parcelles contiguës de 1m2 à partir de l’extrémité distale de l’îlot. Au laboratoire, les spécimens cueillis sur le terrain ont été séchés, pressés et conservés dans des herbiers et identifiés à l’espèce en se référant au guide d’identification de la flore Laurentienne (Marie-Victorin 1995). Cette identification a été effectuée par M. Benoît Tremblay en ce qui a trait aux espèces appartenant aux cypéracées et graminées. Afin de mieux comprendre la structure de la strate herbacée, nous avons aussi déterminé les espèces dominantes dans chaque quadrat inventorié.

Enfin, les espèces ont été classées en trois regroupements écologiques distincts selon la classification élaborée par Gauthier (1997) pour les espèces du Québec: espèces des milieux humides (H) et espèces facultatives des milieux humides (F). On a ajouté un troisième groupe écologique, à savoir, celui des espèces des milieux terrestres (T). Les données de la végétation ont été analysées à quatre niveaux hiérarchiques: 1) à l’échelle du paysage, 2) des îlots, 3) des sites et 4) des parcelles. Les transects déployés dans les sites ont été divisés en quatre groupes de parcelles pour mesurer l’influence du gradient hydrique/de perturbation sur la végétation herbacée (figure 2.6). Ainsi, à chaque niveau d’analyse, on peut exprimer les données de la végétation à partir des échelles inférieures. Par exemple, la fréquence spécifique d’un îlot peut s’exprimer à l’échelle de l’îlot, des sites et/ou des parcelles. On peut aussi exprimer une donnée par type de sites, cumulée sur les trois îlots, ou en prenant la moyenne des trois îlots. Nous avons ainsi calculé différentes mesures associées aux trois types d’ espèces et différentes mesures de la diversité et de la fréquence spécifique exprimées en fonction des niveaux d’analyse pour tenir compte de l’influence des échelles spatiales. Ces mesures sont les suivantes à l’échelle des îlots et des sites:

Analyses statistiques

Nous avons comparé les caractéristiques physico-chimiques des sédiments, de la richesse et de la fréquence spécifique pour l’ensemble des espèces d’une part, et par groupe écologique d’autre part, à l’échelle des sites, au moyen de la méthode univariée d’analyse de variance (anova) pour échantillons appariés, en incluant les variables année, site, îlot et quadrat comme facteurs de classification. Nous avons choisi l’approche univariée plus simple et connue parce qu’elle s’avère être plus puissante pour détecter de vraies différences avec de faibles tailles d’échantillons que la méthode multivariée moins contraignante, mais plus complexe à calculer. Cette dernière sépare en effet la variable dépendante à chaque niveau du facteur intra-sujet (mesures répétées) comme dans l’analyse de variance multivariée (manova) où plusieurs variables réponses sont analysées simultanément, ce qui diminue le nombre de degrés de liberté de l’erreur et peut conduire à l’échec de la détection d’effets qui sont significatifs avec la méthode univariée.

Quand les tests sont en désaccord, cela peut être causé par l’influence des données extrêmes, ou par les conditions d’utilisation des tests qui ne sont pas satisfaites par les données, ou parce qu’un test est moins puissant que l’autre, Wilkinson (Systat Statistics manual, 1990. page 301) affirme, « If they [univariate and multivariate analyses] lead to different conclusions, you are usually [in 1988, if read « almost always »J safer trusting the multivariate statistic because if does not require the compound symmetry assumption « . Cette règle est généralement admise, mais pas pour de petits échantillons. La condition de dépendance des échantillons est prise en compte dans le calcul de l’erreur de chaque facteur produisant les valeurs de F critiques où chaque unité d’observation (sujet) est identifié par un code unique et traité comme « variable aléatoire» permettant de retrancher de la variation de la variable dépendante attribuable aux facteurs celle qui provient de la variation entre et pour les mêmes unités d’observation (inter et intra-sujet). La variable quadrat représente ici une portion de transect divisé en quatre groupes de quadrats délimitant un gradient d’humidité/productivité et de perturbation (figure 2.6). Au besoin, la variable dépendante a été transformée afin de linéariser les relations et respecter les conditions d’utilisation du test paramétrique, c’est-à-dire la continuité des données et l’homogénéité de la variance et de la covariance.

Ricbesse spécifique, nombre d’espèces et proportion des écotypes par îlot La comparaison de la richesse spécifique des trois îlots en 2006, 2010 et 20 Il est présentée au tableau 3.2. Il ressort de ce tableau que la richesse spécifique varie d’une année à l’autre et d’un îlot à l’autre. Cette variation est caractérisée par une hausse systématique pour les trois îlots en 2010 suivie d’une baisse systématique en 2011 par rapport aux effectifs des années antérieures. L’analyse de variance à trois critères de classification pour mesures répétées de la richesse spécifique totale (annexe C) à l’échelle des sites montre un effet significatif de l’année (p = 0,004). Le changement le plus important a été observé sur les îlots A et B. Le nombre d’espèces y a d’abord presque doublé entre 2006 et 2010 pour diminuer ensuite de plus de moitié en 2011 (tableau 3.2). D’une année à l’autre, la richesse de l’îlot C est demeurée la plus stable, avec des variations deux fois moins grandes que celle des deux autres îlots. Il apparaît aussi que l’écart de la richesse entre les îlots est généralement la plus faible en 2006.

Lorsqu’on analyse les trois groupes écologiques séparément (tableau 3.3), les changements ont surtout affecté les groupes écologiques des espèces inféodées aux milieux humides (p < 0,001) et les espèces terrestres tandis que le nombre d’espèces facultatives ne présente pas de variations interannuelles significatives (p = 0,063). Le nombre d’espèces du premier groupe écologique a plus que doublé sur les trois îlots entre 2006 et 2010; avec un accroiss~ment plus important d’espèces avec la distance des îlots par rapport au barrage. Les îlots C, B et A gagnent ainsi 12, 15 et 17 espèces humides respectivement. Quant au second groupe écologique, il a complètement disparu sur deux îlots en 2011. Pour ce qui est de la proportion du nombre d’espèce des écotypes par îlot, on remarque que pour chacun des écotypes celle-ci est la plus homogène à des années différentes. Ainsi, la proportion des espèces humides des trois îlots est la plus homogène à l’année 2010, en 2011 pour les espèces facultatives et en 2006 pour les espèces terrestres. Finalement, la proportion du nombre d’espèces humides (terrestres) des trois îlots augmente (diminue) au cours des trois années, à l’exception de l’îlot C en 20 Il où elle demeure stable.

Table des matières

REMERCIEMENTS
RESUME
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
CHAPITRE 1 INTRODUCTION
1.1 Revue de la littérature
1.2 Problématique
1.3 Objectif et hypothèses
CHAPITRE II MÉTHODOLOGIE
2.1 Cadre d’étude
2.2 Choix des sites d’étude et périodes d’échantillonnage
2.3 Étude de la végétation
2.4 Analyse physico-chimique des sédiments
2.5 Analyses statistiques
CHAPITRE III , RESULTATS
3.1 Comparaison des données hydroclimatiques
3.2 Comparaison des caractéristiques physicochimiques des sédiments
3.3 Comparaison des caractéristiques de la végétation
3.3.1 Richesse spécifique, nombre d’espèces et proportion par écotype
3.3.2 Richesse spécifique, nombre d’espèces et proportion des écotypes par îlot
3.3.3 Fréquence spécifique totale, fréquence spécifique et proportion des écotypes
3.3.4 Nombre total d’espèces et proportion des écotypes par sites
3.3.5 Proportion d’espèces uniques et fréquence spécifique moyenne
3.3.6 Fréquence spécifique cumulative relative des espèces
3.3.7 Patron de distribution des écotypes le long du gradient hydrique
3.3.8 Similarité compositionnelle entre années, îlots et sites
3.3.9 Relations entre les facteurs abiotiques et la proportion des écotypes
CHAPITRE IV DISCUSSION
4.1 Relation entre l’hydrologie et la variation des classes granulométriques des sédiments des îlots
4.2 Historique géomorphologique des îlots et variation interannuelle de la végétation
4.3 Relation entre hydrologie, géomorphologie et dynamique de la végétation
4.4 Effet de l’hydrologie sur les processus biogéochimique et la végétation
4.5 Influence de la durée de l’inondation sur la végétation
4.6 Effet de la température et des crues sur la compétition interspécifique
4.7 Contexte biophysique et théorie de la perturbation
4.8 Similarité compositionnelle des îlots
4.9 Patron de la richesse spécifique des sites et théorie de la perturbation
4.10 Patron de distribution de la végétation le long du gradient hydrique
4.11 Rôle de la variabilité hydrologique et des caractéristiques des sites sur la végétation
4.12 Récapitulatif des hypothèses et critique des faiblesses de l’étude
4.13 Conséquences et réflexion sur le mode de gestion du réservoir
CHAPITRE V CONCLUSION
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE A
ANNEXE B
ANNEXE C
ANNEXE D
ANNEXE E
ANNEXE F

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