Mémoire de Master 2 Influence de l`urbanisation sur la végétation

Mémoire de Master 2
Mention Géographie environnementale
Spécialité Systèmes Géographiques et Environnement
Influence de l'urbanisation sur la végétation
riveraine dans le secteur du Rhin Tortu au sein de la
Communauté Urbaine de Strasbourg :
Cartographie de l'occupation du sol et de la végétation le long
d'un gradient urbain-rural
Maxime Burst
Sous la direction de :
Michèle Trémolières, Professeur à l'Université de Strasbourg
Eugénie Schwoertzig, Doctorante au LHYGES
Evalué par un jury composé de :
Michèle Trémolières
Michel Hoff
Anne Puissant
Juin 2013
Dominique Schwartz
Influence de l'urbanisation sur la végétation
riveraine dans le secteur du Rhin Tortu au sein de la
Communauté Urbaine de Strasbourg :
Cartographie de l'occupation du sol et de la végétation le long
d'un gradient urbain-rural
Maxime Burst
Juin 2013
Remerciements
Je tiens tout d'abord à remercier Michèle Trémolières, professeur du Laboratoire
d'Hydrologie et de Géochimie de Srasbourg (LHYGES) pour m'avoir permis de réaliser ce
stage au sein de la Zone Atelier Environnementale Urbaine (ZAEU) sur un sujet passionnant
et qui fait face à une des menaces pour la biodiversité les plus importantes de notre temps.
Qu'elle en soit vivement remercié, ainsi que pour le suivi et les relectures apportées à ce
mémoire. Je remercie également Eugénie Schwoertzig, doctorante au LHYGES, sans qui les
travaux effectués dans le cadre de ce mémoire n'auraient pu voir le jour, si ses travaux de
thèse n'avaient permis d'engager l'étude de l'influence de l'urbanisation sur la biodiversité
végétale à Strasbourg. Qu'elle soit remerciée également pour les discussions que nous avons
pu avoir tout au long de ce stage, aidant au développement de ce sujet de mémoire, et pour les
commentaires et relectures ayant été apportées à ce document.
Je remercie ensuite tout particulièrement Michel Hoff, président de la Société
Botanique d'Alsace (SBA) et expert incontournable de la flore d'Alsace, pour les nombreuses
données (Extraits de la BD Brunfels, Listes d'espèces par habitats) ayant permis la réalisation
de notre étude. Je le remercie également pour les discussions sans lesquelles ce sujet de stage
n'aurait peut-être pas vu le jour, et n'aurait permis par conséquent l'avancé des connaissances
sur la flore de la capitale alsacienne.
Je remercie aussi le Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE), ainsi que la
Communauté Urbaine de Strasbourg, qui nous ont fourni aimablement les données SIG
nécessaires à la réalisation de notre étude.
Enfin, je tiens également à remercier l'ensemble des membres du Laboratoire de
Botanique et d'Ecologie Végétale du LHYGES (Professeurs, Maîtres de conférences,
Thésardes et autres Stagiaires), qui se reconnaitront et sans qui le 3ème étage de l'Institut de
Botanique serait sans doute moins convivial.
Sur ce, je remercie en dernier lieu les lecteurs/lectrices de ce mémoire, pour la
curiosité qu'ils/elles ont eu à s'aventurer au sein de ces premières pages, et leur souhaite (en
espérant satisfaire leurs intérêts) une bonne lecture pour la suite !
Maxime Burst
Table des matières
Introduction.........................................................................................................1
1. Etat de l'art............................................................................................................................1
2. Problématiques......................................................................................................................3
3. Concepts élémentaires et zone d'étude................................................................................3
3.2 Les concepts de l'écologie du paysage................................................................................................3
3.2. Intérêts de l'étude de la biodiversité urbaine et des trames vertes.....................................................6
3.1 Définition de la zone d'étude..............................................................................................................8
Chapitre 1 :
Cartographie de l'occupation du sol en terme d'habitats et de la végétation
par l'utilisation de la télédétection...................................................................10
1. Préambule : Synthèse des méthodes de cartographie de végétation..............................10
1.1 Cartographie de la végétation par accrétion de données..................................................................10
1.1.1 Les grandes bases de données nationales..........................................................................10
1.1.2 Les bases de données régionales : exemple de l'Alsace....................................................13
1.1.2.1 Les avantages de l'accrétion de données...........................................................14
1.1.2.2 Les limites de l'accrétion de données................................................................14
1.2 Cartographie de la végétation par inventaire d'un réseau de mailles................................................16
1.2.1 Exemple de mailles de 5 km² : L'Atlas de la Flore de Lorraine........................................16
1.2.2 Gagnons en précision : exemples de mailles de 1 km².....................................................17
1.2.3 Cartographies à petites échelles : les programmes de sciences participatives..................18
1.3 Limites des méthodes actuelles de cartographie de la végétation....................................................18
2. Matériel et méthodes : Proposition d'une méthode rapide de cartographie des habitats
et de la végétation par l'utilisation de la télédétection.........................................................19
2.1 Acquisition des informations géographiques d'occupation du sol....................................................19
2.2 Identification de liens entre occupation du sol et végétation............................................................21
2.3 Acquisition de listes d'espèces par habitat........................................................................................22
2.4 Tables des correspondances et identification des habitats................................................................23
2.5 Cartographie des habitats sous SIG.................................................................................................27
2.6 Cartographie de la répartition des espèces végétales........................................................................30
2.7 Cartographie de la biodiversité végétale..........................................................................................30
3. Résultats...............................................................................................................................32
3.1 Cartographie des habitats..................................................................................................................32
3.2 Cartographie de la répartition des habitats potentiels des espèces...................................................32
3.3 Cartographie de la biodiversité végétale...........................................................................................34
4. Discussion.............................................................................................................................36
4.1 Les limites méthodologiques de notre cartographie........................................................................36
4.2 Affinage de la cartographie des espèces : de l'habitat potentiel à la présence
effective..................................................................................................................................................37
Chapitre 2 :
Influence de l'urbanisation sur les caractéristiques des habitats et la
biodiversité végétale le long d'un gradient urbain-rural...............................39
1. Préambule............................................................................................................................39
1.1 Influence de l'urbanisation sur les habitats et la biodiversité végétale............................................39
1.2 Le gradient urbain-rural...................................................................................................................40
2. Caractérisation du gradient urbain-rural le long du réseau du Rhin Tortu Ziegelwasser.............................................................................................................................42
2.1 Méthodologie....................................................................................................................................42
2.2 Résultats...........................................................................................................................................42
2.2.1 Gradients d'urbanisation et typologie de l'urbain au rural................................................42
2.2.2 Caractéristiques de l'urbain au rural..................................................................................44
2.2.3 Gradients urbains et modèles radioconcentriques.............................................................45
2.3 Discussion.........................................................................................................................................46
3. Influence de l'urbanisation sur les espaces végétalisés....................................................47
3.1 Méthodologie....................................................................................................................................47
3.2 Résultats : Impact de l'urbanisation sur la qualité des espaces végétalisés......................................47
3.2.1 Surface occupée par chaque espace végétalisé.................................................................47
3.2.2 Fragmentation des espaces végétalisés.............................................................................49
3.2.3 Taille moyenne des entités de chaque espace végétalisé..................................................50
3.3 Résultats : Impact de l'urbanisation sur les trames vertes.................................................................52
3.3.1 Surface occupée par la végétation au sein des trames vertes............................................52
3.3.2 Fragmentation et taille moyenne des entités de végétation des trames vertes..................53
3.4 Discussion.........................................................................................................................................55
4. Influence de l'urbanisation sur la biodiversité végétale..................................................58
4.1 Méthodologie...................................................................................................................................58
4.2 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la richesse spécifique moyenne des sites.......................60
4.3 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la richesse spécifique moyenne des espaces
végétalisés...............................................................................................................................................60
4.3.1 Richesse spécifique moyenne des différents types d'espaces végétalisés.........................60
4.3.2 Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés au sein des trames vertes............62
4.4 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la composition spécifique..............................................63
4.4.1 Richesse moyenne en espèces spécialistes des sites.........................................................63
4.4.2 Richesse moyenne en espèces spécialistes au sein des espaces végétalisés.....................64
4.4.2.1 Richesse moyenne en espèces spécialistes des différents types
d'espaces végétalisés.....................................................................................................64
4.4.2.2 Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés au sein
des trames vertes..............................................................................................65
4.5 Discussion.........................................................................................................................................66
Conclusions et perspectives.............................................................................69
Bibliographie......................................................................................................71
Annexes...............................................................................................................76
Liste des figures
Figure 1 : Schéma des unités du paysage................................................................................................4
Figure 2 : Localisation de la zone d'étude le long du réseau du Rhin Tortu - Ziegelwasser...................9
Figure 3 : Répartition en France d'Acer campestre...............................................................................11
Figure 4 : Répartition départementale d'Acer campestre.......................................................................12
Figure 5 : Répartition d'Acer campestre par mailles de 10 km²............................................................12
Figure 6 : Répartition d'Acer campestre par communes en Alsace.......................................................13
Figure 7 : Cartes de la densité de relevés par km² et du nombre d'espèces par km² dans le canton de
Zurich......................................................................................................................................................15
Figure 8 : Densité de relevés floristiques et biodiversité totale par quadrats de 500 mètres de côté au
sein de la Communauté Urbaine de Strasbourg......................................................................................16
Figure 9 : Répartition d'Acer campestre en Lorraine.............................................................................17
Figure 10 : Nomenclature des surfaces végétalisées et caractéristiques de distinction.........................21
Tableau 11 : Typologie des espaces de l'AITF et analogies avec la typologie d'habitats CORINE
Biotopes..................................................................................................................................................22
Tableau 12 : Listes des habitats et richesse spécifique associée de la flore urbaine de Strasbourg......23
Tableau 13 : Tables des correspondances entre les classifications d'occupation du sol et les habitats
inventoriés...............................................................................................................................................25
Tableau 14 : Extrait de la classification des habitats.............................................................................26
Tableau 15 : Extrait des interactions entre les différents habitats et définition de habitats
complémentaires.....................................................................................................................................28
Tableau 16 : Extrait de la table de présence/absence des espèces par habitat.......................................31
Figure 17 : Distribution des habitats au sein du site RT1......................................................................32
Figure 18 : Habitats potentiels de Acer campestre au sein du site RT1................................................33
Figure 19 : Habitats potentiels de Azolla filiculoides au sein du site RT1............................................34
Figure 20 : Potentiel de biodiversité au sein du site RT1......................................................................35
Figure 21 : Potentiel en espèces spécialistes au sein du site RT1.........................................................35
Figure 22 : Modèles radioconcentriques de l'urbain au rural................................................................41
Figure 23 : Analyse en Composantes principales de la répartition de nos sites d'études.....................43
Tableau 24 : Typologie de l'urbain au rural...........................................................................................44
Figure 25 : Pourcentages d'occupation du sol par chacun de nos grand types d'habitat le long du
gradient urbain-rural...............................................................................................................................45
Figure 26 : Gradient urbain-rural et distance au centre-ville (cathédrale de Strasbourg)......................46
Figure 27 : Pourcentage de chaque type d'espaces végétalisés le long du gradient d'urbanisation.......48
Figure 28 : Fragmentation des espaces végétalisés le long du gradient d'urbanisation.........................49
Figure 29 : Fragmentation de chaque type d'espace végétalisé le long du gradient d'urbanisation......49
Figure 30 : Taille moyenne des entités d'espaces végétalisés le long du gradient d'urbanisation.........50
Figure 31 : Taille moyenne des entités de chaque type d'espaces végétalisés le long du gradient
d'urbanisation...................................................................................................................................51-52
Figure 32 : Pourcentage de végétation aux abords des structures linéaires...........................................53
Figure 33 : Fragmentation des espaces végétalisés le long de 3 types de structures linéaires..............54
Figure 34 : Taille moyenne des entités de végétation le long de 3 types de structures linéaires..........54
Figure 35 : Calcul de l'indice BioMOS..................................................................................................58
Figure 36 : Schéma de l'automatisation des calculs de richesse spécifique..........................................59
Figure 37 : Richesse spécifique moyenne des sites le long du gradient urbain-rural............................60
Figure 38 : Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés le long du gradient urbain-rural....61
Figure 39 : Evolution de la richesse spécifique moyenne pour les différents types d'espaces
végétalisés le long du gradient urbain-rural............................................................................................62
Figure 40 : Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés aux abords de structures linéaires et
le long du gradient urbain-rural........................................................................................ .....................63
Figure 41 : Richesse moyenne en espèces spécialistes le long du gradient urbain-rural......................63
Figure 42 : Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés le long du gradient
urbain-rural.............................................................................................................................................64
Figure 43 : Evolution de la richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés le long
du gradient urbain-rural..........................................................................................................................65
Figure 44 : Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés aux abords de structures
linéaires et le long du gradient urbain-rural............................................................................................65
Introduction
1. Etat de l'art
En l'espace de 11 années, la population mondiale est passée de 6,1 milliards en l'an
2000 à une évaluation dépassant les 7 Milliards au 31 Octobre de l'année 2011 (ONU 2011a).
Si les taux de natalité actuels restent constants, les estimations concernant la population
mondiale devrait dépasser les 10 Milliards en 2100 (ONU 2011a). Cette population
historiquement rurale (attelée au travail de la terre) a subi notamment au cours des deux
derniers siècles la révolution industrielle et de nombreux exodes ruraux, entraînant un
accroissement des populations urbaines. Cet accroissement n'a ainsi cessé d'augmenter jusqu'à
ce jour, et en 2008 pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, plus de la moitié de la
population mondiale vit en milieu urbain (Clergeau 2007). Les villes se sont alors densifiées
avec une concentration de leur population au sein de surfaces réduites, permettant ainsi dans
des contextes souvent belliqueux, l'établissement de défenses et la réalisation de ceintures de
remparts défensifs. Plus récemment, avec la pacification des tensions et l'ouverture de
nombreuses frontières, notamment depuis la fin de la seconde guerre mondiale, les villes ont
alors pour la plupart perdu leurs aspects défensifs et ont vu se développer de nouveaux
quartiers au sein de leur périphérie.
Après les années 1960 et la création de nombreux habitats collectifs, l'étalement urbain
s'est fortement accéléré avec plus récemment le désir d'accession des populations à des
propriétés individuelles. L'étalement urbain est ainsi plus rapide que l'augmentation de la
population (ONU 2011b) et constitue aujourd'hui une menace importante pour les habitats
naturels. Concernant la France, en 2006, 3 régions présentaient alors plus de 10 % de
territoires artificialisées ; l'Ile-de-France, le Nord-Pas-de-Calais et l'Alsace avec
respectivement 21 %, 13,5 % et 10,1 % (Corine Land Cover 2006).
Les habitats naturels et la biodiversité qu'ils hébergent, sont alors de plus en plus
soumis aux menaces de l'urbanisation, qui se traduisent :
- d'un côté, par la réduction et/ou la disparition d'habitats naturels et semi-naturels responsable
d'une perte directe de biodiversité,
- de l'autre, par la fragmentation et la déconnexion des habitats entre eux à l'origine d'une
perte différée ou indirecte de biodiversité.
En France, pour essayer de pallier aux pertes de biodiversité, de nombreux outils
réglementaires ou d'inventaires ont été mis en place (MNHN 2013). On peut citer comme
outils réglementaires, les parcs nationaux, les parcs naturels régionaux, les réserves naturelles
nationales et régionales, les arrêtés de protection du biotope, les sites Natura 2000,..., et en
tant qu'outils d'inventaires, les Zones Naturelles d'Intérêts Ecologiques, Faunistiques et
Floristiques (ZNIEFF) de type 1 et 2, les listes rouges de l'Union Internationale de
1
Conservation de la Nature (UICN), ou encore les secteurs recensées à l'inventaire des zones
humides remarquables, etc,...
L'inconvénient majeur de ces outils réglementaires et d'inventaires est de ne proposer
qu'une protection au niveau des entités (tâches) d'habitats, et de ne permettre une
connaissance approfondie de la biodiversité qu'au sein de ces dernières, sans s'intéresser aux
liens entre elles. Cela revient par conséquent à enrayer la perte directe de biodiversité au
niveau de ces tâches d'habitats, sans prendre en compte la perte différée ou indirecte de
biodiversité.
En ville, les espaces verts, notion introduite dans les textes réglementaires depuis 1961
(Mehdi et al., 2012) constituent les principaux îlots de "Nature" de surfaces conséquentes
dans le tissu urbain (Mehdi & Di Pietro 2009). Les Espaces Verts Publics (EVP) rassemblent
ainsi "les espaces non bâtis, végétalisés, gérés par le service des espaces verts d'une commune
et ouverts au public" (Mehdi 2010). Malgré leur importance sans cesse démontrée, que ce soit
en termes des services écosystémiques (épuration de l'air, modération des températures,...), de
services sociétaux (supports d'activités sportives, jardins de subsistance,...) ou en terme
d'agréments (arbres d'alignements, parcs de détente, jardins ornementaux,...) (Rankovic,
Pacteau & Abadie 2012), les espaces verts urbains ne bénéficient cependant d'aucune
protection et restent soumis à une importante pression du foncier. Leur biodiversité est alors
également soumise à de nombreuses pressions, comme les fréquentations intensives (Mehdi
2010), les modes de gestions non raisonnés (fauches et tontes trop régulières, utilisation des
phytosanitaires,...), ou encore les aménagements d'espaces verts (encore trop souvent réalisés
sans réflexion autour de leur possible mise en réseau). Par leur isolement au sein d'une
matrice urbaine le plus souvent défavorable et leurs tailles souvent modestes dans le cœur des
villes, ces espaces verts sont par conséquent voués à l'accueil d'une biodiversité restreinte, et à
terme à une perte différée de leur biodiversité (Burel & Baudry 1999).
La Communauté Urbaine de Strasbourg (CUS), est une structure intercommunale
française existante depuis le 4 Décembre 1967 et regroupant 28 communes. Au dernier
recensement de 2006, la ville de Strasbourg comptait à elle seule 272 975 habitants, ce qui en
fait la 7ème ville française la plus peuplée selon L'Institut National de la Statistique et des
Etudes Economiques (INSEE). Toujours selon l'INSEE, l'ensemble de la communauté urbaine
présentait quant à elle 452 509 habitants au recensement de 1999 mais sa population n'a
cessée d'augmenter depuis, entraînant un étalement urbain constant (ADEUS-AURM 2007).
Les risques de conurbations entre les différentes communes de la CUS sont par conséquent
très élevés aujourd'hui.
En raison de l'important réseau hydrographique traversant le territoire de la CUS (on
peut citer l'Ill, la Bruche, le Rhin Tortu ou encore le canal du Rhône au Rhin), nous avons fait
le choix de mener une étude sur la biodiversité végétale le long du réseau du Rhin Tortu Ziegelwasser (secteur sud de la ville). En effet, cette étude a pour vocation a s'inscrire dans le
cadre d'un travail de thèse, dont l'objet est l'étude du rôle des corridors fluviaux dans la
dynamique de la biodiversité végétale urbaine (Eugénie Schwoertzig 2013 -2016). Nous
entendons par réseau, le complexe composé du Rhin Tortu (de son origine située au niveau du
2
plan d’eau de Plobsheim à sa confluence avec l’Ill) et sa diffluence le Ziegelwasser, tous deux
anciens bras du Rhin. Ce réseau de cours d'eau orienté Nord-Sud, permet ainsi d'entrevoir un
gradient d'urbanisation du centre-ville à la périphérie.
Le long de ces cours d'eau, nous tenterons d'étudier l'influence de l'urbanisation sur les
habitats "d'espaces verts" et la biodiversité végétale qu'ils hébergent. Afin de comparer ces
espaces verts tout au long du gradient d'urbanisation, et afin de lever toutes ambiguïtés, nous
définirons par la notion "d'espaces végétalisés", l'ensemble des habitats dit de végétation des
milieux urbains aux milieux ruraux.
L'étude des métriques d'écologie du paysage telles que la surface occupée par les
habitats, leur fragmentation ou encore la taille de leurs entités, permettront alors d'envisager la
disponibilité en habitats végétalisés et des liens existants entre eux. Cependant l'étude de ces
métriques nécessite la connaissance préalable de la répartition des habitats et des espèces au
sein des villes.
2. Problématiques
Les questions auxquelles nous tenterons de répondre sont :
- Comment accéder rapidement à la répartition des habitats et des espèces végétales en
milieu urbain ?
- Existe-t-il un gradient continu d'urbanisation le long du réseau du Rhin Tortu Ziegelwasser ?
- Quelles sont les influences de l'urbanisation sur les habitats et la biodiversité végétale ?
En conséquence, nous proposons une étude en 2 chapitres complémentaires :
- Dans le premier nous présenterons une méthode de cartographie pour accéder aux données
de répartition des habitats et des espèces.
- Dans le second nous évaluerons l'influence de l'urbanisation sur les habitats et la biodiversité
végétale au niveau du réseau du Rhin Tortu - Ziegelwasser.
3. Concepts élémentaires et zone d'étude
3.1 Les concepts de l'écologie du paysage
L'intérêt croissant concernant la prise en compte de la perte différée de biodiversité a
permis l'apparition, dès le milieu des années 1980, de concepts nouveaux, et le développement
d'une science nouvelle : l'écologie du paysage (Forman & Godron 1986, Burel & Baudry
1999). En intégrant les activités humaines au sein de l'écologie au travers d'une approche
géographique à l'échelle des paysages, l'écologie du paysage permet alors de proposer des
3
méthodes d'études et des applications concrètes pour enrayer cette perte de biodiversité. Elle
permet ainsi de s'intéresser aux liens et aux flux d'espèces entre les différentes tâches
d'habitats, indispensables au maintien des populations. Les tâches d'habitats forment alors des
"noyaux de biodiversité" (COMOP 2010), plus ou moins isolés au sein d'une matrice, et
pouvant être connectés par des corridors plus ou moins linéaires (figure 1).
Figure 1 : Schéma des unités du paysage (Liénard & Clergeau 2011)
Les habitats favorables à la présence d'une espèce, forment ainsi des "tâches" ou
noyaux d'habitats au sein d'une matrice d'habitats lui étant plutôt défavorable. L'ensemble des
différents habitats pouvant être exploités par une espèce forment alors "l'adresse" (Ramade
2002) de sa niche écologique fondamentale, c'est à dire les emplacements particuliers où une
espèce se rencontre. L'ensemble des conditions physico-chimiques du milieu nécessaires à la
présence d'une espèce caractérisent alors la niche écologique fondamentale (selon
Hutchinson 1957) sans prise en compte de la fonction des espèces. L'évolution du concept de
niche écologique prend aujourd'hui en compte cette fonction ou "profession" de l'espèce au
sein de l'habitat (Ramade 2002), dépassant ainsi largement la simple notion de niche
écologique fondamentale. Par conséquent, nous nous en tiendrons ici à la définition de
Hutchinson et pour lever toutes ambiguïtés, nous parlerons "d'habitats potentiels" des
espèces sans aborder les notions plus complexes de "niches écologiques".
Lorsqu'une espèce peut exploiter différents habitats, on parlera alors d'espèces
généralistes, caractérisées par une large amplitude écologique, leur permettant ainsi de
s'établir dans de nombreux habitats, mais également au sein des interfaces de ces derniers.
Lorsqu'au contraire, une espèce ne peut exploiter qu'un seul habitat, on parlera alors d'espèces
spécialistes, dont les amplitudes écologiques plus restreintes conditionneront ces espèces au
sein de niches écologiques plus réduites (Vallet 2009).
4
Pour établir le lien entre les différentes tâches d'habitats, l'écologie du paysage
s'attache particulièrement à étudier (Burel & Baudry 1999) :
- La quantité d'habitats disponibles (surface totale favorable à une espèce)
Permet ainsi de quantifier les surfaces relatives à chaque habitat et de décrire leurs
évolutions au cours du temps, ainsi que de mettre en évidence les phénomènes de raréfaction
d'habitats : tel est le cas des zones humides, ce qui a notamment conduit à un traité
international visant à leur conservation et utilisation durable le 2 février 1971, la Convention
de Ramsar (Ramsar 2013).
- La fragmentation (Nombre d'entités ou tâches d'habitats favorables à une espèce)
Permet d'évaluer le nombre d'entités d'habitats constituant la surface totale d'habitats
disponibles. Selon la répartition spatiale de cette surface, le nombre d'entités peut ainsi varier
très largement, ce qui peut jouer un rôle essentiel dans le maintien des populations. En effet,
plus la fragmentation est importante, plus les surfaces de chacune des entités d'habitats
diminuent, ce qui limite l'espace au sein de ces entités pour le maintien de populations
viables.
- La taille des tâches d'habitats (surface des entités d'habitats disponibles, moyenne des
surfaces des entités)
Va jouer un rôle important dans le maintien des populations. Ce précepte est dérivé de
la théorie biogéographique des îles (MacArthur & Wilson 1967), maintes fois reprise, qui
indique qu'un habitat de grande taille est sujet à un taux d'extinction plus faible et possède par
conséquent une richesse spécifique plus grande qu'un habitat équivalent de petite taille. Cette
théorie peut alors être appliquée au milieu urbain, considérant des "îlots d'habitats" au sein
d'un "océan" de matrice urbaine.
Mais l'écologie du paysage s'attache également à étudier :
- La relation spatiale entre les tâches : la connectivité (distances entre les entités ou tâches
d'habitats favorables à une espèce)
Toujours selon les enseignements de la théorie biogéographique des îles, la distance
entre les entités d'habitats va également jouer un rôle dans le maintien de la biodiversité. En
effet, plus les entités d'habitats sont éloignées, plus les flux d'individus ou de diaspores sont
réduits, et entraînent par conséquent une diminution du taux de colonisation possible pour les
entités d'habitats, ne permettant pas ainsi de contrebalancer les effets des extinctions (Mac
Arthur & Wilson 1967).
- L'ensemble de la mosaïque d'habitats : l'hétérogénéité (diversité des entités ou tâches
d'habitats favorables à une espèce et complexité de leurs relations spatiales)
La variété indique alors le nombre d'éléments présents, la diversité donne leur
proportion respective en surface et l'hétérogénéité permet alors d'appréhender leurs relations
spatiales. L'hétérogénéité est alors importante pour évaluer les potentialités de disséminations
5
des espèces, notamment généralistes et pouvant transiter et s'établir au sein de plusieurs
habitats.
3.2. Intérêts de l'étude de la biodiversité urbaine et des trames vertes
Face à l'urbanisation croissante et l'étalement urbain galopant, de plus en plus de
projets s'intéressant à la biodiversité urbaine voient le jour depuis les années 2000, tel que les
projets ECORURB (2003-2012), Sauvages de ma rue (2011-en cours) ou encore la Zone
Atelier Environnementale Urbaine (2010-en cours) ! Parmi ces projets, le programme de
recherche ECORURB (ECOlogie du RUral à l'URBain) qui a associé 9 équipes de recherche
de l'INRA, du CNRS, des Universités Rennes 1 et Rennes 2, ainsi que les collectivités Rennes
métropole et la ville de Rennes, fait office de précurseur en la matière sur le territoire français.
Il a visé ainsi, depuis 2003, à comprendre les effets de l'urbanisation sur la biodiversité locale
et sur l'émergence de risques biologiques au sein de deux villes du Grand Ouest français
(Rennes et Angers). Les conclusions de ce programme ont notamment permis de révéler la
présence d'une importante biodiversité en milieu urbain, souvent plus importante qu'en
périphérie, démontrant ainsi l'intérêt d'intégrer cette biodiversité et les menaces pesant sur
elle pour une conservation globale de la biodiversité (Clergeau 2011, Croci 2008, Vallet
2009). Ainsi, les villes apparaissent de plus en plus comme des espaces où l'Homme et la
biodiversité peuvent cohabiter, et les études sociologiques menées dans le cadre d'ECORURB
montrent qu'elles font face à une demande sociétale en terme de "Nature" de plus en plus
importante (Clergeau 2007).
De nombreuses villes ont entrepris, depuis parfois plusieurs décennies, l'inventaire de
leur biodiversité végétale. On peut citer, outre la ville de Strasbourg (Hoff 2012), les villes
proches de Mulhouse (Rastetter 1982) et plus récemment de Nancy (Klein 2009). Outre
l'intérêt de posséder un état des lieux de la biodiversité sur son territoire, ces inventaires sont
essentiels à la compréhension de l'évolution de la biodiversité d'un territoire et l'évaluation à
l'avenir des impacts de l'urbanisation. Ces inventaires au sein de chaque ville, forment alors
un pré-requis indispensable pour connaître les disparités locales de la flore, et ainsi pouvoir
agir en faveur de la conservation d'un patrimoine naturel identitaire.
Se pose alors les questions relatives à ces demandes :
Quelle biodiversité pour les villes ? L'espace urbain, puits ou source de biodiversité ?
Comment concilier urbanisation et conservation de la biodiversité ?
Au vu des derniers travaux s'intéressant à la biodiversité urbaine, réalisés
majoritairement au sein de la dernière décennie, les habitats urbains sont en apparente
contradiction entre plusieurs phénomènes :

L'importante hétérogénéité du milieu urbain offre de nombreux habitats et permet
d'héberger une importante biodiversité au sein des villes (Savard et al. 2000).
Celle ci est toutefois nuancée par l'homogénéité relative des habitats entre les villes (en raison
de l'anthropisation des sols et des gestions particulières de la végétation à l'origine des habitats
urbains "semi-naturels" dont les espaces verts)
6

La fragmentation des habitats (Forman & Godron 1986, Burel & Baudry 1999) et sa
composante la taille des habitats peuvent être à l'origine d'un déclin de la biodiversité.
En effet, la réduction de la taille des habitats entraîne indubitablement la réduction du rapport
surface de l'habitat/surface de sa lisière, ce qui a pour conséquence l'augmentation de "l'effet
lisière" au sein de ces habitats (Clergeau 2011). L'effet lisière se traduit alors en théorie par un
appauvrissement en espèces "spécialistes" de l'habitat et une augmentation de la proportion en
espèces dites "généralistes" ayant une large niche écologique et pouvant exploiter plusieurs
types d'habitats (Clergeau 2011, Vallet 2009).

L'homogénéisation biotique (Abadie 2008, Kühn & Klotz 2006, Schwartz, Thorne &
Viers 2006), qui se traduit par une augmentation de la similarité des espèces entre les
villes, mais aussi au sein même des villes, par l'apport involontaire d'espèces indigènes
généralistes (avec les grandes voies de communication) et l'apport plus ou moins
volontaire d'espèces exotiques cultivées et pouvant s'échapper des cultures devenant
ainsi subspontanées (Persiaux 2008, Lambinon, Delvosalle & Duvigneaud 2012).
Les espèces indigènes généralistes et exotiques, souvent à larges amplitudes écologiques,
s'adaptent par conséquent relativement bien aux villes et tendent à entraîner une
uniformisation de la végétation, contrebalançant ainsi les effets de l'hétérogénéité. Toutefois
les flores des villes divergent cependant encore en raison de leur positionnement
géographique, de leurs paysages, des conditions écologiques existantes au sein de leurs
habitats et de l'histoire de leurs habitats !
En parallèle, les habitats ruraux, originellement riches en biodiversité, de par
l'hétérogénéité des habitats et des conditions locales qui les animaient jusqu'à ces dernières
décennies (exploitation sous forme de polyculture-élevage), tendent aujourd'hui à une
fragmentation croissante de leur végétation de par l'étalement urbain et la conversion des
terres agricoles à des modes d'exploitation de type monoculture de céréales (Maïs, blé,...).
Cette fragmentation conduit à une réduction voire une disparition de grandes surfaces
d'habitats naturellement riches en biodiversité telles que les prairies sèches ou encore les
prairies humides. En Alsace, les prairies humides typiques des Rieds, sont aujourd'hui
menacées par le remblaiement de ces zones humides inondables pour la mise en place de
monoculture de Maïs (Alsace Nature 2010). De plus, l'usage intensif de produits
phytosanitaires au sein de parcelles cultivées tend à une uniformisation de la flore par
élimination des adventices des cultures, aggravant encore la perte de biodiversité en milieu
agricole.
Dans un objectif de conservation de la biodiversité, nous pouvons alors nous poser
l'interrogation suivante :
Quels rôles pour les habitats urbains et ruraux dans la conservation de la biodiversité ?
Il apparaît alors que les villes (très hétérogènes par rapport aux campagnes en voie
d'uniformisation) pourraient passer du statut de milieu hostile pour la biodiversité végétale, à
7
celui de "zones refuges" pour la biodiversité, si les différents habitats urbains étaient
accessibles aux espèces végétales. En effet, le problème clé caractérisant actuellement le
milieu urbain, réside dans la fragmentation et l'hétérogénéité importante des habitats,
réduisant ainsi fortement la connectivité et les flux possibles entre espèces (Jongman 1995).
En conséquence, les habitats sont fortement soumis aux pertes différées de biodiversité (par
extinctions) du fait de leurs isolats au sein d'une matrice défavorable (MacArthur & Wilson
1967, Burel & Baudry 1999). Ces extinctions sont alors d'autant plus élevées que les surfaces
des tâches d'habitats sont réduites (Liénard & Clergeau 2011).
Afin d'identifier, de maintenir et le cas échant de rétablir les corridors biologiques
nécessaires aux flux d'espèces et à la dissémination de leurs diaspores, de grands projets de
trames vertes et bleues ont été lancés sur le territoire national. Ces projets ont été engagés
suite aux préconisations du Comité Opérationnel Trame Verte et Bleue (COMOP 2010),
chargé par l'Etat à la suite du Grenelle de l'Environnement en 2007, de définir les voies,
moyens et conditions de mise en œuvre de la Trame Verte et Bleue au niveau national. Le
projet de loi « Grenelle 2 « portant engagement national pour l’environnement rappelle ainsi
(1) le rôle des corridors pour la préservation de la biodiversité et (2) intègre les continuités
écologiques dans les plans locaux d’urbanisme (PLU) (COMOP 2010). Depuis, la conception
et la mise en place de ces trames ont fait l'objet de plusieurs projets, en témoignent les
financements accordés par l'ANR Trames Vertes Urbaines (2009-2012).
La mise en place de trames vertes urbaines devrait par conséquent constituer à l'avenir
une priorité pour enrayer la perte de biodiversité. Par leur rôle clé pour lutter contre les pertes
différées de biodiversité, les concepts, méthodes et applications de l'écologie du paysage
constituent alors aujourd'hui la base des réflexions concernant la mise en place de ces trames
vertes et bleues. En ce sens, la cartographie d'habitats que l'on présentera dans le premier
chapitre devrait apporter des éléments de réflexion concernant les potentialités (en termes
d'habitats et de biodiversité) de la Communauté Urbaine de Strasbourg. Nous pourrons alors
étudier dans un premier temps l'influence de l'urbanisation sur les habitats et la biodiversité
végétale à partir des métriques d'écologie du paysage extraites de ces cartographies, et dans
un second temps étudier plus en détail l'influence de l'urbanisation sur la qualité de trames
vertes potentielles (objet du second chapitre).
3.3 Définition de la zone d'étude
Dans le cadre du programme ECORURB 2003-2012, un échantillonnage de sites au
niveau des agglomérations de Rennes et Angers a été réalisé au sein de boisements d'environ
1 hectare. La matérialisation d'un gradient d'urbanisation s'est alors effectuée en se basant sur
des modèles radioconcentriques allant du centre à la périphérie. Pour accéder à l'influence des
métriques d'écologie du paysage, l'occupation du sol a été cartographiée dans un rayon de 500
mètres autour de chacun des sites. Le choix de cette distance de 500 mètres a été motivé par
les considérations selon lesquelles cette distance représente la distance maximale de
dispersion de la plupart des espèces (Clergeau 2011, Vallet 2009).
8
Dans notre cas, afin d'étudier l'influence de l'urbanisation sur les habitats et la
biodiversité végétale de la Communauté Urbaine de Strasbourg, nous avons choisi
d'échantillonner 15 sites allant de l'urbain au rural en espérant matérialiser un gradient.
Contrairement au programme ECORURB s'intéressant aux sites de bois urbains, et en lien
avec les potentialités naturelles offertes par les nombreux cours d'eau confluents au sein de la
Communauté Urbaine de Strasbourg (ADEUS 2010), les sites d'étude ont été échantillonnés
le long de corridors fluviaux formés par les anciens bras du Rhin du réseau Rhin Tortu Ziegelwasser. En effet, comme mentionné précédemment, l'orientation Nord-Sud du Rhin
Tortu de son aval confluent avec l'Ill à son amont prenant source au niveau du plan d'eau de
Plobsheim et respectivement du centre ville à la périphérie, a motivé notre choix. Nous avons
également choisi de positionner 3 sites le long de la diffluence du Ziegelwasser, se séparant
du Rhin Tortu au sein du quartier de la Meinau pour se jeter 3 kilomètres plus loin dans le
canal de l'Ill au Rhin au niveau des vestiges de l'ancienne citadelle Vauban (ADEUS 2010).
Les sites d'études ont alors été pré-échantillonnés par photo-interprétation d'un
orthophotoplan, de façon à être à peu près équidistants entre eux des plus urbains aux plus
ruraux et ce sur plus de 10 kilomètres, pour ensuite être visités sur le terrain et géolocalisés au
sein d'un habitat de berge le plus homogène possible. Des surfaces de 500 mètres de rayon ont
alors été définies autour de chacun des sites pour identifier l'occupation en terme d'habitat et
de pouvoir accéder aux métriques d'écologie du paysage nécessaires à notre étude. La zone
d'étude retenue, localisée dans la partie sud de la Communauté Urbaine de Strasbourg, peut
alors être visualisée ci-dessous (figure 2).
Figure 2 : Localisation de la zone d'étude le long du réseau du Rhin Tortu - Ziegelwasser
9
Chapitre 1
Cartographie de l'occupation du sol en termes d'habitats et de la
végétation par l'utilisation de la télédétection
1. Préambule : Synthèse des méthodes de cartographie de végétation
Actuellement, en France, 2 méthodes permettant d'accéder à une cartographie de la
végétation sont mises en œuvre :
 Une première, souvent la plus utilisée, consiste en une accrétion de données
d'observations d'espèces végétales au sein d'une base de données.
 Une seconde, émergente, consiste en la réalisation d'inventaires de végétation de
façon homogène au sein d'un système de mailles plus ou moins fines quadrillant
l'ensemble d'un territoire.
1.1 Cartographie de la végétation par accrétion de données
Dans ce cas, les observations servant à alimenter la base de données proviennent en
majorité de la bibliographie et de relevés de végétation existants. Le travail consiste en une
extraction des données d'observations d'espèces végétales et d'informations concernant la
localisation de ces observations ou du moins des relevés de végétation afférents. Selon les
précisions apportées, ces données peuvent alors être géolocalisées par leurs coordonnées GPS
grâce à l'utilisation d'un Système d'Information Géographique (SIG) et pour les plus
anciennes par photo-interprétation d'un orthophotoplan provenant de l'acquisition d'images
aériennes ou satellitaires. Ainsi, des coordonnées X et Y (longitude et latitude) peuvent être
attribuées à chaque observation ou relevé suivant un système de projection. Signalons,
Universal Transversal Mercator (UTM), Lambert I, Lambert 2, Lambert II étendu, etc,...
Cette méthode permet ainsi la réalisation de grandes bases de données à partir de la
littérature plus ou moins abondante selon les régions, et d'établir à partir de celle-ci des
cartographies de végétation à grande échelle.
1.1.1 Les grandes bases de données nationales
Parmi les principaux projets utilisant cette méthode d'accrétion de données, on peut citer:
- La Banque de données Botaniques et Ecologiques "SOPHY", créée et alimentée en
nouvelles données par les membres de l'Association d'Information Appliquée à la Botanique
(AIAB). Cette base de données a pour but de compiler l'ensemble des données issues des
relevés phytosociologiques réalisés sur le territoire de France métropolitaine, et permet par
conséquent d'accéder à des données concernant l'abondance des espèces et de caractériser leur
cortège floristique (figure 3).
10
Figure 3 : Répartition en France d'Acer campestre (AIAB 2013, en ligne)
- La banque de données phytoécologiques forestières de l'ENGREF "EcoPlant", créée et
alimentée par l'équipe Ecologie Forestière (LERFOB) de l'ENGREF à Nancy. Elle est axée
uniquement sur les habitats forestiers et est destinée à structurer, gérer et permettre
l'utilisation des informations contenues dans les relevés phytoécologiques ayant été réalisés
dans le cadre des typologies de stations forestières, de thèses ou issues de réseaux de placettes
forestières (réseau européen, Renecofor). L'un des principaux atouts de cette base de données
est de permettre d'accéder à l'écologie des espèces végétales par la cartographie des
principales variables influent directement sur la vie des végétaux comme le pH, la nutrition
minérale (Ca, Mg, Na, K échangeables), azotée (C/N, NH4, NO3) ou phosphorée (P2O5); la
toxicité (Al et H échangeables) ou encore la réserve utile et l'hydromorphie du sol, cela à
partir de la récolte d'échantillons de sol analysés en laboratoire au sein des placettes.
- La Flore électronique en ligne "eFlore", créée et alimentée par les membres du réseau de
l'association Tela Botanica basée à Montpellier. Elle constitue actuellement la source
d'informations sur la Flore de France la plus complète mise en ligne. Elle propose 2 types de
cartographies à l'échelle de la France. La première concernant la chorologie départementale
avec des données concernant la présence/absence des espèces, issue de l'accrétion de données
coordonnée par Philippe Julve (Université Catholique de Lille) pour chaque département avec
la collaboration de spécialistes régionaux (figure 4).
11
Figure 4 : Répartition départementale d'Acer campestre (Tela botanica 2013, en ligne)
La seconde propose une cartographie des observations par espèce, toujours à l'échelle
de la France, par la combinaison de données issues de la base de données "SOPHY", des
prospections flore du Conservatoire des Espaces Naturels du Languedoc-Roussillon pour la
zone méditerranéenne, et des observations publiques saisies par les membres de Tela Botanica
dans l'outil de Carnet en Ligne proposé par le site de l'association (figure 5).
Figure 5 : Répartition d'Acer campestre par mailles de 10 km² (Tela Botanica 2013, en ligne)
12
Les cartographies issues de cette méthode d'accrétion de données se font donc le plus
souvent à grandes échelles, sur l'ensemble du territoire de la France, et les observations
d'espèces végétales sont alors représentées soient en terme de présence/absence, soit
d'abondance relative, sur des surfaces allant du département à des mailles pour les plus fines
de 10 km².
1.1.2 Les bases de données régionales : exemple de l'Alsace
Au niveau régional, des cartographies plus fines peuvent alors être proposées par la
méthode de l'accrétion de données. Ainsi, dans le Grand Est de la France, nous pouvons citer
l'Atlas de la Flore d'Alsace issu de la base de données "Brunfels", créé et alimenté par les
membres de la Société Botanique d'Alsace basée à Strasbourg. Cet Atlas propose alors une
répartition d'observations d'espèces végétales par communes sur l'ensemble de la région
Alsace et certaines communes limitrophes (figure 6).
Figure 6 : Répartition d'Acer campestre par commune en Alsace (Relevés en bleu : avant 1970, en
rouge : de 1970 à 1990, en jaune : après 1990 (Société Botanique d'Alsace 2013, en ligne)
13
Les données constituant la base de données "Brunfels" sont issues pour partie de
l'accrétion de données bibliographiques et pour l'autre d'inventaires ou de relevés floristiques
réalisés par les membres ou communiqués par des partenaires (Conservatoire des Sites
Alsaciens, Office National des Forêts,...). L'ensemble est consigné sous forme d'observations
ponctuelles d'espèces à une date donnée, un endroit donné et par un observateur donné. Pour
une partie des observations, notamment avant les années 2000, les informations de
localisation plus ou moins précises accompagnant les relevés (commune, localité, quartier,
habitat,...) ont permis leurs géolocalisations par photo-interprétation d'orthophotoplans ou de
cartes IGN (échelle 1 : 25000ème), permettant ainsi l'attribution de coordonnées géographiques
en projection Lambert II étendu. Pour l'autre partie des observations, souvent les plus
récentes, l'acquisition des coordonnées géographiques en projection Lambert II étendu a pu
être réalisée par l'utilisation de GPS au cours des observations ou de la réalisation des relevés.
Ainsi, certaines observations localisées de manière précise par l'usage de GPS,
côtoient au sein de la base de données des observations dont la géolocalisation est plus floue,
comme lors de la prise d'une seule coordonnée GPS pour l'ensemble d'un relevé de végétation,
ou bien l'attribution d'une coordonnée par photo-interprétation à partir d'informations
précisant la localisation.
1.1.2.1 Les avantages de l'accrétion de données
Les avantages de ce type de base de données sont notamment d'accumuler de
nombreuses observations au sein d'un territoire, parfois sur une longue période selon les
premières dates d'observations d'espèces, permettant ainsi dans l'idéal, un état des lieux de la
répartition de la végétation à différents pas de temps. Ces informations sont alors très utiles
dans le cadre de suivis de la végétation et d'études de variables pouvant influencer la
distribution des espèces, comme les études portant sur l'impact du réchauffement climatique
ou encore de l'urbanisation.
L'extraction au sein de la base de données "Brunfels", de relevés phytosociologiques
réalisés par Emile Issler dans les années 1920 au sein de plusieurs stations du Haut-Rhin, a
ainsi permis par relocalisation de ces relevés, de re-effectuer des relevés permettant une étude
diachronique de l'influence du réchauffement climatique sur la distribution de la végétation
(Volkert 2008). Malheureusement, le manque de relevés phytosociologiques anciens (ou du
moins de relevés exhaustifs de végétation), mais également le manque d'informations assurant
leurs relocalisations précises sur le territoire de la Communauté Urbaine de Strasbourg, ne
permet pas la réalisation d'une étude similaire concernant l'influence cette fois de
l'urbanisation sur la répartition des espèces végétales. En effet, les écologues et botanistes ont
longtemps délaissés les inventaires floristiques en milieux urbanisés (dans et aux alentours
des villes) au profit des milieux naturels ou semi-naturels jugés jusqu'à présent plus
intéressants floristiquement (Clergeau 2007).
1.1.2.2 Les limites de l'accrétion de données
En parallèle, l'inconvénient majeur de ce type de base de données, vient de la nature
même du recensement d'observations ponctuelles d'espèces (effectuées à un endroit donné et à
14
une date donnée). Ainsi, les atlas et cartes de répartition des espèces issus de ces bases de
données ne renseignent que sur la présence ponctuelle de ces espèces. Aucune information ne
peut ainsi confirmer la présence actuelle d'une espèce en un endroit donné à partir d'une
donnée ancienne. En s'affranchissant ou en distinguant simplement les données anciennes
(souvent issues de la littérature) des données plus récentes, il est toutefois possible de
proposer une cartographie de répartition de la végétation par espèce.
Plus contraignant, dans le cadre de l'accrétion de données, les données d'observations
des espèces indiquent la présence ponctuelle d'une espèce en un endroit donné, mais n'offrent
aucune information concernant l'absence réelle de l'espèce ailleurs. Ainsi, les informations
concernant la présence des espèces issues des données d'observations sont conditionnées par
la pression d'observation. Cette dernière se doit par conséquent d'être homogène sur
l'ensemble d'un territoire à cartographier, condition sine qua non pour la réalisation de cartes
présentant les présences et absences réelles de chaque espèce. Lorsque ces conditions ne sont
pas respectées, on peut observer sur la figure ci-dessous que la richesse spécifique est
fortement corrélée à la pression d'observation (densité de relevés floristiques) (figure 7)
Figure 7 : Cartes de la densité de relevés par km² (à gauche) et du nombre d'espèces par km² (à droite)
dans le canton de Zurich ; issues de la BD du Centre du Réseau Suisse de Floristique (Info Flora 2013,
en ligne)
De même, sur notre territoire d'étude, la Communauté Urbaine de Strasbourg, on peut
observer sur la figure 8 ci-dessous, que la pression d'observation, hétérogène, conditionne la
présence ou l'absence d'observations pour chacune des espèces.
15
Figure 8 : Densité de relevés floristiques (à gauche) et biodiversité totale (à droite) par quadrats de
500 mètres de côté au sein de la Communauté Urbaine de Strasbourg (Hubeny 2012)
Pour permettre la réalisation de telles cartes présentant les présences/absences réelles
des espèces au sein d'un territoire, des projets d'envergure ont récemment été initiés,
développés, et commencent à fleurir et parfois porter leurs fruits, en France et ailleurs,
notamment depuis les années 2000. Ces projets, consistent alors en un quadrillage avec des
mailles plus ou fines d'un territoire à cartographier, afin d'entreprendre la réalisation de
relevés de végétation au sein de chacune de ces mailles de façon la plus homogène possible.
1.2 Cartographie de la végétation par inventaire d'un réseau de mailles
A partir d'une surface équivalente de relevés au sein de l'ensemble des différents
habitats de chaque mailles, il est alors possible d'accéder à des données de présence/absence,
voire parfois à des données d'abondances relatives des espèces sur l'ensemble d'un territoire.
1.2.1 Exemple de mailles de 5 km² : L'Atlas de la Flore de Lorraine
Depuis 2002, l'association de botanistes lorrains Floraine, a entrepris un quadrillage du
territoire de la région Lorraine sous forme de 1050 mailles de 5x5 km de côté, afin d'y
inventorier l'ensemble de la Flore (Floraine 2002). En 10 ans, grâce à l'implication de son
réseau de membres, l'association a pu récolter près de 420 000 données d'observations
concernant les espèces végétales du territoire lorrain, et qui ont pu être consignées au sein de
16
la base de données Floraine. La distribution des espèces (données de présence/absence) pour
l'ensemble de la région Lorraine peut alors être visualisée en ligne et pour chacune des mailles
sur le site de l'association (figure 9).
Figure 9 : Répartition d'Acer campestre en Lorraine (Floraine 2013, en ligne)
Ce travail collaboratif a permis début 2013, soit 10 ans après son lancement, la
publication de l'Atlas de la Flore de Lorraine concernant la description et la répartition au sein
de la région de 1800 espèces végétales. On peut déjà signaler ici, le fort et long investissement
(de l'ordre de la décennie) demandé à un réseau régional de botanistes pour la réalisation d'un
atlas à l'échelle d'une région française de surface moyenne (23547 km²) avec une précision de
maille de 5 km².
1.2.2 Gagnons en précision : exemples de mailles de 1 km²
En Suisse, la collaboration de la Société botanique de Genève et des Conservatoire et
Jardin Botanique de Genève ont permis, après 20 ans d'inventaires et d'analyses, la
publication d'un des premiers atlas floristique d'échelle cantonale, l'Atlas de la Flore du
Canton de Genève basé sur un maillage d'un km². Cet Atlas est le résultat de 106179
observations acquises au sein de 302 mailles sur un territoire de 282,5 km² pendant les 20
années de la durée d'inventaires. On peut alors déduire de ces chiffres, un important et long
investissement de la part des botanistes Genevois, qui sans l'accompagnement d'un réseau,
implique une longue durée d'inventaires même au sein d'un territoire restreint à 302 mailles
d'un km².
17
En France, le Conservatoire Botanique National de Mascarin sur l'île de la Réunion, de
par la surface relativement faible de son territoire d'agrément en rapport aux autres régions
françaises (2512 km²), s'est lancé depuis 2005, dans la réalisation d'un Atlas de la Flore
Vasculaire de la Réunion (AFLORUN). Ce projet ambitieux a pour but le recensement de la
flore vasculaire sur l'ensemble du territoire terrestre de l'île selon un système de mailles UTM
d'un km². Initialement effectués au sein des différentes séries de végétation, et devant
l'ampleur du travail, les prospections ont été recadrées début 2009 uniquement sur les zones
altimontaines (série de végétation oligotherme située à plus de 1800 m d'altitude), pour
permettre la publication d'un atlas thématique de ce type de végétation d'altitude à la Réunion
dans des délais plus raisonnables. En 2011, soit 6 ans après le lancement du projet, seuls 18%
du territoire (476 mailles) a été entièrement prospecté pour environ 70 000 observations
d'espèces, regroupées en 3370 relevés, dont 90% des zones altimontaines (261 mailles) ! Ce
projet est par conséquent le reflet, du long et éprouvant travail d'inventaires nécessaires à la
connaissance fine de la répartition de la flore au sein d'un territoire.
1.2.3 Cartographies à petites échelles : les programmes de sciences participatives
Pour pallier à cet important effort de prospection, en dehors des associations de
botanistes, le Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN) de Paris, est le premier
organisme en France a lancer des programmes de sciences participatives pour la réalisation
des inventaires nécessaires aux cartographies de distribution de la Flore, indispensables aux
travaux de ses chercheurs. Ainsi, sont nés dans les dernières années, les programmes "VigieFlore" et "Sauvages de ma Rue". Le programme "Vigie Flore" propose alors d'attribuer à des
observateurs amateurs (mais ayant toutefois de bonnes connaissances botaniques), une maille
de prospection d'un km², choisie aléatoirement au sein d'une surface de 10 km², de façon à
couvrir l'ensemble du territoire de France métropolitaine par extrapolation (Abadie 2008). Le
risque inhérent concernant le manque de pertinence des observations, en raison du choix de
confier les collectes des données à des botanistes non professionnels, reste dans ce cas
modéré en raison de l'objectif d'inventaire de la flore commune au sein du territoire national.
Le programme "Sauvage de ma rue" lancé en partenariat avec Tela Botanica, forme
quant à lui, l'alter ego urbain de son homologue "Vigie-Flore". Ce programme a donc pour
objectif l'inventaire de la flore commune des villes de France, en confiant de la même façon,
les inventaires dans leur majeure partie aux botanistes amateurs. Ainsi, les observations de
chacun peuvent être saisies sur l'interface web du programme, et des bordereaux d'inventaires
ainsi que des guides d'aide à la détermination sont proposés (MNHN 2012).
1.3 Limites des méthodes actuelles de cartographie de la végétation
Outre ces initiatives permettant d'associer botanistes amateurs et recherches
scientifiques (dont l'ampleur des participations et l'efficacité réelle est encore mesurée), nous
n'avons pu recenser au travers de la littérature, d'alternatives permettant de diminuer les coûts
et le long labeur prospectif visiblement indispensable aux réalisations d'Atlas précis de
répartition de la flore, quel qu'en soit l'échelle envisagée ! En effet, nous avons pu voir au
18
cours de ce préambule, que le labeur prospectif reste relativement proportionnel selon les
surfaces décroissantes du territoire à cartographier (national, régional, cantonal,...) et la
précision croissante envisagée (mailles de 10 km², 5 km², 1 km²,...).
Ainsi, l'objectif du travail qui va suivre va consister à proposer une méthode rapide de
cartographie de la végétation en s'intéressant aux importants progrès réalisés dernièrement
dans le domaine de la télédétection. En effet, les satellites civils de prises de vue optique se
multipliant au sein de l'orbite terrestre, avec des capteurs numériques toujours plus précis
(anciennement de plusieurs dizaines de mètres de résolution à actuellement quelques dizaines
de centimètres de résolution) nous laissent penser que les images acquises récemment
pourraient nous aider à cartographier rapidement les potentialités floristiques des territoires.
S'en suit la problématique sous-jacente :
Comment accéder à la cartographie floristique d'un territoire par l'exploitation
d'images issues de la télédétection ?
2. Matériel et méthodes : Proposition d'une méthode rapide de cartographie
des habitats et de la végétation par l'utilisation de la télédétection
2.1 Acquisition des informations géographiques d'occupation du sol
Les images de la Terre prises perpendiculairement au sol, nécessaires aux réalisations
cartographiques peuvent être de 2 types :
- Les images aériennes (acquises lors du passage d'un appareil aérien du type petit avion ou
ULM)
- Les images satellitaires (acquises par les satellites présents au sein de l'orbite terrestre)
En général, les images aériennes sont d'une grande précision et sont préférées aux
images satellitaires dans le cadre de travaux de cartographie faisant appel à la photointerprétation. Malheureusement, ces images aériennes acquises lors de campagnes de survols
à altitudes modérées, ne permettent pas de couvrir de grandes étendues comme le permet les
prises de vues acquises par satellites. De plus, ces images aériennes présentent un coût
important pour la mise en place des campagnes de survols nécessaires à leurs acquisitions,
même sur des zones de surfaces restreintes, et restent relativement onéreuses par rapport aux
acquisitions d'images satellitaires. Cela s'explique notamment par le coût divisé de l'usage
d'un satellite en rapport aux nombres d'acquisitions possibles par sa couverture totale de la
surface terrestre. Face à ces arguments, la quasi-totalité des travaux cartographiques à grandes
échelles et utilisant la photo-interprétation, se tournent vers l'usage des images satellitaires.
En France, plusieurs projets plus ou moins récents, ont permis la réalisation de cartes
d'occupation du sol à différentes échelles et différents degrés de précision. Ainsi, concernant
19
notre zone d'étude, l'agglomération de Strasbourg, nous pouvons disposer des informations
cartographiques suivantes :

Corine Land Cover France - EAA (European Environment Agency), présentant
les occupations biophysiques des sols à l'échelle de la France, par photo-interprétation
humaine d'images satellites, avec une précision de 20 à 25 mètres. 3 versions ont été
produites et disponibles en ligne ou en téléchargement à : http://sd1878-2.sivit.org/

BD TOPO - IGN, contenant une description des éléments du paysage à l'échelle de
départements entiers sous formes de vecteurs de précision métrique. Les fichiers SIG
sont alors disponibles sous formes de shapefiles pour chacun des éléments du paysage
(Bâti, Réseau routier, Voies ferrées, Hydrographie, Végétation,...). Dans notre cas, les
données concernant le département du Bas-Rhin ont pu être récupérées auprès du
Laboratoire Image, Ville, Environnement (LIVE) de Strasbourg.

BD OCS - CIGAL Alsace, présentant les occupations du sol à l'échelle de la Région
Alsace avec une précision permettant l'exploitation au 1/10000ème. Ces informations
sont issues d'un projet de Coopération pour l'Information Géographique en Alsace
(CIGAL) et sont ainsi disponibles à l'ensemble des organismes publics partenaires. Un
seul shapefile en 2 versions (2000 et 2008) contenant l'ensemble des types
d'occupation du sol est alors distribué.

Végétation 2012 - CUS-SERTIT, présentant les occupations du sol et les différents
types de végétation à l'échelle du territoire de la Communauté Urbaine de Strasbourg.
Ces informations sont alors issues de l'exploitation de 2 images acquises par le
satellite Pléiades 1A pendant les mois d'Avril et d'Août 2012, à la fois en mode
multispectral (possédant 4 bandes spectrales dans les domaines de longueurs d'ondes
du bleu, du vert, du rouge et du proche infrarouge) et panchromatique (SERTIT 2013).
Les précisions de ces 2 images sont variables, allant d'une résolution (taille de pixels)
de 2 mètres pour la multispectrale à 0,5 mètres pour la panchromatique. Plusieurs
données géographiques complémentaires (BD TOPO IGN, Orthophotoplans
aériens,...) ont également été utilisées pour améliorer la précision et permettre
certaines photo-interprétations, notamment des surfaces minérales (Bâti, Voirie,...).
L'usage combiné des 2 images précédentes se justifie alors par la différenciation des
surfaces minérales et aquatiques d'un côté et de la végétation de l'autre. En effet, les
surfaces chlorophylliennes relatives à la végétation sont ainsi facilement repérées par
leurs bandes spectrales évoluant dans le rouge. Des traitements complémentaires par
des approches de textures et des approches orientées objets permettent alors de
distinguer les différents types de végétation. La texture permet alors la séparation des
végétations basses (bandes enherbées, végétation herbacée) plus lisses, des végétations
hautes (Arbres isolés, Bois, Bosquets, Forêts et Haies) plus rugueuses. La distinction
des différents types de végétation peut alors être finalisée par l'approche orientée
objet, en définissant les caractéristiques géométriques de chacun des types de
végétation (figure 10).
20
Figure 10 : Nomenclature des surfaces végétalisées (espaces agricoles et espaces verts) et
caractéristiques de distinction (SERTIT 2013)
Actuellement le traitement par photo-interprétation de ces images satellitaires n'a
permis que la vectorisation des occupations du sol au travers de l'utilisation de typologies plus
ou moins détaillées.
2.2 Identification de liens entre occupation du sol et végétation
Les bases de données actuelles telles que la base de données "Brunfels" de la Société
Botanique d'Alsace, présentent une quantité d'informations concernant la répartition de la
flore des milieux urbains et alentours de l'agglomération de Strasbourg. Cependant, comme il
a déjà été signalé, ces informations ne renseignent que ponctuellement sur la présence d'une
ou plusieurs espèces en tel ou tel endroit et souffrent encore, malgré l'importance des données
collectées, d'une pression d'observation insuffisante sur l'ensemble du territoire de la CUS
(Hubeny 2012). Afin de pallier à cette hétérogénéité spatiale des observations et afin de
pouvoir accéder à une information floristique sur l'ensemble du territoire, nous proposons
dans cette partie, une approche de cartographie de la flore basée sur les habitats. Cette
proposition nous est motivée par les limites floues existant entre les Modes d'Occupations du
Sol (MOS) largement accessibles par le traitement d'images satellites, et une grande partie des
habitats propres aux milieux urbains.
En effet, contrairement aux milieux naturels largement étudiés, et possédant des
typologies précises de leurs habitats, tel que Corine Biotope (ENGREF 1997) ou encore son
successeur EUNIS (Louvel, Gaudillat & Poncet 2013), l'artificialisation des sols, les modes de
gestion, et les usages destinés aux espaces verts, créent en milieu urbain, une mosaïque
d'habitats qui lui sont propres et retrouvés par bon nombre de villes de France, voire d'une
grande partie des villes d'Europe. Plusieurs typologies concernant les espaces verts en milieu
urbain ont alors été proposées, dont la plus utilisée actuellement a été proposée en 1995 par
21
l'Association des Ingénieurs Territoriaux de France (AITF). On peut remarquer au sein du
tableau 11, qu'elle présente cependant certaines analogies avec les habitats CORINE Biotope.
Typologie des espaces verts de l'AITF
1. Parcs, jardins et squares
2. Accompagnement de voies
3. Accompagnement de bâtiments publics
4. Accompagnements d'habitations
5. Accompagnement d'établissements
industriels et commerciaux
6. Espaces verts des établissements sociaux
et éducatifs
7. Terrains de sport
8. Cimetières
9. Campings
10. Jardins familiaux
11. Etablissements horticoles
12. Espaces naturels
13. Arbres d'alignements
Typologie CORINE Biotope
8. Terres agricoles et paysages artificiels
84.2 Bordures de haies
85.2 Petits parcs et squares citadins
85.31 Jardins ornementaux
85.2 Petits parcs et squares citadins
85.11 Parterres de fleurs et bosquets de parcs
85.2 Petits parcs et squares citadins
85.11 Parterres de fleurs et bosquets de parcs
85.11 Parterres de fleurs et bosquets de parcs
85.1 Grands parcs
85.32 Jardins potagers de subsistance
85.11 Parterres de fleurs et bosquets de parcs
84.1 Alignements d'arbres
Tableau 11 : Typologie des espaces de l'AITF et analogies avec la typologie d'habitats CORINE
Biotopes (d'après le site de l'AITF et ENGREF 1997, modifié)
Une autre typologie de référence, plus ancienne, inspirée de la loi sur les espaces verts
de 1973, propose de classer les espaces verts selon un gradient rural-urbain (De Vilmorin
1976). Ces typologies, faisant appel à chaque fois aux modes de gestions et aux fonctions des
espaces verts, exigent cependant un recensement systématique de ces différents espaces verts
pour permettre leurs cartographies.
En exploitant des informations géographiques mettant l'accent sur la distinction des
différents types de végétation au sein de cartographies d'occupation du sol, comme cela a été
réalisé par le SERTIT (SERTIT 2013), nous pouvons alors proposer une cartographie des
habitats en milieu urbain. Ainsi à partir de cette première cartographie, il nous est par
conséquent possible d'envisager cette fois une cartographie de la flore en milieu urbain par
l'usage d'images provenant de la télédétection. Le lien indispensable au passage d'une
cartographie d'habitats à une cartographie de la flore par espèce, nécessite alors l'adjonction
d'une liste d'espèces propre à chacun des habitats par l'utilisation d'une table de
correspondance.
2.3 Acquisition de listes d'espèces par habitat
A Strasbourg, un important travail d'inventaire de la flore urbaine a été réalisé pour
l'essentiel entre septembre 2009 et octobre 2010 par Michel Hoff, président de la Société
Botanique d'Alsace et botaniste strasbourgeois confirmé. Ces relevés, au total plus d'un
millier, se sont focalisés sur les différents habitats urbains et quasiment tous les quartiers de
22
Strasbourg ont ainsi été visités (Hoff 2012). Ces relevés et les indications d'habitats dans
lesquels ils ont été réalisés ont alors été consignés au sein de la base de données "Brunfels" de
la Société Botanique d'Alsace. Pour notre étude, nous avons alors décidé d'utiliser les listes
d'espèces par habitat issues de ce travail et disponibles au sein de ce dernier sous forme
d'annexes (Hoff 2012). Ainsi 24 listes d'espèces, correspondant à des habitats minéraux,
végétalisés ou encore aquatiques, ont alors servi de base à notre étude (tableau 12).
Liste des habitats
1.1 Flore des trottoirs, des caniveaux et des chaussées de Strasbourg
1.2 Flore des parkings
2. Flore des murs et parois
3. Flore des pieds des arbres d'alignements de Strasbourg
4. Flore herbacée des gazons et pelouses des parcs et des squares
5.1 Flore spontanée et subspontanée des parcs et des squares
5.2 Flore cultivée des parcs et des squares
6.1 Flore spontanée des jardins de plantes ornementales
6.2 Flore cultivée des jardins de plantes ornementales
7.1 Flore spontanée et subspontanée des jardins familiaux
7.2 Flore cultivée des jardins familiaux
8. Flore des friches des jardins
9. Flore des friches industrielles
10. Flore des chantiers
11. Flore des talus routiers
12. Flore des voies de chemins de fer
13. Flore des friches ligneuses
14. Flore des berges herbacées des rivières, des canaux et des étangs
15. Flore des marais et marécages
16. Flore des eaux courantes et stagnantes
17.1 Flore des prairies maigres
17.2 Flore des prairies grasses
18. Flore des berges boisées des rivières, des canaux et des étangs
19. Flore des bosquets
Richesse
spécifique
129
159
17
91
149
196
192
121
170
128
122
127
169
104
293
241
336
335
29
42
180
215
107
217
Tableau 12 : Listes des habitats et richesse spécifique associée de la flore urbaine de Strasbourg (en
gris : habitats minéraux ; en vert : habitats végétaux ; en bleu : habitats aquatiques) (d'après Hoff 2012)
Parmi ces listes et nous le verrons dans le point suivant, certaines n'ont finalement pu
être utilisées du fait des difficultés relatives à la photo-interprétation de leur habitat. D'autres,
ont toutefois pu être fusionnées avec une ou plusieurs listes dont l'habitat a été jugé similaire.
2.4 Tables des correspondances et identification des habitats
L'objectif de ce travail étant le développement d'une méthode de cartographie rapide,
les habitats retenus ici sont par conséquent uniquement ceux accessibles par le traitement et la
photo-interprétation d'images issues de la télédétection. Nous avons alors entrepris la
23
réalisation d'une table des correspondances entre les occupations du sol issues des données
SIG de la table attributaire de la couche "Végétation 2012" du SERTIT, et les listes d'espèces
par habitat issues du travail d'inventaire mentionné précédemment. Les correspondances ont
alors été cochées au sein d'une table disponible ci-dessous (tableau 13) en concertation avec
Michel Hoff, auteur des relevés floristiques par habitat.
Comme nous pouvons le voir au sein de la table, il a pu être attribué aux différentes
occupations du sol, une ou plusieurs listes d'espèces selon les cas. Ainsi, au bâti, aux toitures
végétalisées, aux eaux artificielles et naturelles, mais encore au réseau ferré ou à la voirie, ont
été attribués une seule liste d'espèce selon les correspondances. Pour d'autres, comme les
surfaces non végétalisées ou les différents types de végétation (arbres isolées, bois, bosquets,
forêts, haies, bandes enherbées et végétations herbacées), et dans le but de n'omettre aucune
potentialité, plusieurs listes d'espèces appartenant à des habitats aux correspondances parfois
floues (indiquées uniquement par les mentions "flore" ou flore "spontanée" comme dans
l'appellation "flore spontanée des jardins familiaux") leurs ont été attribuées. Certaines
occupations du sol, ne correspondant à aucune listes d'espèces (cultures supposées d'hiver et
de printemps), ou ne permettant pas de les discriminer des autres occupations du sol (bois et
forêts), ont fait l'objet de réalisations de listes d'espèces complémentaires. Ces listes d'espèces
ont alors été fournies par Michel Hoff, à partir de l'extraction au sein de la base de données
"Brunfels", des données d'observations propres à ces habitats sur le territoire de la
communauté urbaine de Strasbourg. Ainsi 2 listes complémentaires ont été ajoutées :
- 20. La Flore forestière (198 espèces)
- 21. La Flore des cultures (180 espèces)
A partir de notre table des correspondances, nous avons alors entrepris d'évaluer les
listes d'espèces dont les habitats inventoriés au sol sont identifiables par photo-interprétation
et par conséquent exploitable pour la suite de notre travail. Ainsi, il a été décidé d'écarter les
différents habitats de "friches", faisant appel à un mode de gestion non identifiable sur les
images de télédétection. La liste de la "flore des marais et marécages", relative à un habitat
également difficilement identifiable, a dès lors également été écartée. La liste "flore des
chantiers" faisant appel à un habitat temporaire, ne subsistant parfois que sur le très court
terme, a elle aussi été écartée. Enfin, les listes de "flores cultivées", n'intéressant notre étude
que de manière limitée, ont pour l'instant été écartées. Néanmoins, après discussions, et afin
de ne pas trop impacter le pool d'espèces potentiellement présentes au sein du territoire
d'étude, certaines listes initialement écartées ont alors été fusionnées à d'autres ayant été
initialement retenues. Il en est ainsi de la liste 13 "flore des friches ligneuses" qui a été
intégrée à la liste 19 "flore des bosquets", ainsi que de la liste 15 "flore des marais et
marécages" qui a été intégrée aux listes 14 et 18 concernant les flores des berges herbacées et
boisées des rivières, canaux et étangs. Les listes 4 "Flore herbacée des pelouses des parcs et
squares", 17.1 "Flore des prairies maigres et 17.2 "Flore des prairies grasses", par la difficulté
de les distinguer par photo-interprétation, ont toutes 3 été fusionnées au sein de la liste 4.
24
Correspondances entre les classifications de MOS et des habitats inventoriés
Classification CUS-Sertit
Listes d'espèces par habitat issues de la BD Brunfels
1.1 1.2 2 3 4 5.1 5.2 6.1 6.2 7.1 7.2 8
X
Bâti
X
Toitures végétalisées
Cultures supposées d'hiver
Cultures supposées de printemps
Eau artificiel
Eau naturel
Réseau ferré
Voirie
Surface non végétalisée
Arbres isolés
Bois
Bosquets
Forêts
Haies / Alignements d'arbres
Bandes enherbées
Végétation herbacée
Résultats
9
10 11 12 13 14
15
16 17.1 17.2 18 19 20 21
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
19
Listes
retenues
Listes intégrées à
d'autres
X
X
X
X
X
X
X
X
X
14/18
X
X
X
X
X
X
X
4
X
X
X
X
X
X
4
Listes non
retenues
Tableau 13 : Tables des correspondances entre les classifications d'occupation du sol (SERTIT 2013) et les habitats inventoriés (Hoff 2012)
(les nombres de la troisième ligne correspondent aux listes d'espèces par habitat de la figure 11, ceux de la dernière ligne à correspondent aux listes auxquelles
ces listes ont été fusionnées)
25
X
A partir de l'identification des correspondances précédentes, une première
classification des habitats présents au sein de la Communauté Urbaine de Strasbourg a pu être
proposée. Dans l'extrait disponible ci-dessous (tableau 14), nous pouvons alors présenter les
listes d'espèces par habitat vis-à-vis de chacune des occupations du sol correspondantes,
issues de la classification du SERTIT. Les types d'occupation du sol correspondants aux
mêmes listes d'espèces (comme par exemple le bâti et les toitures végétalisées, associés tout
deux uniquement à la liste 2 "flore des murs et parois") ont alors pu être regroupés au sein
d'un même habitat en l'occurrence l'habitat (a) "végétation des murs et parois". Les surfaces
non végétalisées, correspondant à plusieurs listes dont la nature de l'habitat reste similaire, en
l'occurrence 1.1 "Trottoirs, caniveaux et chaussées" et 1.2 "Parkings", ont également été
regroupées au sein d'un même habitat (f) "végétation des surfaces imperméabilisées". Les
types d'occupation du sol relatifs à des types de végétation, ont fait l'objet d'une division selon
les combinaisons de leurs listes d'espèces correspondantes. Ainsi, 6 habitats différents pour
chaque type de végétation ont pu être identifiés à partir des combinaisons de listes. L'exemple
des 6 habitats identifiés à partir des "arbres isolés", ainsi que leurs listes caractéristiques
d'espèces et leur code de classification est visible au sein du tableau 14 ci-dessous. Enfin,
signalons que les occupations du sol par les bandes enherbées et la végétation herbacée, ne
possédant pas de listes d'espèces permettant de les distinguer, ont alors été fusionnées au sein
d'un habitat commun de "végétation basse".
Classification
CUS-Sertit
Listes correspondantes
Code (en rouge), listes associées (en vert) et intitulé de la
classification des habitats
Bâti
Toitures végétales
Cultures d'hiver
Cultures de
printemps
(2) Murs et parois
(2) Murs et parois
(21) Cultures
(a)(2) Végétation des murs et parois
(a)(2) Végétation des murs et parois
(b)(21) Végétation des cultures
(21) Cultures
(b)(21) Végétation des cultures
Eau artificielle
(16) Eaux courantes et stagnantes (c)(16) Végétation aquatique
Eau naturelle
(16) Eaux courantes et stagnantes (c)(16) Végétation aquatique
Réseau ferré
(12) Voies de chemins de fer
(1.1) Trottoirs, caniveaux et
chaussées
(1.1) Trottoirs, caniveaux et
chaussées
(1.2) Parkings
(3) Pieds d'arbres d'alignements
(d)(12) Végétation des voies ferrées
(5.1) Parcs et squares
(6.1) Jardins de plantes
ornementales
(7.1) Jardins familiaux
(g1)(3+5.1) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares
(g2)(3+6.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes
ornementales
(g3)(3+7.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux
(11) Talus routiers
(g4)(3+11) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers
(12) Voies de chemins de fer
(18) Berges boisées des rivières,
des canaux et des étangs
(g5)(3+12) Pieds d'arbres d'alignements des bords ferrés
Voirie
Surface non
végétalisée
Arbres isolés
(e)(1.1) Végétation des chaussées routières
(f)(1.1+1.2) Végétation des surfaces imperméabilisées
(f)(1.1+1.2) Végétation des surfaces imperméabilisées
(g)(3) Végétation des pieds d'arbres d'alignements
(g6)(3+18) Pieds d'arbres d'alignements des berges boisées
Tableau 14 : Extrait de la classification des habitats (en rouge : codes habitats ; en vert : listes
associées)
26
A la suite de cette première classification (issue de regroupements et de subdivisions
des occupations du sol en habitats) nous nous sommes intéressé aux interactions et
croisements pouvant exister entre nos habitats. Contrairement aux habitats minéraux et
aquatiques n'étant pas sujets à interactions, les habitats végétalisés, du fait des nombreuses
listes d'espèces qui les caractérisent, sont inévitablement sujets à croisements entre plusieurs
habitats. De par leur nature, les habitats de "parcs et squares", "jardins ornementaux" et
"jardins familiaux" ne sont néanmoins pas sujet à croisement et forment des entités propres.
Ce n'est cependant pas le cas des "bords routiers", "bords ferrés", "berges boisées" et "berges
herbacées", qui font appel à des notions de distances, et peuvent ainsi se superposer avec les
habitats mentionnés plus haut, mais également entre eux, pour créer des habitats complexes
(mosaïque d'habitats). Le tableau 15 présente les interactions potentiellement existantes pour
les habitats "d'arbres isolés".
La prise en compte de l'ensemble des interactions potentielles entre habitats, nous
permet alors d'aboutir à une typologie relativement fine des habitats en milieu urbain,
présentant 198 habitats potentiellement présents au sein du territoire de la Communauté
Urbaine de Strasbourg (annexe 1).
2.5 Cartographie des habitats sous SIG
A partir de la typologie de 198 habitats définie précédemment, il nous est alors
possible d'envisager la cartographie de ces habitats sous SIG. Pour permettre la
reproductibilité de ce travail par l'ensemble des professionnels concernés par les
problématiques nécessitant ce type de cartographie, nous avons choisi d'utiliser le logiciel
libre de droit "Quantum GIS" dans sa dernière version 1.8.0 "Lisboa". Grâce à ses outils très
semblables à ceux proposés par le logiciel propriétaire "ArcGIS", cela permet également
d'étendre la reproductibilité de notre méthode aux utilisateurs des logiciels développés par la
société ESRI (Environmental Systems Research Institute).
Pour la réalisation de notre cartographie, nous utiliserons :
- Une couche SIG "Végétation_2012" produite par le SERTIT pour la Communauté Urbaine
de Strasbourg, et présentant les occupations du sol sur l'ensemble du territoire de la CUS !
- Un orthophotoplan de l'Institut Géographique National (IGN) datant de 2007, présentant une
résolution de 50 cm par pixel, et centré sur le territoire de la CUS !
Comme détaillé dans le point précédent, les différents habitats de notre typologie
seront par conséquent dérivés des types d'occupation du sol de la couche "Végétation_2012".
Dans la suite de ce travail, et en raison du poids d'une telle couche (50 Mo), nécessitant de
longs calculs lors des phases de géotraitement, les cartographies seront réalisées uniquement
sur une zone échantillon de 500 mètres de rayon autour de 15 sites, sélectionnés le long du
réseau du Rhin Tortu - Ziegelwasser et dont les caractéristiques seront étudiées dans le
prochain chapitre.
27
Classification I triée
(a)(2) Végétation des murs et parois
(b)(21) Végétation des cultures
(c)(16) Végétation aquatique
(d)(12) Végétation des voies ferrées
(e)(1.1) Végétation des chaussées routières
(f)(1.1+1.2) Végétation des surfaces imperméabilisées
(g)(3) Végétation des pieds d'arbres d'alignements
(g1)(3+5.1) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares
(g2)(3+6.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes
ornementales
(g3)(3+7.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux
(g4)(3+11) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers
(g5)(3+12) Pieds d'arbres d'alignements des bords ferrés
(g6)(3+18) Pieds d'arbres d'alignements des berges boisées
11
12
18
14
11+12
Talus
Voies Berges Berges
routiers ferrées boisées herbacées
11+18 11+14 12+18
12+14 11+12+18 11+12+14
(g4)
(g4a)
(g5)
(g5a)
(g6)
(g6a)
(g7)
(g7a)
(g8)
(g8a)
(g9)
(g9a)
(g10)
(g10a)
(g4b)
(g5b)
(g6b)
(g7b)
(g8b)
(g9b)
(g10b)
(g4c)
(g5c)
(g6c)
(g7c)
(g8c)
(g9c)
(g10c)
Tableau 15 : Extrait des interactions entre les différents habitats et définition de habitats complémentaires (en rouge : les interactions issues de la
classification précédente ; en noir : les interactions nouvelles)
28
La première étape de notre cartographie va consister à délimiter notre zone d'étude. A
partir de la création d'une couche de points géolocalisant les 15 sites, nous pouvons alors créer
une zone tampon de 500 mètres autour de chaque site et unir les résultats à l'aide de l'outil de
géotraitement "Tampon". Pour diminuer le poids de la couche d'occupation du sol
"Végétation 2012", il convient alors d'utiliser l'outil de géotraitement "découper" afin de
découper la couche "Végétation 2012" par la couche matérialisant notre surface d'étude. La
couche "Végétation_2012" relative à l'ensemble de la CUS et pesant 50 Mo, et ainsi réduite à
une nouvelle couche "Végétation_2012_RTZ" ne contenant ces informations que sur notre
zone d'étude et ne pesant plus que 13,7 Mo !
A partir de cette nouvelle couche, nous détaillons sommairement le processus de
cartographie par la succession des étapes suivantes :
1. Extraction des différents habitats minéraux et aquatiques de la couche
"Végétation_2012_RTZ" et création de nouvelle couches par sélection des entités
propres aux différents habitats "Murs et parois", "Cultures", "Eaux courantes et
stagnantes", "Voies ferrées", "Chaussées routières" et "Surfaces imperméabilisées".
2. Sélection successive de l'ensemble des entités de "voirie", "réseau ferré" et "eau
naturelle et artificielle" pour la réalisation d'une zone tampon de 15 mètres autour de
chacun de ces types d'occupation du sol. Cela nous permet l'obtention de 3 couches
relatives aux "bords routiers", "bords ferrés" et aux "berges".
3. Digitalisation des surfaces occupées par les "Parcs et squares", "Jardins ornementaux"
et "Jardins familiaux" par photo-interprétation de l'orthophotoplan 2007 de l'IGN. Cela
nous permet l'obtention de 3 couches de polygones relatives à ces espaces verts.
4. Extraction des différents habitats végétalisés de la couche "Végétation_2012_RTZ" et
création de nouvelles couches par sélection des entités propres aux différents habitats
"Arbres isolés", "Bois", "Bosquets", "Forêts", "Haies" et "Végétation basse".
5. Découpe des différents habitats végétaux par les 6 nouvelles occupations du sol
créées aux points 2 et 3.
6. Découpes supplémentaires des résultats du point 5 par les occupations du sol
intervenant dans les différentes interactions. Cela nous permet l'obtention de nos
couches d'habitats les plus complexes.
7. Regroupement des 198 couches correspondant aux 198 habitats en un seul dossier et
union au sein d'une même couche "Habitats_RTZ".
Un schéma récapitulatif de ce processus de cartographie est alors disponible au sein de
l'annexe 2.
29
2.6 Cartographie de la répartition des espèces végétales
La répartition des espèces végétales ne pouvant être dérivée directement
d'observations géolocalisées, nous proposons ici de réaliser une cartographie des habitats
potentiels des espèces (montrant l'étendue de leurs niches écologiques fondamentales) et qui
sera dérivée de leurs habitats de présence. Ainsi, à partir de la cartographie des habitats, nous
pouvons accéder à une cartographie par espèce.
A partir de nos listes d'espèces par habitat, nous pouvons alors établir une table des
présences des espèces pour chacun des habitats. Nous proposons alors d'attribuer à l'ensemble
des espèces et pour chacune des listes, une valeur de "1" en cas de présence et "0" en cas
d'absence. L'addition des différentes listes composantes de nos habitats, permet alors d'obtenir
la présence des espèces par habitats (tableau 16).
En raison de l'addition des résultats de différentes listes au sein des habitats
complexes, un indice de fréquence potentielle peut alors être calculé. Cet indice présente une
échelle allant de "0" qualifiant l'absence, à un maximum de "5" lorsqu'une espèce est présente
dans l'ensemble des listes composantes de son habitat. Ainsi, plus la valeur de l'indice est
élevé, plus les chances de présence d'une espèce le sont également.
2.7 Cartographie de la biodiversité végétale
A partir de la table de présence des espèces par habitat réalisée précédemment, nous
pouvons calculer la richesse spécifique maximale potentielle de chacun de nos habitats, en
effectuant le cumul de l'ensemble des différentes espèces présentes au sein des listes
correspondantes (annexe 1). Ainsi, nous pouvons proposer une cartographie de la biodiversité
végétale sous forme de richesse spécifique.
Pour aller plus loin dans notre démarche, nous avons également réalisé des tables
d'extraction de listes d'espèces pour chacun des 198 habitats. Ces tables permettent alors
d'extraire les listes relatives aux espèces communes entre les différentes listes associées à
chacun des habitats, mais également les listes relatives aux espèces différentielles n'étant
présentes qu'au sein de certaines combinaisons des listes d'espèces d'origine. Cela nous
permet ainsi le calcul supplémentaire de la richesse spécifique en espèces communes aux
différentes listes et donc en espèces généralistes, mais surtout le calcul de la richesse
spécifique en espèces différentielles et par conséquent uniquement présentes au sein d'un
habitat particulier. Ces calculs traduisant par conséquent la richesse en espèces spécialistes
pour chacun des habitats seront abordés en détail dans notre second chapitre.
30
Espèces / Habitats
Acer campestre L.
Acer negundo L.
Acer opalus Miller
Acer platanoides L.
Acer pseudoplatanus L.
Achillea millefolium L.
Acinos arvensis (Lam.) Dandy
Aegopodium podagraria L.
Aesculus hippocastanum L.
Aethusa cynapium L.
Agrimonia eupatoria L.
Agrostis capillaris L.
Agrostis gigantea Roth
Agrostis stolonifera L.
Ailanthus altissima (Miller) Swingle
Ajuga chamaepitys (L.) Schreber
Ajuga genevensis L.
Ajuga reptans L.
Alcea rosea L.
Alisma gramineum Lej.
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (g1) (g2) (g3) (g4) (g4a) (g4b) (g4c) … (l10a) (l10b) (l10c)
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1
Tableau 16 : Extrait de la table de présence/absence des espèces par habitat (les chiffres de 1 à 5 sont indicateurs d'une fréquence potentielle croissante)
31
3. Résultats
La méthode développée ci-dessus, nous permet d'entrevoir 3 types de résultats
cartographiques sur notre zone d'étude, pouvant aisément être reproduit sur l'ensemble du
territoire de la Communauté Urbaine de Strasbourg.
3.1 Cartographie des habitats
Premièrement, nous pouvons présenter une cartographie de la distribution des 198
habitats définis précédemment. Ci-dessous (figure 17), nous pouvons ainsi observer le
distribution des différents habitats au sein d'un de nos sites d'étude. Afin de clarifier la
visualisation des habitats, les différents habitats de végétation (arbres isolés, bois, bosquets,
forêts, haies et végétation basse) ont été regroupés sous l'appellation "Différents types de
Végétation".
Figure 17 : Distribution des habitats au sein du site RT1 (Les différents habitats de végétation ont ici
été regroupés au sein d'une légende unique et représentés par différentes nuances de verts)
3.2 Cartographie de la répartition des habitats potentiels des espèces
Est présenté page suivante (figure 18) la cartographie des habitats potentiels (étendue
des niches écologiques fondamentales) pour une des 747 espèces recensées au sein de nos
32
habitats. Nous pouvons ainsi observer la répartition maximale potentielle de l'érable
champêtre (Acer campestre) au sein du site RT1. Nous pouvons alors déduire de sa carte de
répartition que l'érable champêtre figure parmi les espèces généralistes pouvant exploiter un
grand nombre d'habitats. D'après l'indice de fréquence potentielle, visualisable au sein de la
figure 18, nous pouvons également estimer que cette espèce présente de grandes chances
d'être retrouvée le long des chaussées routières, des voies ferrées et surtout le long des cours
d'eau.
Figure 18 : Habitats potentiels de Acer campestre au sein du site RT1 (Absence : 0, Présence : de 1 à
5 selon indice de fréquence potentielle croissante)
La figure 19 nous présente au contraire une espèce spécialiste (Azolla filiculoides)
n'exploitant qu'un seul type d'habitat, les eaux courantes et stagnantes. Cependant,
l'observation de la figure ne permet pas dans ce cas l'utilisation de l'indice de fréquence
potentielle et révèle uniquement des informations de présence/absence concernant les
localisations potentielles de l'espèce.
33
Figure 19 : Habitats potentiels de Azolla filiculoides au sein du site RT1 (Absence : 0, Présence : de 1
à 5 selon indice de fréquence potentielle croissante)
3.3 Cartographie de la biodiversité végétale
Une cartographie de la biodiversité végétale peut également être réalisée au sein de la
zone d'étude. Nous pouvons alors observer sur la figure 20 concernant toujours le site RT1,
que les sites potentiellement les plus riches en biodiversité sont les sites de bois, bosquets et
haies présents au sein des jardins familiaux, des bords routiers, des bords ferrés et des berges.
Il est également possible de proposer des cartographies présentant les richesses en
espèces spécialistes (figure 21) et généralistes, qu'il peut être important de séparer pour
analyser les zones les plus vulnérables aux influences de l'urbanisation, comme nous le
verrons dans le second chapitre.
34
Figure 20 : Potentiel de biodiversité au sein du site RT1 (Richesse spécifique maximale
potentielle)
Figure 21 : Potentiel en espèces spécialistes au sein du site RT1 (Richesse spécifique
maximale potentielle)
35
4. Discussion
4.1 Les limites méthodologiques de notre cartographie
En définitive, notre méthode de cartographie nous a permis d'accéder à 3 types
d'informations cartographiques :
- La distribution des habitats au sein d'un échantillon du territoire de la CUS
- La distribution des habitats potentiels des espèces présentes au sein de la CUS
- La distribution des potentiels de biodiversité au sein d'un échantillon du territoire de la CUS
Cependant, cette méthode de cartographie rapide des habitats et de la végétation,
présente néanmoins plusieurs limites qu'il est important de signaler :
- Tout d'abord, les listes d'espèces par habitat utilisées étant prédéfinies, nous avons fait le
choix d'identifier nos habitats à partir de celles-ci, en ne gardant que les habitats identifiables
par traitement des images de télédétection. Cela nous pose par conséquent une double
contrainte imposée par l'objectif de cartographie rapide. D'un côté, l'ensemble des listes
d'espèces existantes ne sont pas par conséquent exploitables, en raison de l'impossibilité
d'identifier certains habitats par le traitement d'images (friches, zones humides,...), et de
l'autre, certains habitats particuliers a priori identifiables par traitement d'image ou photointerprétation (tels que les stades ou encore les cimetières ne possédant pas de listes d'espèces
actuellement définies) ne le sont guère plus !
- Une seconde limite à la précision de nos cartographies, tient au nécessaire recours à la
photo-interprétation pour la cartographie de certains habitats. Ainsi dans nos cartographies,
les habitats de "parcs et squares", "jardins ornementaux" et "jardins familiaux" ont été
digitalisés manuellement par photo-interprétation d'un orthophotoplan, et donc soumis à la
précision et interprétation de l'opérateur. La cartographie de ces habitats sur l'ensemble de la
CUS notamment à partir de la BD TOPO IGN devrait permettre l'uniformisation de ces
données.
- Une troisième limite, tient à nouveau au recours à des listes d'espèces prédéfinies par
habitat. En raison de ce choix, il peut exister des inadéquations entre les espèces présentes au
sein de ces listes et les habitats que nous avons identifiés à partir des images de télédétection.
Afin de vérifier la pertinence de notre table des correspondances, et par conséquent de
l'attribution d'espèces à chacun des habitats identifiés, il conviendrait la réalisation à l'avenir,
de relevés spécifiques à chacun de nos habitats pour l'affinage de leurs listes d'espèces. La
réalisation de liens entre les différentes tables d'extraction des listes d'espèces (cumulées,
communes et différentielles) propres à chacun des 198 habitats a été établie en ce sens. Ainsi,
l'ensemble des calculs réalisées (richesses spécifiques et listes d'espèces) ont été liés sous
Excel à une table unique de listes d'espèces de référence, pour une mise à jour automatique de
leurs résultats en cas de modifications de ces listes. Néanmoins, cette phase
vraisemblablement utile, implique une phase de relevés de terrains plus ou moins longue, en
conflit avec les objectifs de cartographie rapide. Concernant les villes ne possédant pas encore
36
de listes d'espèces par habitat, et désireuses de réaliser une telle cartographie de leur territoire,
ce point ne devrait cependant pas les concerner, si les étapes d'identification des habitats par
télédétection et d'inventaires des espèces se suivent respectivement.
4.2 Affinage de la cartographie des espèces : de l'habitat potentiel à la présence effective
Il est important de prendre conscience qu'à ce stade, les cartographies des habitats et
des espèces végétales proposées ne constituent qu'un état des lieux de la répartition d'habitats
(dont le degré de subdivisions est le résultat d'un choix typologique modifiable), ainsi qu'un
état des lieux des étendues de répartition maximale potentielle des espèces végétales
(ensemble des habitats potentiels de chacune des espèces).
Concernant la cartographie des habitats et pour permettre une adéquation plus juste
avec les réalités de terrain, une hiérarchisation des habitats selon plusieurs niveaux de
précision pourrait alors être proposée. Contrairement à notre typologie d'habitats, qui présente
l'avantage de nécessiter uniquement la photo-interprétation d'images satellites, l'affinage de
niveaux typologiques inférieurs nécessiterait la nécessaire prospection du territoire afin
d'intégrer des informations inaccessibles par photo-interprétation. Parmi ces informations, on
peut citer les habitats difficilement photo-interprétables (friches, zones humides,...), mais
également la qualité des habitats (prairies maigres, prairies grasses,...) ou bien encore les
modes de gestions (espaces verts à tailles et fauches régulières, espaces verts à tailles et
fauches sporadiques,...). La carte d'habitats réalisée ici permet néanmoins d'accéder aux
potentialités biologiques, exprimées en richesse spécifique, et de présenter l'ensemble des
espèces potentiellement retrouvées au sein du territoire de la CUS sous forme de listes
d'espèces pour chaque habitat !
De même, pour une adéquation plus juste de la répartition des espèces végétales, et ne
pas se contenter de leur aire de répartition maximale potentielle (ensemble des habitats
potentiels des espèces), il conviendrait d'intégrer des informations supplémentaires tel que des
variables spatiales et environnementales influant sur la répartition de ces espèces. Cela
permettrait alors une modélisation et une cartographie des probabilités de présence des
espèces au sein de l'étendue de leurs habitats potentiels, autrement dit une cartographie de la
répartition de leurs présences effectives. De nombreux travaux, très récents pour la plupart,
vont dans ce sens ! On peut citer les travaux de cartographie statistique des milieux naturels
de Suisse (Juget 2010), de modélisation de niches écologiques des espèces (Sampoux et
Badeaux 2009), ou encore de modélisation de la distribution spatiale d'espèces végétales
(Arnesen, Joly & Nilsen 2008).
2 méthodes de modélisation des probabilités de présence des espèces à partir de
variables spatiales et environnementales pourraient alors s'offrir à nous :
- L'une, utilisant des données géolocalisées concernant la présence observée des espèces.
- L'autre utilisant des données bibliographiques concernant l'autoécologie des espèces, ce qui
pourrait également donner une idée de l'étendue de leurs niches écologiques réalisées.
37
La première, permettant de déduire statistiquement l'influence favorable ou
défavorable de nombreuses variables sur la distribution des espèces ne peut malheureusement
s'appliquer dans notre cas, en raison de la précision approximative de la géolocalisation de
nombreuses observations d'espèces dans la base de données "Brunfels" (en rapport aux
exigences de l'échelle fine de notre étude).
La seconde, ne permettant d'intégrer qu'un nombre limité de variables écologiques, en
raison de l'abondance restreinte de littérature présentant l'autoécologie des espèces (du moins
pour un échantillon conséquent des 747 espèces recensées au sein de la CUS) (Vallet 2009),
mais permettant l'intégration de plusieurs variables paysagères (fragmentation,
connectivité,...) pourrait toutefois être appliquée. Ainsi, des variables telles que la luminosité
pourraient alors être déduite de la cartographie des habitats (en délimitant par exemple les
zones d'ombrage par l'extraction des surfaces sous couvert d'habitats de végétation haute,
auxquels serait ajouté les bandes d'habitats, de largeurs variables, exposées à l'ombrage des
bâtiments) pour être intégré au sein d'un modèle prédictif.
Ainsi, la carte des habitats potentiels des espèces peut alors être utilisée comme une
base sur laquelle il est par conséquent possible de réaliser une modélisation de la biodiversité
probable (celle vraisemblablement retrouvée en chaque point du territoire) en intégrant les
variables explicatives suivantes :
- Variables spatiales (inter-habitats) = Filtre du pool d'espèces régional
Par exemple : Secteurs géographiques des présences observées d'une espèce (uniquement au
Sud, uniquement le long des rivières rhénanes, uniquement le long des rivières issues
d'affluents vosgiens,...)
- Variables paysagères (inter-habitats) = Filtre du pool d'espèces régional
Par exemple : fragmentation, surface des tâches d'habitats, connectivité,...
- Variables écologiques (intra-habitats) = Filtre des conditions locales et des interactions
biotiques
Par exemple: Caractéristiques physico-chimiques des sols, humidité résiduelle, luminosité,
compétition entre espèces,...
- Variables historiques (inter et intra-habitats) = Filtre dérivé de l'origine des espèces
présentes
Par exemple : Présence d'arbres et arbustes dont les origines sont antérieures à l'urbanisation
des quartiers !
Par l'utilisation de la théorie des filtres (Lortie et al. 2004), il devrait par conséquent
être possible d'affiner notre cartographie, en passant des habitats potentiels des espèces à leurs
présences effectives, traduisant au mieux la distribution de chacune des espèces !
38
Chapitre 2
Influence de l'urbanisation sur les caractéristiques des habitats et
la biodiversité végétale le long d'un gradient urbain-rural
1. Préambule
1.1 Influence de l'urbanisation sur les habitats et la biodiversité végétale
Bien que certaines espèces soient affines des surfaces minérales comme les murs et
parois, le ballast des voies ferrées, ou encore les anfractuosités des surfaces imperméabilisées
et/ou de la voirie (surfaces caractéristiques du milieu urbain), et en dehors des surfaces en eau
propres aux espèces aquatiques, les espaces végétalisés représentent l'essentiel des surfaces
favorables à l'expression de la biodiversité végétale en milieu urbain (Clergeau 2007). En
conséquence, après avoir fait un tour des caractéristiques des grands types d'occupation du sol
le long d'un gradient urbain-rural, nous étudierons plus précisément l'influence de
l'urbanisation sur les espaces végétalisés.
Nous aborderons les questions suivantes :
Quels sont les influences de l'urbanisation sur la surface occupée par les espaces végétalisés ?
Quels sont les proportions des différents espaces végétalisés le long d'un gradient
d'urbanisation ?
Quel est l'impact de l'urbanisation sur la fragmentation et la taille des entités des différents
espaces végétalisés ?
Suite aux réflexions concernant l'aménagement de trames vertes urbaines pour la
dissémination des espèces, nous étudierons ensuite comparativement les intérêts de 3 types de
linéaires de végétation (bords routiers, bords ferrés et berges) pour la mise en place de
corridors biologiques entre les espaces végétalisés. Nous répondrons alors aux questions
suivantes :
Comment évolue les surfaces occupées par la végétation aux abords des structures linéaires le
long d'un gradient d'urbanisation ? Quel(s) linéaire(s) présente(nt) les meilleures potentialités
en terme de surface, fragmentation et taille des entités de végétation ?
Enfin, nous aborderons l'impact de l'urbanisation sur la biodiversité végétale totale des
sites, puis sur la biodiversité de leurs espaces végétalisés le long d'un gradient d'urbanisation
en essayant de répondre aux questions :
39
Quel est l'influence de l'urbanisation sur la biodiversité végétale des sites en terme de richesse
spécifique ? Quel est l'influence de l'urbanisation sur la biodiversité végétale au sein de
l'ensemble des espaces végétalisés et aux abords des structures linéaires ?
Nous détaillerons alors également l'influence de l'urbanisation sur la biodiversité
végétale des différents types d'espaces végétalisés, ainsi que sur la biodiversité végétale des
espaces végétalisés aux abords des structures linéaires (bords routiers, bords ferrés, berges).
Pour finir, nous nous intéresserons à la composition spécifique des différents habitats,
afin de pouvoir entrevoir l'impact relatif de la fragmentation et de la taille des entités sur la
présence d'une flore diversifiée. Nous évaluerons ainsi les richesses en espèces spécialistes et
généralistes de chacun des habitats, afin d'étudier les risques d'extinction des espèces
spécialistes et de banalisation de la flore le long d'un gradient d'urbanisation.
Nous aborderons alors également les questions suivantes :
Quelles sont les habitats les plus riches en espèces spécialistes ? Comment sont-ils répartis le
long du gradient urbain-rural ? Quels sont les zones les plus exposées aux extinctions
d'espèces spécialistes et de banalisation de leur flore ?
1.2 Le gradient urbain-rural
Cette étude de l'influence de l'urbanisation sur la biodiversité végétale, nécessitera tout
d'abord la distinction et la définition des milieux et des milieux ruraux ! Nous essaierons ainsi
de discriminer et de définir différents types d'urbanisation le long d'un gradient urbain-rural.
Mais comment définir l'urbain et le rural ?
Dans le cadre des projets récents s'intéressant à l'étude de l'influence de l'urbanisation
sur la biodiversité, tel que le projet ECORURB, les définitions du gradient urbain-rural restent
malheureusement relativement floues. En effet, les gradients de l'urbain au rural utilisés
(Daniel & Lecamp 2004, Clergeau 2007) s'appuient sur des modèles radioconcentriques
centrifuges, considérant ainsi un gradient d'urbanisation décroissante du centre à la périphérie
des villes. Daniel et Lecamp propose ainsi de discrétiser l'urbanisation en 3 types simples
(Urbain, Périurbain et Rural). Clergeau quant à lui, va plus loin dans la discrétisation d'un
gradient en proposant 4 types de zones urbaines (centre, péricentre, suburbain et périurbain),
en se basant sur les études de Marzluff (Marzluff 2001) (figure 22) :
"Au niveau international, les termes de centre-ville, péricentre et suburbain ont été adoptés pour
désigner l'urbain, tandis que le terme périurbain était retenu pour décrire l'environnement de la ville,
généralement une zone rurale plus ou moins naturelle, plus ou moins productive, plus ou moins
construite. Le centre-ville, composé du bâti ancien, présente moins de 15 % de surface de végétation, le
péricentre qui correspond à une couronne d'habitation où les jardins sont fréquents, jusqu'à 40 % de
végétation et le suburbain où la végétation est présente avec non seulement les jardins des lotissements
mais aussi les grandes surfaces de pelouses entre les immeubles, les parcs, cimetières et terrains de
40
sports, la surface de végétation peut atteindre 70 %. La séparation entre l'urbain et le périurbain, la ville
et le rural, est généralement déterminée par une distance moyenne entre les habitations inférieure à 200
m, mais les limites restent difficiles à fixer pour la plupart des villes. Les limites extérieures du
périurbain sont aussi de plus en plus difficiles à définir, tant l'impact d'une grande ville s'étend loin, et ce
d'autant que les grandes villes ont tendance à se rejoindre."
Rural
Périurbain
Périurbain
Suburbain
Péricentre
Urbain
Centre
Figure 22 : Modèles radioconcentriques de l'urbain au rural selon (Daniel & Lecamp 2004, à
gauche) et (Clergeau 2007, à droite)
En se positionnant au sein de notre zone d'étude, nous essaierons alors de répondre à la
question plus générale :
Existe-t-il un gradient continu d'urbanisation le long du réseau du Rhin Tortu Ziegelwasser ?
Et aux questions sous-jacentes :
Peut-on alors discrétiser une typologie de milieux de l'urbain au rural ? Comment se
répartissent ces milieux le long du Rhin Tortu ? Quels sont leurs caractéristiques
(Pourcentage des grands types d'occupation du sol, fragmentation,...) ?
Et pour finalité :
Comment l'urbanisation influence la répartition des habitats ?
41
2. Caractérisation du gradient urbain-rural le long du réseau du Rhin
Tortu - Ziegelwasser
2.1 Méthodologie
Afin de caractériser l'urbanisation le long de notre zone d'étude, nous avons choisi de
réaliser une Analyse en Composantes Principales (ACP) sur 7 grands types d'habitats (Bâti,
Cultures, Eau, Voies ferrées, Voirie, Surfaces imperméabilisées et Végétation) structurant
l'occupation du sol de nos sites. L'ACP devrait alors nous permettre d'identifier les grands
habitats structurant la répartition des sites selon 2 axes principaux, et ainsi de classer nos sites
selon leurs affinités. Nous réaliserons notre ACP à l'aide du logiciel libre "R".
Nous pourrons alors proposer une typologie par discrétisation de zones allant de
l'urbain au rural en s'appuyant sur les caractéristiques de nos sites et l'établissement de valeurs
seuils, que nous présenterons alors brièvement.
Enfin, nous pourrons vérifier à partir du gradient d'urbanisation défini précédemment,
si les distances de nos sites par rapport au centre-ville (cathédrale de Strasbourg) présentent
effectivement un gradient continu d'urbanisation permettant ainsi de valider les modèles
radioconcentriques de l'urbain au rural.
2.2 Résultats
2.2.1 Gradients d'urbanisation et typologie de l'urbain au rural
Les résultats de l'Analyse en Composantes Principales (figure 23) présentent la
distribution de nos sites d'études (nommés de RT1 à RT12 pour le Rhin Tortu et de Z1 à Z3
pour le Ziegelwasser) selon un plan à 2 axes. En observant l'orientation par rapport à ces axes
de nos variables habitats nous pouvons alors interpréter ces axes. On peut alors observer que
les variables "Bâti", "Surfaces imperméabilisées", "Voirie" et "Voies ferrées" caractéristiques
de l'urbain, prennent toutes la même direction selon l'axe 1 qui représente 56,7 % de la
variance totale. Au contraire les variables "Eau", "Cultures" et "Végétation" dont les 2
dernières au moins sont caractéristiques de milieux ruraux sont orientées à l'opposé des
premières sur le premier axe. Nous pouvons alors déduire de ces résultats que l'axe 1 est
indicateur d'un gradient d'urbanisation de sa partie négative à sa partie positive. En
s'intéressant maintenant au second axe, nous pouvons voir que la variable "Végétation"
s'oppose aux variables "Cultures" et "Eau", ce qui indique que ce second axe représente une
distinction au sein des milieux ruraux entre les milieux agricoles dans sa partie négative et les
milieux forestiers dans sa partie positive pour 25,6 % de la variance totale. Nos 2 axes
principaux, matérialisant 2 gradients de l'urbain au rural et des milieux forestiers aux milieux
agricoles au sein du rural, représentent ainsi 82,3 % de la variance totale.
42
Figure 23 : Analyse en Composantes principales de la répartition de nos sites d'études
Si l'on observe maintenant le répartition de nos sites d'études au sein de l'ACP, on peut
alors observer des sites plus ou moins groupés, indicatifs de leur appartenance à un même
milieu. Ainsi, selon l'axe 1, nous pouvons séparer nos sites en 4 degrés d'urbanisation selon
leurs caractéristiques communes :
- Les sites les plus urbains comme Z1, RT2 et Z1 forment alors un premier groupe caractérisé
par moins de 60 % de végétation et cultures et plus de 15 % de bâti. Ces caractéristiques en
rapport à la typologie des zones urbaines de Clergeau (Clergeau 2007), nous permet de les
qualifier comme faisant partie du "Péricentre".
- Les sites RT1, Z3 et RT3 forment alors un second groupe, un peu moins urbain, à moins de
60 % de végétation et cultures et entre 5 et 15 % de bâti. Nous pouvons alors qualifier ces
sites de "Suburbain".
- Puis, les sites RT4, RT5 et RT6 forment un troisième groupe, caractérisé cette fois par moins
de 60 % de végétation et cultures, mais plus de 1 % de bâti, à cheval sur le premier axe et
représentant ainsi les milieux caractéristiques du "Périurbain".
43
- Enfin, les sites RT9, RT8, RT10, RT7, RT11 et RT12 forment un quatrième groupe, dont
l'ensemble des sites se situent dans la partie négative du gradient d'urbanisation et présentant
plus de 60 % de végétation et cultures, mais moins de 1 % de bâti. Nous pouvons alors
qualifier ces sites comme appartenant au "Rural".
En complément, par l'analyse de l'axe 2, nous pouvons alors séparer les sites ruraux en
3 groupes :
- Un premier, regroupant les sites RT8 et RT7, présentant plus de 80 % de forêts et pouvant
être qualifié de "Forestier".
- Un second, constitué par les sites RT10, RT11 et RT12, présentant moins de 20 % de forêts
et pouvant être qualifié "d'Agricole".
- Enfin, un dernier groupe constitué uniquement du site RT9, présentant des caractéristiques
intermédiaires entre les 2 derniers groupes et par conséquent entre 20 et 80 % de forêts,
pouvant alors être qualifié de "Rural mixte".
Nous pouvons alors présenter la typologie de l'urbain au rural ci-dessous (tableau 24),
matérialisant ainsi le gradient d'urbanisation.
Urbain
Rural
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
< 60 % Veg + Cult & > 15 % de Bâti
< 60 % Veg + Cult & entre 5 et 15 % Bâti
> 60 % Veg + Cult & > 1 % Bâti
> 60% Veg + Cult dont 20 à 80 % de Forêts & < 1 % Bâti
> 60 % Veg + Cult dont > 80 % Forêts & < 1 % Bâti
> 60 % Veg + Cult dont < 20 % Forêts & < 1 % Bâti
Tableau 24 : Typologie de l'urbain au rural (valeurs seuils selon caractéristiques des sites)
2.2.2 Caractéristiques de l'urbain au rural
Sur la figure 25, nous pouvons visualiser les caractéristiques des différents degrés
d'urbanisation selon le gradient urbain-rural. Nous pouvons alors observer une décroissance
de l'urbain au rural du pourcentage de bâti, des surfaces imperméabilisées et des voies ferrés,
qui sont des caractéristiques de l'urbanisation. Nous pouvons également observer une
croissance du pourcentage de végétation de l'urbain au rural avec un maximum de 97 % en
milieu Forestier. On observe néanmoins que les cultures ont tendance à remplacer la
végétation en milieu Agricole, par augmentation de l'urbain au rural. Outre les caractéristiques
utilisées pour la caractérisation des degrés d'urbanisation, nous pouvons mentionner que le
pourcentage de chaussées routières diminue de l'urbain au rural, avec cependant un
pourcentage non négligeable en milieu rural mixte, qui s'explique par la passage d'un
important axe routier, la Route Nationale 353, faisant liaison avec l'Allemagne et traversant le
site RT9. Enfin, on peut également signaler les importants pourcentages de surfaces en eaux
des milieux Suburbain, Rural mixte et Agricole. Ceci s'explique pour le premier milieu par la
confluence au sein du site RT1 de nombreux cours d'eau et canaux (L'Ill, le Rhin Tortu et les
44
Pourcentage de surface occupée au sein des sites par
chaque type d'habitat
canaux du Rhône au Rhin), pour le deuxième milieu par la présence de petits étangs de pêche
en bordure forestière, et pour le troisième milieu par la présence d'une importante gravière.
100%
90%
80%
70%
Végétation
60%
Surfaces imperméabilisées
50%
Chaussées routières
40%
Voies ferrées
30%
Eau
Cultures
20%
Bâti
10%
0%
Figure 25 : Pourcentages d'occupation du sol par chacun de nos grand types d'habitat le long
du gradient urbain-rural
2.2.3 Gradients urbains et modèles radioconcentriques
La figure 26 reprenant le gradient urbain-rural définis par l'ACP, nous montre la
distance de chacun des sites au centre-ville matérialisé par la Cathédrale de Strasbourg. Les
différents sites sont alors représentés sous forme de codes colorimétriques, repris de notre
typologie, selon leur appartenance à un degré d'urbanisation (Péricentre = Pourpre, Suburbain
= Rouge foncé, Périurbain = Orange, et pour les milieux ruraux : Rural mixte = Vert clair,
Forestier = Vert foncé, Agricole = Jaune). Nous pouvons alors observer que les degrés
d'urbanisation définis au sein de notre typologie se répartissent globalement selon la distance
au centre-ville. Les degrés d'urbanisation les plus élevés sont en effet les plus proches du
centre (2551 mètres en moyenne pour le Péricentre) tandis que les degrés d'urbanisation plus
faibles s'en éloignent progressivement (avec en moyenne 2895 mètres pour les sites
Suburbains, 5906 mètres pour les sites Périurbains et 9627 mètres pour l'ensemble des sites
Ruraux). On peut néanmoins signaler que certains sites Forestiers sont plus proches en
moyenne du centre avec 8502 mètres que les sites Agricoles avec 10441 mètres. Enfin, le site
RT1 classé en Périurbain et néanmoins le site le plus proche du centre avec 1544 mètres.
45
12000
RT12
Distance au centre-ville
(cathédrale de Strasbourg) (en mètres)
RT11
RT10
RT9
10000
RT8
RT7
8000
RT6
RT5
6000
RT4
RT3
4000
Z1 RT2
2000
Z3
Z2
RT1
0
Figure 26 : Gradient urbain-rural (de gauche à droite selon les coordonnées de l'ACP) et
distance au centre-ville (cathédrale de Strasbourg)
2.3 Discussion
Au vu de nos résultats, le gradient d'urbanisation obtenu à partir de notre ACP sur 7
grands types d'habitats (Bâti, Cultures, Eau, Voies ferrés, Chaussées routières, Surfaces
imperméabilisées et Végétation) permet de valider globalement l'utilisation de modèles
radioconcentriques du centre-ville à la périphérie (Daniel & Lecamp 2004, Clergeau 2007).
Cependant, nous pouvons tout de même noter quelques particularités qui font mentir ces
modèles basés uniquement sur la distance au centre-ville. En effet, le classement de nos sites
du plus urbain au plus rural par l'ACP ne suit pas une corrélation parfaite avec la distance au
centre. Ainsi, nous pouvons relever que le site RT1, le plus proche du centre, n'apparaît pas
cependant comme le plus urbain au sein de notre ACP. Ceci peut alors s'expliquer par les
caractéristiques naturelles du site, qui se trouve à la confluence de nombreux cours d'eau, et
par conséquent en zones potentiellement inondables. Ce site se situe également dans la zone
de ceinture de glacis historiques (libres de toutes constructions) destinée à protéger la ville de
Strasbourg du temps des fortifications Vauban (ADEUS 2010). Cette exemple démontre ainsi
le poids de l'histoire et des caractéristiques naturelles des villes sur leur urbanisation. La Ville
de Strasbourg à proximité immédiate du Rhin a ainsi dû s'adapter aux nombreux cours d'eau
traversant son territoire (Anciens bras du Rhin, l'Ill et plusieurs affluents vosgiens), et aux
anciennes voies romaines traversant le Rhin ayant été établies du temps d'Argentorate
(l'ancien nom romain de la ville) modifié depuis en Strasbourg (de l'Allemand "strasse" et qui
signifie la "ville des routes"). Les nombreux cours d'eau et anciennes voies de communication
ont ainsi structuré l'urbanisation de la ville, limitant son développement selon un modèle
radioconcentrique, ce qui est à l'origine de sa structure en étoile (ADEUS 2010) et qui permet
de la qualifier de "ville archipel" (Selmi 2011).
46
3. Influence de l'urbanisation sur les espaces végétalisés
3.1 Méthodologie
A partir des données extraites des tables attributaires de nos cartographies d'habitats
(aires et nombres d'entités de chaque habitat pour chacun de nos sites), nous pouvons alors
effectuer les calculs suivants sous Excel :
- Pourcentage de surface occupée par chaque espace végétalisé (en additionnant les entités des
différents espaces végétalisé pour chacun des sites et en divisant par la surface totale du site, à
savoir 785365 m² pour un rayon de 500 mètres et en multipliant par 100)
- Indice de fragmentation des espaces végétalisés (rapport du nombre d'entités d'un type
d'espace végétalisé sur le pourcentage d'aire occupée par cet espace végétalisé)
- Taille moyenne des entités de chaque espace végétalisé (rapport du pourcentage de l'aire
occupée par un type d'espace végétalisé sur son nombre d'entités)
Ces calculs sont alors réalisés pour chacun des 15 sites de 500 mètres de rayon et
785365 m² de surface. Les résultats sont ensuite regroupés par l'addition de chacun des sites
suivant notre typologie des milieux de l'urbain au rural (Péricentre, Suburbain, Périurbain,
Rural mixte, Forestier et Agricole) et divisé par le nombre de sites les composant. Nos
résultats peuvent ainsi être présentés et comparés le long du gradient urbain-rural.
Nous proposons également, à la suite des calculs pour l'ensemble des espaces
végétalisés, de calculer ces métriques paysagères (Aire, Indice de fragmentation et Surface
moyenne des entités) sur les linéaires de végétation relatifs aux espaces végétalisés des 3
types d'abords de structures linéaires (bords routiers, bords ferrés et berges), afin de comparer
la qualité de ces abords pour la mise en place de trames vertes urbaines.
3.2 Résultats : Impact de l'urbanisation sur la qualité des espaces végétalisés
3.2.1 Surface occupée par chaque espace végétalisé
Nous pouvons observer sur la figure 27, le pourcentage de chaque type d'espace
végétalisé le long du gradient d'urbanisation. On peut alors tout d'abord remarquer que les
47
Pourcentage de surface occupée au sein des sites
par chaque type d'espaces végétalisés
arbres isolés présentent un pourcentage infime de la végétation totale tout au long du gradient
urbain-rural. Les bois et bosquets présentent également des surfaces très faibles, mais
décroissantes de l'urbain au rural. Les surfaces de forêts tendent quant à elles à augmenter le
long de ce gradient. Il faut néanmoins signaler que les surfaces de forêts en milieu Rural sont
très disparates, et représentent plus de 95 % de la végétation des espaces végétalisés en milieu
Forestier tandis qu'elles ne représentent que 7,3 % de la végétation des espaces végétalisés en
milieu Agricole, et 37,8 % en milieu Rural mixte forestier/agricole. Le milieu Périurbain
présente quant à lui, un fort pourcentage de surfaces de forêts (57,3 %) qui s'explique par la
présence de ce milieu en bordure de la forêt du Neuhof le long du Rhin Tortu. Les surfaces de
haies présentent quant à elles une distinction entre les milieux du Péricentre et Suburbain d'un
côté (à plus de 6 % de la surface occupée par les espaces végétalisés) et les milieux
Périurbains et Ruraux de l'autre (inférieur à 2,5 %). Enfin, la végétation basse ne présente pas
de tendance nette le long du gradient d'urbanisation. On peut tout de même signaler le fort
pourcentage (22,5 % des espaces végétalisés) en milieu Rural mixte, s'expliquant par la
présence de nombreuses prairies en bordures forestières, ainsi que les relativement fort
pourcentages en milieux urbains (15,9 %, 20,9 % et 14,7 %), respectivement pour le
Péricentre, le Suburbain et le Périurbain, et s'expliquant par la présence de nombreuses
pelouses soit au sein des parcs et squares, soit au sein des enceintes sportives (ex : stades de
Football).
100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural
mixte
Forestier
Agricole
Végétation basse
15,96
20,90
14,75
22,54
1,52
11,12
Haies
6,37
6,73
2,34
1,89
Forêts
9,02
11,24
57,29
37,79
95,81
7,30
Bosquets
2,67
2,66
1,02
0,57
0,01
0,43
Bois
1,97
2,06
0,83
0,69
1,17
Arbres isolés
0,02
0,06
0,01
0,00
0,02
1,61
Figure 27 : Pourcentage de chaque type d'espaces végétalisés le long du gradient
d'urbanisation
48
3.2.2 Fragmentation des espaces végétalisés
Les figures 28 et 29 montrent que l'indice de fragmentation décroit de l'urbain au rural
aussi bien pour l'ensemble des espaces que pour chaque type d'espace végétalisé pris
séparément. Toutefois, le milieu rural présente une distinction entre le milieu forestier très peu
fragmenté et le milieu agricole qui apparait plus fragmenté que le milieu périurbain.
90,00
80,00
Indice de fragementation
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Végétation
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
80,04
67,49
18,59
10,68
1,66
26,04
Figure 28 : Fragmentation des espaces végétalisés le long du gradient d'urbanisation
Indice de fragmentation de chaque type d'espaces
végétalisés
2000
1800
1600
1400
Arbres isolés
1200
Bois
1000
Bosquets
Forêts
800
Haies
600
Végétation basse
400
200
0
Péricentre Suburbain Périurbain Rural mixte Forestier
Agricole
Figure 29 : Fragmentation de chaque type d'espaces végétalisés le long du gradient
d'urbanisation
49
3.2.3 Taille moyenne des entités de chaque espace végétalisé
Sur la figure 30 on constate que l'aire moyenne des entités d'espaces végétalisés est
dans l'ensemble inversement proportionnelle à la fragmentation. Ainsi, les surfaces des entités
d'espaces végétalisés du Péricentre et Suburbain ne dépassent pas en moyenne 2350 m². Dans
les milieux Périurbain et Rural mixte, les aires moyennes des entités apparaissent nettement
plus élevées avec plus de 10000 m². Les autres milieux ruraux apparaissent encore une fois
disparates, avec les milieux forestiers présentant des entités dont l'aire moyenne est très élevée
(57775 m²), et les milieux agricoles qui présentent des entités dont la surface est beaucoup
plus faible (5341 m²) se situant entre le Suburbain et le Périurbain.
Aire moyenne des entités (en m²)
20000,00
18000,00
16000,00
14000,00
12000,00
10000,00
8000,00
6000,00
4000,00
2000,00
0,00
Végétation
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
1989,68
2350,84
10359,22
10869,81
57775,26
5341,86
Figure 30 : Taille moyenne des entités d'espaces végétalisés le long du gradient
d'urbanisation
Au contraire de la fragmentation, la taille moyenne des entités de chaque type d'espace
végétalisé varie indépendamment de la tendance globale pour l'ensemble des espaces
végétalisés. Les différentes tendances peuvent alors être visualisées sur la figure 31. A la
lecture des différents résultats, il est important de bien prendre en compte l'échelle de l'axe des
ordonnées. Les aires moyennes des entités étant très différentes pour chacun des types
d'espaces végétalisés, nous les avons par conséquent représentées sous plusieurs graphiques.
Nous observons que les aires moyennes des entités d'arbres isolés et de bosquets sont les plus
faibles de l'ordre de 6 à 30 m² et décroissent globalement de l'urbain au rural, avec cependant
des entités de tailles importantes pour ces types d'espaces végétalisés au sein du milieu
Agricole. Les entités des bois, forêts, haies et végétation basse, présentent des aires moyennes
beaucoup plus élevées, avec dans l'ordre croissant, des aires de 68 à 438 m² pour la
végétation basse, 232 à 449 m² pour les haies, 416 à 1313 m² pour les bois et 1025 à 57690 m²
pour les forêts. Contrairement aux arbres isolés et aux bosquets, ces entités présentent alors un
accroissement de leur taille de l'urbain au périurbain, avec cependant quelques particularités.
En milieu rural, les bois et les haies présentent une aire maximale en milieu Agricole alors
qu'ils sont absents du milieu Forestier. Toujours en milieu rural, les forêts présentent au
50
Aire moyenne des entités
(en m²)
contraire des aires maximales pour le milieu Forestier tandis que ces aires en milieu Agricole
sont plus faibles et se situent entre les aires des forêts des milieux Suburbain et Périurbain.
Enfin, concernant la végétation basse, les aires des entités sont maximales pour le milieu
Rural mixte, élevées pour le milieu rural et plus faibles pour le milieu Forestier se situant
entre les aires de la végétation basse du Péricentre et Suburbain. Ceci s'explique par la
présence de grandes prairies dans le milieu Rural mixte (situé à la frontière des milieux
forestiers et agricoles), de prairies plus réduites entre les parcelles cultivées du milieu
Agricole, et de clairières de faibles surfaces dans le milieu Forestier.
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
Aire moyenne des entités
(en m²)
Arbres isolés
1400,00
1200,00
1000,00
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
Aire moyenne des entités
(en m²)
Bois
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
Bosquets
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
29,68
28,76
24,73
6,16
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
595,37
763,24
1134,31
416,54
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
29,07
26,28
27,18
23,15
9,75
23,23
51
Forestier
Agricole
29,25
Forestier
Agricole
1313,26
Aire moyenne des entités
(en m²)
70000,00
60000,00
50000,00
40000,00
30000,00
20000,00
10000,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
1025,30
1209,03
8757,31
9574,42
57690,33
3274,61
Forestier
Agricole
Aire moyenne des entités
(en m²)
Forêts
500,00
400,00
300,00
200,00
100,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
241,85
232,59
293,51
411,32
Aire moyenne des entités
(en m²)
Haies
449,05
500,00
400,00
300,00
200,00
100,00
0,00
Végétation basse
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural
mixte
Forestier
Agricole
68,40
90,95
122,18
438,22
75,17
262,20
Figure 31 : Taille moyenne des entités de chaque type d'espaces végétalisés le long du
gradient d'urbanisation
3.3 Résultats : Impact de l'urbanisation sur les trames vertes
3.3.1 Surface occupée par la végétation au sein des trames vertes
La figure 32 donne les résultats du pourcentage de surface occupée par la végétation
aux abords de 3 types de structures linéaires et selon le gradient urbain-rural. Ce pourcentage
est issu de la division de la surface de végétation présente au sein des bords routiers, bords
ferrés et berges, par la surface totale occupée par ces abords de structures linéaires. Le
pourcentage de végétation croît progressivement de l'urbain au rural quelque soit le type de
structure. Nous remarquons une rupture en milieu Agricole avec un pourcentage de végétation
nettement moindre, se situant entre le Suburbain et le Périurbain pour les bords routiers, et
une végétation présentant quant à elle son plus bas pourcentage (69,3 %) pour les berges.
52
Pourcentage de végétation
En comparant les différents abords de structures linéaires, nous observons un
pourcentage de végétation nettement plus élevé tout au long du gradient urbain-rural
concernant les berges, par rapport aux bords routiers et bords ferrés (dont les pourcentages de
végétation apparaissent sensiblement équivalents).
100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
Bords routiers
30,04
44,44
61,86
72,96
95,86
48,49
Bords ferrés
46,80
49,80
62,03
Berges
78,50
78,44
89,60
92,64
99,65
69,35
Figure 32 : Pourcentage de végétation aux abords des structures linéaires
3.3.2 Fragmentation et taille moyenne des entités de végétation des trames vertes
La figure 33 présente la fragmentation des espaces végétalisés le long de 3 types de
structures linéaires et selon le gradient urbain-rural. Nous constatons que la fragmentation de
la végétation des bords routiers décroit progressivement de l'urbain au rural. Concernant les
bords ferrés, cette fragmentation apparaît la plus élevée pour le milieu Suburbain et plus faible
pour les milieux du Péricentre et Périurbain, qui ne montrent pas de tendance selon le gradient
d'urbanisation. Concernant les berges, la fragmentation de la végétation apparaît la plus élevée
en milieu très urbain (Péricentre et Suburbain), la plus faible en milieu Périurbain, Rural
mixte et Forestier, et présente une fragmentation intermédiaire entre les précédentes, et
relativement élevée pour le milieu agricole.
Si l'on compare maintenant les linéaires de végétation entre eux, on peut voir que :
- En milieu urbain (Péricentre, Suburbain et Périurbain), les bords routiers et ferrés
apparaissent les plus fragmentés, tandis que les berges apparaissent moins fragmentées.
- En milieu rural et notamment Agricole, nous constatons une tendance contraire avec des
berges qui apparaissent plus fragmentées, tandis que les bords routiers le sont moins.
53
160,00
Indice de fragementation
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
Bords routiers
148,01
106,80
75,39
27,28
6,78
47,54
Bords ferrés
84,78
96,26
69,73
Berges
53,92
59,59
30,98
29,87
4,87
42,64
Figure 33 : Fragmentation des espaces végétalisés le long de 3 types de structures linéaires
En nous intéressant maintenant à la taille moyenne des entités de végétation le long
des 3 types de structures linéaires (figure 34), on observe une relation inverse à la
fragmentation. Ainsi, la taille moyenne des entités de végétation des bords routiers croît de
l'urbain au rural, celle des bords ferrés ne présente toujours pas de tendance nette, et celle des
berges est la plus faible en milieu urbain (Péricentre, Suburbain), la plus élevée en milieu
Périurbain, Rural mixte et surtout Forestier, et intermédiaire entre les précédentes en milieu
Agricole. La comparaison des différents abords de structures linéaires, nous montre alors une
taille moyenne des entités de végétation plus importante au sein des berges, qu'au sein des
bords routiers et bords ferrés en milieu urbain, alors qu'elle est sensiblement similaire en
milieu rural.
Aire moyenne des entités
(en m²)
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
Bords routiers
53,13
75,30
137,10
287,88
1158,34
184,94
Bords ferrés
92,08
71,56
111,85
Berges
147,50
141,77
258,96
262,91
1797,62
187,55
Figure 34 : Taille moyenne des entités de végétation le long de 3 types de structures linéaires
54
3.4 Discussion
Les surfaces de végétation tendent à augmenter des milieux les plus urbains vers les
milieux plus ruraux, avec néanmoins une surface de végétation très faible pour le milieu
agricole. Cette tendance s'explique par les forts pourcentages de surfaces minérales (bâti,
voirie, voies ferrés, surfaces imperméabilisées) caractérisant les milieux les plus urbains, ainsi
que les pourcentages élevés de cultures en milieu agricole. Les milieux les plus urbains
présentent une végétation plus importante que le milieu agricole en raison d'un plus grand
nombre d'entités malgré leur taille moyenne plus faible. En effet, même si les surfaces de
végétation sont plus fragmentées en milieu urbain, la fragmentation équivalente des surfaces
minérales tel que le bâti permet la présence de nombreuses entités de végétation interstitielles
(MNHN 2012). Ce n'est cependant pas le cas en milieu agricole, où les monocultures
intensives actuelles (Maïs, blé,...) ont nécessité de nombreux remembrements de parcelles
pour l'optimisation de leurs rendements (Burel & Baudry 1999), expliquant ainsi le nombre
réduit d'espaces de végétation interstitiels.
Concernant les types de végétation associés à chacun des milieux le long du gradient
d'urbanisation, il est intéressant de remarquer que les surfaces forestières sensiblement
équivalentes entre les milieux les plus urbains (Péricentre et Suburbain) et le milieu agricole,
présentent pour les milieux Périurbain et Rural mixte des surfaces forestières se rapprochant
du milieu typiquement forestier. En observant les localisations de ces sites, nous remarquons
que ces sites intermédiaires sur le gradient d'urbanisation se situent en bordure de la forêt du
Neuhof aujourd'hui classée en Réserve Nationale (MEDDE 2012) expliquant ainsi en partie
leurs forts pourcentages de végétation.
La fragmentation décroit des milieux urbains aux milieux ruraux avec cependant
l'exception des milieux agricoles. Ces résultats confirment ainsi, l'impact important de
l'urbanisation sur les espaces végétalisés naturels ou semi-naturels lors des processus
d'étalement urbain (Aguejdad 2009), mais également pour le milieu agricole l'impact des
zones de cultures. En effet les exploitations agricoles actuelles, passées pour la plupart de
polycultures-élevages à des monocultures intensives de céréales, ont ainsi entraîné la
réduction voire la suppression des nombreuses haies, aidant traditionnellement à la séparation
des cultures et à l'ombrage du bétail (Burel & Baudry 1999).
Proportionnellement inverse à la fragmentation, la taille des entités augmente de
l'urbain au rural. Cependant des évolutions différentes existent selon les types de végétation.
L'augmentation de l'urbain au rural de l'aire moyenne des entités de bois, forêts, haies et
végétation basse, s'explique par le relâchement de la pression foncière au fur et à mesure de
l'éloignement des sites par rapport aux zones d'activités du centre (ADEUS-AURM 2007).
Les tendances à la diminution de l'urbain au rural des surfaces moyennes des entités d'arbres
isolés et des bosquets peuvent s'expliquer en partie, par les faibles surfaces accessibles à la
végétation en milieu urbain et par conséquent l'intérêt de ces formations de petites tailles
(relativement aux autres types de végétation) pour le verdissement des villes (Merlin & Choay
2009). Quels que soient les buts recherchés, ornementaux ou services d'ombrage, la pleine
expression de ces formations végétales est ainsi envisagée. L'utilisation de critères
55
géométriques (dont des gammes de surfaces) par le SERTIT pour la réalisation de
l'identification des différents types d'espaces végétalisés par télédétection (SERTIT 2013),
peuvent néanmoins également expliquer cette diminution. Ainsi, au sein des milieux ruraux,
les arbres isolés et bosquets de grandes tailles se confondent plus facilement au sein des types
de végétation de tailles supérieures comme les bois ou les haies de par les séparations moins
nettes de ces formations en raison d'une fragmentation moins élevée.
Notons également la présence de grandes entités de végétation basse au sein du milieu
Rural mixte, laquelle est à relier avec la présence de prairies de tailles conséquentes au sein de
ce milieu situé à l'interface des forêts et des cultures. Cette information est alors
particulièrement intéressante pour la conservation des dernières prairies sèches et/ou humides,
très menacées en Alsace (Alsace Nature 2010), en démontrant ainsi l'impact de l'extension des
cultures sur la diminution des surfaces en habitats prairiaux.
Jusqu'à présent nous avons pu voir que, bien que les espaces végétalisés urbains soient
très fragmentés, ces mêmes habitats en milieu rural présentent actuellement des tailles très
réduites, et sont par conséquents menacés de disparition à court ou moyen terme selon les
évolutions des occupations des sols actuelles (CORINE Land Cover 2006). Ce constat
combiné aux menaces liées aux usages importants de produits phytosanitaires dans et aux
abords des cultures font craindre un effondrement dramatique de la biodiversité au sein des
milieux ruraux. Au contraire en milieu urbain, le désir d'un retour de "Nature" de plus en plus
exprimé par les citadins (Clergeau 2007) a permis à Strasbourg et d'autres villes de France
d'engager depuis 2008 les programmes "Ecophyto 2018" (Ministère de l'Agriculture et de la
Pêche 2008). Il apparaît par conséquent important de pouvoir réaliser des liens entre ces
milieux urbains et ruraux de manière à permettre aux espèces de se disséminer au sein des
"îlots" ou entités d'habitats pouvant constituer des "zones refuges". Ainsi, il est par
conséquent intéressant d'évaluer la qualité des habitats de végétation accompagnant les
structures linéaires tel que les routes, les voies ferrées ou encore les berges de cours d'eau.
Comme pour l'ensemble de la végétation des sites, les surfaces de végétation aux
abords des structures linéaires augmentent des milieux urbains aux milieux ruraux, avec
également la particularité d'un relativement faible pourcentage pour le milieu agricole. La
fragmentation et la taille moyenne des entités de végétation aux abords de ces mêmes
structures linéaires présentent également des tendances similaires à celles établies pour
l'ensemble de la végétation des sites. Par conséquent, l'étude de la végétation au sein des
potentielles trames vertes pourrait ainsi refléter l'influence de l'urbanisation sur l'ensemble
d'un même milieu. Ce résultat confirme alors la possible extrapolation d'informations (comme
par exemple les richesses spécifiques retrouvées au sein des différents habitats) sur l'ensemble
d'un milieu. La réalisation de relevés de végétation dans un échantillon de sites pourrait ainsi
permettre d'envisager les potentiels de biodiversité à moindre efforts.
En nous intéressant maintenant à la comparaison des abords de structures linéaires
entre eux, à l'exception du milieu agricole, on a observé des pourcentages de végétation ainsi
que des tailles moyennes des entités nettement supérieures pour les berges par rapport aux
bords routiers et ferrés, tandis que la fragmentation était nettement moindre et ce tout au long
56
du gradient d'urbanisation. Par conséquent les linéaires de végétation accompagnant les cours
d'eau au sein de notre zone d'étude présentent une meilleure qualité (en terme de corridors
biologiques) pour la dissémination des espèces végétales. L'intérêt d'un aménagement
prioritaire des berges de cours d'eau pour la mise en place de trames vertes urbaines,
notamment au sein de la ville de Strasbourg, prend alors corps au travers de ces résultats. Il ne
faut pas cependant négliger le potentiel des bords routiers et ferrés qui pourront alors être
utilisés comme trames secondaires formant des liens transversaux entre les abords de cours
d'eau.
Le milieu agricole, est un cas particulier dans la mesure où la fragmentation est plus
élevée, mais que les tailles moyennes des entités sont équilibrées entre les bords routiers et les
berges. Nous pouvons alors expliquer ces résultats par l'évolution des exploitations agricoles
actuelles, qui pendant des années voire des décennies ont plus facilement étendu leurs cultures
jusqu'aux bords des cours d'eau que des bords routiers. En effet, les abords routiers (utiles à la
sécurisation des axes routiers) restent pour la majorité propriétés de l'Etat ou de collectivités,
ceci se traduisant le plus souvent par la présence de bandes enherbées au sein des milieux
ruraux et progressivement remplacées par des surfaces imperméabilisées (trottoirs,
parkings,...) au sein des milieux plus urbains. Au contraire, les berges de cours d'eau sont le
plus souvent propriétés des exploitants agricoles jusqu'à la ligne de séparation des rives,
permettant ainsi la mise en culture ou le défrichement en l'absence de politiques
environnementales contraignantes. Toutefois, en France, les politiques environnementales
adoptées suite au Grenelle de l'Environnement en 2007, demandent de plus en plus d'efforts
aux exploitants comme la mise en place d'un "couvert environnemental permanent" d'au
moins 5 mètres de large aux abords des cours d'eau (Lafitte & Cravero 2010). Cette notion
désigne "un couvert végétal ayant comme fonction principale la protection des sols contre
l'érosion et la protection (zone-tampon) des cours d'eau, de nappes, aquifères ou de zones
humides vulnérables face à la turbidité de l'eau, l'eutrophisation par apport de nitrates et
phosphates, aux pollutions par les pesticides,..." (Lafitte & Cravero 2010). Le Grenelle de
l'Environnement ajoute alors une dimension fonctionnelle supplémentaire de "corridor
biologique" à ces couverts dans le cadre de la Trame bleue (COMOP 2010). De plus dans le
cadre des mesures de verdissement de la Politique Agricole Commune (PAC), les subventions
sont aujourd'hui accordées aux exploitants agricoles sous peine de "Bonnes Conduites AgroEnvironnementales" (Groupe PAC 2012). En France, ces subventions sont alors accordées par
la protection d'au moins 3 % du territoire exploitable (seuil minimum pour 2012), devant
alors être converti en "Surfaces Equivalentes Topographiques" (SET), surfaces dédiés au bon
fonctionnement écologique des territoires (Groupe PAC 2012).
57
4. Influence de l'urbanisation sur la biodiversité végétale
4.1 Méthodologie
Les études permettant de quantifier la biodiversité à grande échelle restent encore rares
aujourd'hui. En effet, les données d'inventaires nécessaires à ces travaux sont souvent trop
fragmentaires ou inégalement réparties sur l'ensemble d'un territoire. Seuls les ambitieux
projets d'inventaires par maille peuvent espérer cartographier la richesse en espèces avec
justesse. Les inventaires nécessaires sont longs et sont réalisés au mieux dans des mailles d'un
km². Pour cartographier la biodiversité au sein d'une ville et de ses environs, il est par
conséquent nécessaire de descendre en deçà du km². En conséquence, Linéard et Clergeau ont
récemment proposé une méthode de cartographie basée sur l'utilisation de cartes d'occupation
du sol pour une première approche qualitative de la biodiversité (Liénard & Clergeau 2011).
Leur méthode consiste alors en une pondération à dires d'experts (sur une échelle de 0 à 1) de
la biodiversité présente au sein de différents types d'occupation du sol (Forêts, Etangs,
Cultures,...). Ils ont ainsi pu présenter des cartographies qualitatives de la biodiversité par
occupations du sol, mais également par communes en calculant un indice représentant le
potentiel de biodiversité appelé BioMOS (figure 35).
Avec :
IBioMOS : indice global BIOMOS par commune
Ibdv i : indice de pondération de biodiversité d’un
habitat i
Sbdv i : surface de l’habitat i
ΣSbdv : somme des surfaces d’habitat
Figure 35 : Calcul de l'indice BioMOS (Liénard & Clergeau 2011)
Grâce à l'existence d'inventaires réalisés au sein de différents habitats de la ville de
Strasbourg (Hoff 2012), nous pouvons proposer d'adapter la méthodologie ci-dessus afin de
permettre une approche quantitative de la biodiversité.
Dans le premier chapitre a été définie une typologie de 198 habitats auxquels ont été
attribuées une ou plusieurs listes d'espèces. Chacun des habitats possède par conséquent un
potentiel de biodiversité (richesse spécifique maximale) qui est défini par le cumul du nombre
d'espèces uniques retrouvées au sein de ses différentes listes. Pour accéder à ce potentiel de
biodiversité nous avons réalisé sous Excel, des tables de calculs correspondant à chacun des
habitats. En raison de l'affinage possible des listes d'espèces par réalisation d'inventaires
complémentaires, ces tables de calculs ont été automatisées. 198 tables de calculs ont ainsi été
réalisées et mises en liaison avec une table source contenant les listes d'espèces par habitat et
un table de sortie avec les résultats sous forme de richesse spécifique.
Nous nous sommes également intéressé à la distinction des richesses en espèces
spécialistes et généralistes. Ainsi, pour chacun des habitats, les tables de calculs ont été bâties
58
de manière à sortir l'ensemble des listes d'espèces communes et différentielles aux différentes
listes les composant. A partir de la liste des espèces communes (à l'ensemble des listes
d'espèces composant un habitat) et des listes d'espèces différentielles de cet habitat, il est alors
possible (en identifiant les espèces uniquement rencontrées dans cet habitat par rapport aux
autres listes) d'établir les listes d'espèces spécialistes et généralistes de ce dernier. Une
succession d'opérateurs conditionnels, nous permet alors de constituer les listes d'espèces
communes et différentielles d'un habitat, ainsi que les listes d'espèces spécialistes et
généralistes. Nous pouvons alors extraire automatiquement les richesses en espèces
spécialistes et généralistes dans notre table de sortie (figure 36).
Table de calcul (a)
Table source
Table de sortie
Table de calcul (b)
Table de calcul (Etc,...)
Listes d'espèces par habitat
d'origine (Hoff 2012)
Listes d'espèces communes et différentielles
par habitat + listes d'espèces spécialistes et
généralistes
Richesse spécifique totale, en espèces
spécialistes et en espèces généralistes
Figure 36 : Schéma de l'automatisation des calculs de richesse spécifique
Après le calcul des différentes richesses spécifiques pour chacun des habitats, nous
pouvons alors intégrer ces résultats à la table attributaire de notre cartographie des habitats, ce
qui nous permet ainsi une visualisation de la répartition de la biodiversité sur notre zone
d'étude. Il est alors possible d'extraire de cette dernière cartographie, les informations
nécessaires à l'étude de l'influence de l'urbanisation sur le potentiel de biodiversité.
Le potentiel de biodiversité (richesse spécifique moyenne) des sites peut alors être
calculé à partir de l'indice BioMOS, en remplaçant l'indice de pondération de la biodiversité
par nos richesses spécifiques calculées :
Potentiel de biodiversité (site) =
De même, nous pouvons alors calculer le potentiel de biodiversité des espaces
végétalisés (ensemble des habitats de végétation), des différents types d'espaces végétalisés, et
des espaces végétalisés aux abords des structures linéaires (trames vertes potentielles), en ne
sommant que leurs habitats relatifs.
59
Nous pouvons alors égéalement accéder aux habitats les plus riches en espèces
originales (espèces spécialistes), et identifier le long de notre gradient d'urbanisation les
milieux hébergeant le plus grand nombre de ces espèces.
4.2 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la richesse spécifique moyenne des sites
La figure 37 montre la richesse spécifique moyenne (c'est-à-dire la moyenne du
nombre d'espèces pouvant potentiellement être retrouvées au sein des habitats) pour les
différents milieux le long du gradient d'urbanisation. Le Péricentre présente une richesse
spécifique moyenne plus faible (221 espèces) que les milieux Suburbain, Périurbain et Rural
mixte et le milieu Suburbain présente la richesse spécifique la plus élevée avec plus de 238
espèces en moyenne. La richesse spécifique moyenne décroit ensuite le long du gradient
d'urbanisation jusqu'aux milieux ruraux. Parmi les milieux ruraux, le milieu agricole présente
alors la plus faible richesse spécifique avec en moyenne 200 espèces.
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
250,00
240,00
230,00
220,00
210,00
200,00
190,00
180,00
Richesse moyenne
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural
mixte
Forestier
Agricole
221,04
238,61
227,76
224,56
202,64
200,48
Figure 37 : Richesse spécifique moyenne des sites le long du gradient urbain-rural
4.3 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la richesse spécifique moyenne des espaces
végétalisés
4.3.1 Richesse spécifique moyenne des différents types d'espaces végétalisés
Les figures 38 et 39, donnent la richesse spécifique moyenne le long du gradient
urbain-rural pour l'ensemble des habitats d'espaces végétalisés, ainsi que l'évolution de la
richesse spécifique moyenne pour les différents types d'habitats d'espaces végétalisés pris
séparément.
60
Contrairement à la richesse spécifique moyenne pour l'ensemble des habitats (incluant
surfaces minérales, surfaces en eau et surfaces végétalisées), la richesse spécifique pour les
espaces végétalisés est la plus élevée pour le Péricentre avec 369 espèces en moyenne, suivi
de près par le milieu Suburbain avec 364 espèces. Les milieux Périurbain et Rural mixte
présentent alors une richesse spécifique moyenne plus faible (de 255 à 264 espèces en
moyenne), le milieu Forestier encore bien plus faible avec seulement 206 espèces en
moyenne, tandis que le milieu Agricole surprend avec la richesse spécifique la plus élevée en
milieu rural qui est également plus élevée que pour le milieu Périurbain avec 309 espèces en
moyenne.
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
150,00
Végétation
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
368,94
364,42
255,26
263,88
206,39
308,62
Figure 38 : Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés le long du gradient
urbain-rural
La richesse spécifique moyenne des différents types d'espaces végétalisés (figure 39),
décroit en général des milieux les plus urbains aux milieux les plus ruraux. Seuls les arbres
isolés semblent présenter une richesse spécifique moyenne plus élevée du Péricentre au milieu
Rural mixte, pour ensuite chuter en milieu Agricole. Il est important de signaler que la très
faible surface occupée par ces arbres isolés ne permet pas de tempérer l'influence de certaines
entités plus riches en biodiversité que la moyenne générale de ce type d'habitat. Si l'on
observe maintenant les richesses spécifiques moyennes entre les différents types d'habitats
d'espaces végétalisés, nous pouvons alors les classer du plus riche au moins riche avec
respectivement, les bois, puis les haies et bosquets, la végétation basse, les arbres isolés et
enfin les forêts.
61
550,00
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
500,00
450,00
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural
mixte
Forestier
Agricole
Arbres isolés
303,22
317,96
313,88
332,00
181,00
Bois
492,38
483,12
481,91
460,90
464,49
Bosquets
438,28
435,08
428,41
398,47
385,00
399,03
Forêts
301,31
290,88
219,50
206,54
204,69
213,24
Haies
438,22
437,06
430,49
418,44
Végétation basse
353,16
360,74
335,37
337,69
412,16
318,40
333,60
Figure 39 : Evolution de la richesse spécifique moyenne pour les différents types d'espaces
végétalisés le long du gradient urbain-rural
4.3.2 Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés au sein des trames
vertes
La richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés le long des bords routiers,
bords ferrés et berges est donnée dans la figure 40. Les 3 types de "trames vertes potentielles"
présentent une tendance identique à celle pour l'ensemble des espaces végétalisés avec une
richesse spécifique moyenne décroissante de l'urbain au rural, avec cependant toujours
l'exception représentée par le milieu Agricole. Remarquons toutefois que les bords ferrés
absents du milieu rural ne permettent pas de leur associer cette tendance tout au long du
gradient d'urbanisation. On peut également remarquer que la variation de la richesse
spécifique est plus accentuée pour les berges que pour les bords routiers et ferrés.
Enfin en comparant la richesse spécifique moyenne entre les 3 types d'abords de
structures linéaires, on observe que tout au long du gradient d'urbanisation, elle est la plus
élevée le long des bords routiers, suivi de près par les bords ferrés, tandis que les berges
apparaissent moins riches en moyenne.
62
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
500,00
450,00
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
Bords routiers
442,10
435,95
413,08
410,33
387,90
412,69
Bords ferrés
404,51
421,61
406,68
Berges
365,27
373,12
300,15
315,35
257,14
368,73
Figure 40 : Richesse spécifique moyenne des espaces végétalisés aux abords de structures
linéaires et le long du gradient urbain-rural
4.4 Résultats : Influence de l'urbanisation sur la composition spécifique
4.4.1 Richesse moyenne en espèces spécialistes des sites
Rappelons que les espèces spécialistes sont les espèces rencontrées uniquement dans
l’habitat considéré. Sur la figure 41 on note une évolution globalement croissante de la
richesse en espèces spécialistes de l'urbain au rural (de 30 espèces en moyenne pour le
Péricentre à plus de 40 espèces en moyenne dans le milieu Périurbain et les milieux ruraux).
Les milieux ruraux sont cependant plus riches en espèces spécialistes pour le milieu Forestier
avec une richesse moyenne de 44 espèces spécialistes, tandis que le milieu Agricole n'en
présente que 37 en moyenne.
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
50,00
45,00
40,00
35,00
30,00
25,00
Série1
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
29,91
33,97
41,13
40,54
44,19
37,77
Figure 41 : Richesse moyenne en espèces spécialistes le long du gradient urbain-rural
63
4.4.2 Richesse moyenne en espèces spécialistes au sein des espaces végétalisés
4.4.2.1 Richesse moyenne en espèces spécialistes des différents types
d'espaces végétalisés
Sur la figure 42, nous observons que les plus fortes richesses (57 espèces spécialistes
en moyenne) se trouvent au sein des milieux les plus urbains (Péricentre et Suburbain), tandis
que les milieux plus ruraux présentent des richesses beaucoup plus faibles (moins de 50
espèces spécialistes). Parmi les espaces végétalisés des milieux ruraux, le milieu Agricole
présente quant à lui le plus grand nombre d'espèces spécialistes avec 49 espèces en moyenne.
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
60,00
58,00
56,00
54,00
52,00
50,00
48,00
46,00
44,00
42,00
40,00
Végétation
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
57,27
56,97
47,40
46,43
44,80
48,98
Figure 42 : Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés le long du
gradient urbain-rural
Si l'on compare la richesse moyenne en espèces spécialistes entre les différents types
d'espaces végétalisés (figure 43), nous observons alors que les bois présentent les plus fortes
richesses avec en moyenne plus d'une centaine d'espèces. Les haies, bosquets, forêts et la
Végétation basse présentent quant à eux des richesses plus faibles de l'ordre d'une
cinquantaine d'espèces spécialistes, et les arbres isolés une richesse encore plus faible de
l'ordre de 25 espèces en moyenne. L'évolution des richesses moyennes en espèces spécialistes
pour les différents types d'espaces végétalisés montre une perte d'une dizaine à une vingtaine
d'espèces des milieux les plus urbains aux plus ruraux, sauf pour les arbres isolés qui montrent
une tendance à l'augmentation.
64
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural
mixte
Arbres isolés
23,04
26,35
26,10
31,00
Bois
109,72
104,90
103,06
94,97
Bosquets
60,14
58,66
56,93
46,36
41,00
46,71
Forêts
54,95
54,79
46,46
45,40
44,86
46,41
Haies
60,22
60,16
58,82
53,53
Végétation basse
50,34
52,25
46,07
46,07
Forestier
Agricole
12,00
97,41
51,09
41,77
45,39
Figure 43 : Evolution de la richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés
le long du gradient urbain-rural
4.4.2.2 Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés au
sein des trames vertes
Richesse spécifique moyenne
(en nombre d'espèces)
Au sein des surfaces végétalisées des abords de structures linéaires, nous pouvons
observer sur la figure 44 une tendance globalement décroissante de la richesse moyenne en
espèces spécialistes de l'urbain au rural et ce pour les bords routiers et berges du moins. Du
fait de l'absence des bords ferrés en milieu rural, la tendance est cependant plus floue pour ce
type d'abord. Signalons également que le milieu Agricole présente toutefois la richesse la plus
élevée au sein des zones rurales pour les bords routiers et les berges, avec une différence
nettement plus accentuée au sein de ces dernières.
80,00
75,00
70,00
65,00
60,00
55,00
50,00
Péricentre
Suburbain
Périurbain
Rural mixte
Forestier
Agricole
Bords routiers
75,30
72,02
68,15
62,15
63,29
63,70
Bords ferrés
69,94
71,73
69,44
Berges
65,92
67,67
59,63
57,48
53,57
62,55
Figure 44 : Richesse moyenne en espèces spécialistes des espaces végétalisés aux abords de
structures linéaires et le long du gradient urbain-rural
65
4.5 Discussion
Dans cette partie, nous avons choisi d'évaluer l'influence de l'urbanisation sur 2 types
d'indicateurs de biodiversité :
- Le potentiel de biodiversité totale, représenté par la richesse spécifique moyenne au sein des
sites ou des habitats (cumulant l'ensemble des espèces pouvant potentiellement être présentes)
- Le potentiel de biodiversité en espèces spécialistes, représenté par la richesse moyenne en
espèces spécialistes au sein des sites ou des habitats (cumulant l'ensemble des espèces
spécialistes propres aux différentes listes d'espèces composant un habitat et retrouvées
uniquement au sein d'elles ou dans leur association).
Concernant le potentiel de biodiversité totale, nous avons pu voir au niveau des sites
de 500 mètres de rayon, une richesse spécifique moyenne décroissante du milieu suburbain
aux milieux ruraux et une richesse relativement faible pour le Péricentre par rapport au milieu
Suburbain. Ces résultats sont alors à rapprocher de ceux concernant le potentiel de
biodiversité totale pris uniquement sur les espaces végétalisés et qui nous ont montré une
richesse spécifique moyenne légèrement supérieure pour le Péricentre par rapport au milieu
Suburbain. Nous pouvons alors déduire que la richesse spécifique moyenne prise au sein de
l'ensemble des habitats du Péricentre chute en raison des surfaces minérales pauvres en
espèces et prépondérantes au sein de ce milieu. Selon nos résultats, le milieu Suburbain
présente alors le meilleur compromis entre biodiversité et quantités d'espaces végétalisés pour
un potentiel de biodiversité élevé au sein de l'ensemble de sa mosaïque d'habitats. Ce résultat
pourrait alors avoir des conséquences sur les politiques d'aménagement du territoire au travers
d'outils tel que les Schémas de Cohérence Territoriale (SCOT) ou encore les Plans Locaux
d'Urbanisme (PLU), qui pourraient ainsi intégrer des valeurs seuils de surfaces végétalisées et
de surfaces minérales pour une optimisation du potentiel de biodiversité.
Nous constatons que les milieux Agricole et Forestier présentent un faible potentiel de
biodiversité pour l'ensemble de leur mosaïque d'habitats, tandis qu'en considérant les espaces
végétalisés ce potentiel reste faible en milieu Forestier mais augmente fortement en milieu
Agricole. Si l'on met ce résultat en rapport avec les surfaces de végétation et la fragmentation
de ces milieux, le milieu Forestier très végétalisé et peu fragmenté présente néanmoins un
faible potentiel de biodiversité, tandis que dans le milieu Agricole possédant peu d'espaces
végétalisés mais relativement plus fragmentés, subsiste un potentiel de biodiversité important.
Ce résultat démontre ainsi l'importance de la préservation des derniers espaces végétalisés en
milieu Agricole et notamment les prairies sèches et humides, mégaphorbiaies ou encore les
pelouses naturelles et semi-naturels riches en espèces, face aux monocultures intensives
(DGALN 2007). Ainsi en Alsace, et notamment dans les Rieds accompagnant les cours d'eau
(comme dans la partie amont du Rhin Tortu), il est important de pouvoir protéger ces habitats
humides souvent riches en espèces patrimoniales et parfois protégées comme l'Iris de Sibérie
(Iris siribica), le Glaïeul palustre (Gladiolus palustris) ou encore l'Oeillet superbe (Dianthus
superbus) (ODONAT 2003).
66
Les différents types d'espaces végétalisés présentent des richesses spécifiques
moyennes très différentes qui tendent à diminuer le long du gradient urbain-rural. Les bois et
les haies dont les caractéristiques structurelles se situent à l'intermédiaire des autres types
d'espaces végétalisés (SERTIT 2013), présentent alors logiquement les potentiels de
biodiversité les plus élevés par leur possibilité de regrouper des espèces présentes au sein des
types d'espaces végétalisés proches. Plus surprenant, les forêts présentent les potentiels de
biodiversité les plus faibles, ceux-ci diminuant fortement des milieux les plus urbains
(Péricentre et Suburbain) en arrivant au milieu Périurbain et aux milieux ruraux. Bien que
l'étude des espèces exotiques n'ait pu être abordée dans ce mémoire, nous pouvons émettre
l'hypothèse que ces dernières participent grandement au potentiel de biodiversité des forêts
(qui sont les plus fragmentées et réduites en surface) au sein des milieux les plus urbains,. En
revanche leur participation devrait être plus limitée au sein des milieux plus ruraux, qui nous
le rappelons jouxtent la forêt du Neuhof, dont les surfaces beaucoup plus vastes et moins
fragmentées ont récemment été mises sous protection lors de la création en 2012 de la
Réserve Naturelle Nationale du massif forestier de Strasbourg-Neuhof/Illkirch-Graffenstaden
(MEDDE 2012).
Malgré la qualité des surfaces de végétation des berges (démontrée dans la partie
précédente), leur potentiel de biodiversité apparaît nettement moindre que celui des bords
routiers et des bords ferrés. Cependant, en admettant que les bords routiers et les bords ferrés
sont propices à l'accueil de nombreuses espèces exotiques compétitives et souvent
généralistes, en raison des disséminations facilitées par les voies de transports (MEDDE
2013), ce potentiel de biodiversité n'a que très peu de chances de traduire une richesse en
espèces locales dont la conservation est d'autant plus importante pour la préservation d'un
patrimoine naturel identitaire (MEDDTL 2011).
Outre les espèces exotiques, les espèces indigènes généralistes (ayant de larges
amplitudes écologiques et pouvant exploiter plusieurs habitats) ne présentent pas par
conséquent de priorités de conservation. En revanche, les espèces spécialistes (à amplitudes
écologiques réduites et ne pouvant exploiter qu'un seul type d'habitat) participant beaucoup à
la présence d'une flore diversifiée, sont par conséquent beaucoup plus menacées (Townsend,
Begon & Harper 2003). En conséquence nous proposons de comparer les résultats des
potentiels de biodiversité totale et des potentiels de biodiversité en espèces spécialistes.
Pour l'ensemble des habitats, une augmentation des richesses moyennes en espèces
spécialistes de l'urbain au rural, apparait en contradiction avec les richesses spécifiques
moyennes toutes espèces confondues. Cela met par conséquent en évidence une diversité
spécifique potentiellement plus importante au sein des milieux ruraux par rapport aux milieux
plus urbains. Cela met également en évidence le rôle des déplacements humains (plus
important en milieu urbain) dans la dissémination des espèces généralistes et
l'homogénéisation biotique (Abadie 2008). Signalons que pour les milieux urbains, les
nombreuses espèces généralistes sont néanmoins concentrées au sein des surfaces minérales
(notamment voies ferrés et chaussées routières) : en témoignent les pourcentages supérieurs à
90 % en espèces généralistes de ces habitats (visible au sein de l'annexe 1). En témoigne
également la richesse élevée en espèces spécialistes des espaces végétalisés en milieu urbain
67
et diminuant au sein des milieux plus ruraux. Néanmoins, cette richesse élevée en espèces
spécialistes des espaces végétalisés en milieu urbain est cependant à prendre avec précautions.
En effet, encore une fois nous pouvons émettre l'hypothèse que les espèces exotiques plus
nombreuses en milieux urbains (Clergeau 2011) peuvent participer de manière conséquente à
l'augmentation de ce potentiel de biodiversité au sein des espaces végétalisés. Ainsi, de
nombreuses espèces exotiques échappées des Jardins ornementaux, des Parcs et squares ou
encore des jardins familiaux, devenant ainsi subspontanées au sein des villes (Hoff 2012),
peuvent également être spécialistes de certains habitats particuliers.
La comparaison des richesses moyennes en espèces spécialistes entre les différents
types d'espaces végétalisés nous a montré une richesse plus importante pour les bois, suivi
d'une richesse sensiblement similaire entre les haies, bosquets, végétation basse et forêts. La
très forte richesse spécifique moyenne des bois explique alors leur richesse moyenne en
espèces spécialistes également élevée. Ce résultat est notamment intéressant car il nous
permet de confirmer l'intérêt de ce type d'espace végétalisé et notamment son choix pour la
réalisation des études dans le cadre du programme ECORURB (Clergeau 2011, Vallet 2009).
De plus, nous avons vu que ces bois présentent la particularité de diminuer en surfaces des
milieux ruraux aux milieux plus urbains, augmentant "l'effet lisière" défavorable aux espèces
spécialistes (Vallet 2009). Il paraît ainsi important de pouvoir retrouver de grandes entités de
ce type d'espace végétalisé (riche en biodiversité) au sein de la Communauté Urbaine de
Strasbourg, ce qui pourrait notamment être pris en compte dans les projets actuels de Parcs
Naturels Urbains (CUS 2011). On peut alors aussi remarquer que les forêts dont la richesse
spécifique moyenne pour l'ensemble des espèces nous est apparue comme la plus faible,
présente une richesse moyenne en espèces spécialistes sensiblement équivalente aux autres
types d'espaces végétalisés confirmant ainsi le choix de mise en Réserve Naturelle Nationale
du massif forestier du Neuhof (MEDDE 2012).
Enfin, les richesses moyennes en espèces spécialistes des abords de structures linéaires
étant de tendances sensiblement similaires aux richesses spécifiques moyennes pour
l'ensemble des espèces, nous pouvons considérer que ces espaces végétalisés (même au
contact direct des surfaces minérales) peuvent présenter des conditions stationnelles
permettant l'accueil et le transit d'espèces spécialistes. Cette information ouvre par conséquent
de nombreuses perspectives en terme de conservation de la biodiversité urbaine et confirme le
rôle de "corridor biologique" de ces trames vertes urbaines potentielles.
68
Conclusions et perspectives
Par l'étalement urbain sans cesse croissant, entraînant la perte indéniable de nombreux
espaces végétalisés au sein et aux abords des villes et la perte d'espaces à caractères naturels
au sein de leurs périphéries, il est important de pouvoir cartographier la distribution des
habitats au sein des territoires. Outre la perte directe d'habitats favorables à l'expression d'une
forte diversité végétale, les habitats restants sont soumis à une forte fragmentation et
diminution de leur taille notamment à cause de la mise en réseau d'infrastructures de transport
(Chaussée routières, Voies ferrées ou encore diverses surfaces imperméabilisées) destinées à
créer le lien entre les espaces bâtis (habitations, lieux de travail, centres culturels,...). Cette
fragmentation s'opère alors au niveau des habitats, qui constituent les supports de la
biodiversité ! La cartographie des habitats revêt ainsi un intérêt certain et représente un outil
de choix pour orienter les décisions d'aménagement, à condition de connaître la biodiversité
qu'ils hébergent.
Face aux limites des cartographies actuelles des espèces végétales et de la biodiversité
en général, la méthode de cartographie basée sur les habitats proposée ici présente un bon
compromis entre les méthodes actuellement utilisées :
- Elle permet une cartographie précise à l'échelle des habitats particulièrement bien adaptée à
la réalisation d'Atlas de répartition des espèces à grandes échelles, à l'instar des méthodes
basées sur les accrétions de données.
- Elle permet également la prise en compte la répartition des espèces et de la biodiversité sur
l'ensemble d'un territoire, à l'instar des méthodes basées sur des inventaires par mailles.
Ces caractéristiques font ainsi de cette méthode un outil cartographique
particulièrement bien adapté aux villes et agglomérations, en alliant précision et couverture de
l'ensemble des habitats potentiels des espèces.
La méthode développée présente néanmoins quelques limites dont la photointerprétation de certains habitats ou encore la mise en correspondance des habitats
accessibles par télédétection avec des listes d'espèces ayant été réalisées préalablement au sein
d'habitats inventoriés sur le terrain. Il conviendrait par conséquent à la suite de ce travail, de
pouvoir standardiser la digitalisation de l'ensemble des habitats de notre typologie par des
méthodes de traitements d'images satellites. Des travaux de géomatique proches de ceux
réalisés par le SERTIT (approches orientées objets, utilisations complémentaires d'images
panchromatiques et multispectrales allant dans le proche infrarouge,...) pourraient alors être
envisagés en ce sens. Concernant les listes d'espèces par habitat, la réalisation d'un échantillon
de relevés propres à chacun des habitats de notre typologie au sein des villes devrait permettre
à l'avenir une meilleure sensibilité de notre cartographie. L'utilisation de listes préexistantes
sur Strasbourg a néanmoins été essentielle à la mise en place et la calibration de la méthode,
qui n'aurait pu être envisagée si des campagnes de relevés de végétation avaient dû être
réalisées pendant la durée de ce stage.
69
Avec ou sans relevés de végétation préexistants, la méthode de cartographie
développée dans ce travail permet alors d'accéder rapidement à une cartographie des habitats,
des habitats potentiels des espèces et de la biodiversité au sein d'un territoire tout au long d'un
gradient urbain-rural. L'accessibilité de plus en plus grande aux images satellites à hautes
résolutions en fait de plus un outil largement reproductible pour un bon nombre de villes en
France, en Europe, voire au niveau mondial.
Les cartographies réalisées ici ont prouvé leurs intérêts pour l'étude de l'influence de
l'urbanisation sur la répartition des habitats, des espèces végétales et de la biodiversité. Ainsi,
nous avons mis en évidence que les milieux les plus urbains ainsi que les milieux les plus
agricoles sont les moins favorables à une pleine expression des potentiels de biodiversité.
Cependant ces milieux sont apparus les plus riches en espèces en ne prenant en compte que
leurs espaces végétalisés. Il serait par conséquent intéressant dans le cadre d'une optimisation
du potentiel de biodiversité tout au long d'un gradient urbain-rural (des villes aux campagnes),
de pouvoir définir des valeurs seuils de surfaces minérales, surfaces en eau, surfaces de
cultures et surfaces de végétation, en se rapprochant d'un équilibre entre quantité et qualité
des espaces végétalisés. Il est alors également important de savoir comment ces espèces vont
pouvoir se disséminer pour reconquérir les espaces végétalisés montrant de moindres
potentiels de biodiversité le long du gradient d'urbanisation. L'étude de trames vertes
potentielles (les linéaires végétalisés) nous a alors permis de mettre en évidence la
relativement bonne qualité des linéaires de cours d'eau par rapport aux bords routiers et bords
ferrés au sein de notre zone d'étude. La préservation des berges au sein des milieux Suburbain
et Périurbain, ainsi que la restauration prioritaire des berges de cours d'eau au sein du
Péricentre et du milieu agricole devraient alors être envisagées.
La cartographie d'habitats, d'habitats potentiels des espèces et de la biodiversité se veut
être un outil au service du gestionnaire et de l'aménageur, qui par la hiérarchisation des
priorités concernant la biodiversité végétale, vont pouvoir décider des orientations à donner
concernant l'aménagement et la gestion des différents espaces végétalisés. Signalons enfin que
les politiques d'aménagement définies au sein de documents d'urbanisme tels que les Schémas
de Cohérence Territoriale (SCOT) ou encore les Plans Locaux d'Urbanisme (PLU), se doivent
depuis la loi portant engagement national pour l'environnement dite Grenelle II du 12 Juillet
2010, de renforcer la préservation de la biodiversité et des écosystèmes (notamment via la
préservation et la remise en bon état des continuités écologiques).
Pour finir, il nous est alors paru important de décomposer cette biodiversité en 2 types
d'indicateurs. Les potentiels de biodiversité pour l'ensemble des espèces et pour les espèces
dites spécialistes ont alors présenté des tendances contraires le long de notre gradient
d'urbanisation, démontrant une tendance à l'homogénéisation biotique au sein de milieux les
plus urbains. Signalons enfin que ces tendances sont néanmoins apparues sensiblement égales
pour les seuls espaces végétalisés, avec des potentiels de biodiversité les plus importants pour
les milieux les plus urbains (peut-être liés à une prépondérance en espèces exotiques). Il serait
par conséquent intéressant de pouvoir envisager une suite à cette étude en s'intéressant à un
troisième type d'indicateur : les potentiels de biodiversité en espèces indigènes et exotiques !
70
Bibliographie
ABADIE JC., 2008. La nature ordinaire face aux pressions humaines : le cas des plantes communes. Méthodes de
suivis et évaluation de l'impact des activités humaines. Thèse de Doctorat, Muséum National d'Histoire
Naturelle, 216 p.
ADEUS-AURM (Agence de Développement et d'Urbanisme de l'Agglomération Strasbourgeoise Agence d'Urbanisme de la Région Mulhousienne), 2007. 30 ans d'urbanisation en Alsace : consommation
foncière et fonctionnement du territoire. Direction Régionale de l'Equipement Alsace - Région Alsace,
Strasbourg, 16 p.
ADEUS (Agence de Développement et d'Urbanisme de l'Agglomération Strasbourgeoise), 2010.
Référentiel paysager du Bas-Rhin : Secteur CUS. Rapport intermédiaire, Strasbourg, 118 p.
AGUEJDAD R., 2009. Etalement urbain et évaluation de son impact sur la biodiversité, de la reconstitution des
trajectoires à la modélisation prospective. Application à une agglomération de taille moyenne : Rennes Métropole.
Thèse de doctorat, Université de Rennes 2 Haute Bretagne, 373 p.
AIAB (Association d'Informatique Appliquée à la Botanique), 2013. "SOPHY" : Banque de données
Botaniques et Ecologiques. Disponible en ligne à : http://sophy.u-3mrs.fr/sophy.htm
ALSACE NATURE, 2010. Sauvons les Rieds d'Alsace. Disponible
http://observatoirealsace.free.fr/ZH/images/rieds/0-ried_generalite.pdf
en
ligne
à
:
ARNESEN G., JOLY D. & NILSEN L. 2008. Modélisation de la distribution de plantes arctiques vasculaires.
Exemple de l'archipel de Svalbard dans l'Arctique Européen. Actes des journées de climatologie - Nantes, 1314 Mars 2008, 17 p.
BUREL F. & BAUDRY J., 1999. Ecologie du paysage : Concepts, méthodes et applications. Editions Tec &
Doc, Lavoisier, Paris, 359 p.
CLERGEAU P., 2007. Une écologie du paysage urbain. Editions Apogée, Rennes, 137 p.
CLERGEAU P. (coord.), 2011. Ville et biodiversité : enseignement d'une recherche interdisciplinaire. Presses
Universitaires de Rennes, 235 p.
COMOP (Comité Opérationnel Trame Verte et Bleue), 2010. Choix stratégiques de nature à contribuer à la
préservation et à la remise en bon état des continuités écologiques. Contributions aux futures orientations
nationales, Version consolidée par l'Etat, 76 p.
CORINE LAND COVER (Union Européenne - Service de l'Observation et des Statistiques), 2006.
Statistiques d'occupation du sol en France métropolitaine. Disponible en ligne à : http://sd1878-2.sivit.org/
CROCI S., 2007. Urbanisation et biodiversité : Traits biologiques et facteurs environnementaux associés à
l'organisation des communautés animales le long d'un gradient rural-urbain. Thèse de Doctorat, Université de
Rennes I, 216 p.
71
CUS (Communauté Urbaine de Strasbourg), 2011. Convention avec le Conseil d'architecture, d'urbanisme et
de l'environnement (CAUE) pour l'accompagnement de l'Atelier de projet de Parc Naturel Urbain à Strasbourg.
Délibération au conseil municipal du lundi 24 Octobre 2011, Strasbourg, 10 p.
DANIEL H. & LECAMP E., 2004. Distribution of three indigenous fern species along a rural-urban
gradient in the of Angers, France. Urban Forestry and Urban Greening, 3: 19-27.
DE VILMORIN C., 1976. La politique des espaces verts. Centre de recherche d’urbanisme, Ministère de la
Culture et de l’Environnement, Paris, 439 p.
DGALN (Direction Générale de l'Aménagement, du Logement et de la Nature), 2007. La prairie, un
haut lieu de la biodiversité. Présentation du 22 Mai 2007, Journée internationale de la diversité biologique,
3 p.
ENGREF (Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts), 1997. CORINE biotopes : Types
d'habitats français. Version originale, ENGREF, Nancy, 175 p.
FLORAINE (Association de botanistes Lorrains), 2002. Méthodologie de réalisation de l'Atlas des plantes de
Lorraine. Floraine, Villers-lès-Nancy, 4 p.
FLORAINE (Association de botnanistes Lorrains), 2013. Atlas des plantes de Lorraine. Disponible en ligne
à : http://www.floraine.net/atlas/select_espece.php5
FORMAN R.T.T. & GODRON M., 1986. Landscape ecology. John Wiley and sons, New York, 620 p.
GROUPE PAC (Collectif d'associations de défense de l'environnement), 2012. Surface équivalente
topographique à 4% en 2013 : une timide avancée qui prépare l'avenir de la politique agricole commune.
Communiqué de presse, Paris, le 27 Septembre 2012, 2 p.
HOFF M., 2012. La végétation de Strasbourg urbain. Diagnostic floristique et typologique des milieux naturels
spontanés et anthropiques de la ville de Strasbourg. Elektronische Publikationen / E-Publications, Technische
Universität Braunschweig, Institut für Pflanzenbiologie, 33 p. + Annexes : Listes floristiques par
habitats, 54 p.
HUBENY A., 2012. Biodiversité urbaine : Application à Strasbourg. Intérêts et limites d'un inventaire floristique.
Mémoire de Master 2, Faculté de Géographie et Aménagement, Université de Strasbourg, 156 p.
HUTCHINSON GE., 1957. Concluding remarks. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 22: 415–427
INFO FLORA (Centre national de données et d'informations sur la flore de Suisse), 2013. Base de données
du centre du réseau suisse de floristique. Disponible en ligne à : http://www.infoflora.ch/fr/
JONGMAN RHG., 1995. Nature conservation planning in Europe : developing ecological networks.
Landscape and Urban Planning, 32, 169-183.
JUGET S., 2010. Cartographie statistique des milieux naturels de Suisse. Certification de spécialisation en
géomatique, Centre Suisse de cartographie de la faune - Université de Genève, 39 p.
KLEIN JP., 2009. La florule de la rue de Thionville à Nancy. L.A.S.E.R. Lorraine Atlas, Suivi, Etudes et
Recherches, pp. 13-23.
72
KUHN I. & KLOTZ S., 2006. Urbanization and homogenization – Comparing the floras of urban and
rural areas in Germany. Biological Conservation, 127(3): 292-300.
LAFITTE JJ. & CRAVERO G., 2010. La généralisation des bandes enherbées le long des cours d'eau (article 52
du projet de loi Grenelle 2) : réflexion sur l'impact et la mise en œuvre de cette décision. Ministère de l'Ecologie,
de l'Energie, du Développement Durable et de la Mer - Ministère de l'alimentation, de l'agriculture et
de la pêche, 88 p.
LAMBINON J., DELVOSALLE L. & DUVIGNEAUD J., 2012. Nouvelle Flore de la Belgique, du
Grand Duché de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Edition du Jardin Botanique
National de Belgique, 6ème édition, 1195 p.
LIENARD S. & CLERGEAU P., 2011. Trame Verte et Bleue : Utilisation des cartes d'occupation du sol
pour une première approche qualitative de la biodiversité. Cybergeo : European Journal of Geography,
Environnement, Nature, Paysage, document 519, 23 p. Disponible en ligne à :
http://cybergeo.revues.org/23494
LORTIE CJ., BROOKER RW., CHOLER P., KIKVIDZE Z., MICHALET R., PUGNAIRE FI. &
CALLAWAY RM., 2004. Rethinking plant community theory. Oïkos, 107 : 433-438.
LOUVEL J., GAUDILLAT V. & PONCET L., 2013. EUNIS : European Nature Information System.
Classification des habitats. Traduction française. Habitats terrestres et d'eau douce. Ministère de l'Ecologie, du
Développement Durable et de l'Energie - Muséum National d'Histoire Naturelle, Paris, 302 p.
MAC ARTHUR RH. & WILSON EO., 1967. The Theory of Island Biogeography. Princeton University
Press, Princeton, 215 p.
MARZLUFF JM., 2001. Worldwide urbanization and its effects on birds. In: MARZLUFF JM.,
BOWMAN R. & DONNELLY R. (eds). Avian ecology and conservation in an urbanizing world. Kluwer
Academic Publishers, Boston, pp. 19-47.
MEDDE (Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de l'Energie), 2012. Décret n° 20121039 du 10 septembre 2012 portant création de la réserve naturelle nationale du massif forestier de StrasbourgNeuhof/Illkirch-Graffenstaden (Bas-Rhin). Journal Officiel de la République française, 6 p.
MEDDE (Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de l'Energie), 2013. L'essentiel sur les
espèces introduites et envahissantes. Article en ligne sur le site du MEDDE. Disponible à :
http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/lessentiel/ar/259/1115/especesintroduites-envahissantes.html
MEDDTL (Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable, du Transports et du Logement), 2011.
Stratégie Nationale pour la Biodiversité 2011-2020. MEDDTL, Direction Générale de l'Aménagement, du
Logement et de la Nature, 60 p.
MEHDI L. & DI PIETRO F., 2009. L'espace vert public, lieu d'interactions entre société et biodiversité.
Projet de Paysage, 17 p.
MEHDI L., 2010. Structure verte et biodiversité urbaine. L’espace vert : analyse d’un écosystème anthropisé. Thèse
de doctorat, Aménagement, Université de Tours, 476 p.
73
MEHDI L., WEBER C., DI PIETRO F. & WISSAL S., 2012. Evolution de la place du végétal dans la
ville, de l'espace vert à la trame verte. VertigO - la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume
12, Numéro 2. Disponible en ligne à : http://vertigo.revues.org/12670
MERLIN P. & CHOAY F. 2009. Dictionnaire de l’urbanisme. Presses Universitaires de France, Paris,
963 p.
MINISTERE DE L'AGRICULTURE ET DE LA PECHE, 2008. Plan Ecophyto 2018 de réduction des usages
de pesticides. Ministère de l'Agriculture et de la Pêche, Paris, 21 p.
MNHN (Muséum National d'Histoire Naturelle - Machon N. coll.), 2012. Sauvage de ma rue : Guide des
plantes sauvages des villes de France. Coédition Le Passage-MNHN, Diffusion Seuil, 416 p.
MNHN (Muséum National d'Histoire Naturelle), 2013. Inventaire National du Patrimoine Naturel.
Disponible en ligne à : http://inpn.mnhn.fr/accueil/index
ODONAT (coord.), 2003. Les listes rouges de la nature menacée en Alsace. Office des Données Naturalistes
d'Alsace, Strasbourg, 480 p.
ONU (United Nations), 2011a. World Population to reach 10 billion by 2100 if Fertility in all Countries
Converges to Replacement Level. United Nations Press, New York, 7 p.
ONU (United Nations), 2011b. World Urbanization Prospects The 2011 Revision. US Department of
Economic and Social Affairs, New York, 50 p.
PERSIAUX R., 2008. Quand l'écologie investit la ville. In : Quelle biodiversité dans les villes ? La
Recherche, n°422, pp.8
RAMADE F., 2002. Dictionnaire encyclopédique de l'écologie et des sciences de l'environnement. Dunod, 2nd
édition, 1152 p.
RAMSAR (Secrétariat de la Convention), 2013. Le Manuel de la Convention de Ramsar : Guide de la
Convention sur les Zones Humides (Ramsar, Iran , 1971). Secrétariat de la Convention de Ramsar, 6ème
édition, Gland, Suisse, 120 p.
RANKOVIC A., PACTEAU C. & ABBADIE L., 2012. Services écosystémiques et adaptation urbaine
interscalaire au changement climatique : un essai d'articulation. VertigO - la revue électronique en sciences de
l'environnement, Hors-série 12, Disponible en ligne à : http://vertigo.revues.org/1185
RASTETTER V., 1982. La flore adventice de Mulhouse et de ses environs. In : « La nature en ville ».
Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse, 1/784 : 55-67.
SAMPOUX JP. & BADEAUX V. 2009. Modélisation de la niche écologique des fétuques à feuilles fines:
quels apports pour la conservation et la valorisation des ressources génétiques ? Innovations agronomiques,
7 : 79-91.
SAVARD JPL., CLERGEAU P. & MENNECHEZ G., 2000. Biodiversity concepts and urban
ecosystems. Landscape and Urban Planning, 48, 131-132.
74
SCHWARTZ MW., THORNE JH. & VIERS JH., 2006. Biotic homogenization of the California flora in
urban and urbanizing regions. Biological Conservation, 282-291.
SELMI W., 2011. Les espaces verts publics entre politiques urbaines et attentes des citadins. Mémoire de Master
2, Faculté de Géographie et Aménagement, Université de Strasbourg, 147 p.
SERTIT, 2013. Acquisition de données relatives à l'occupation du sol et une classification des espaces : Guide
méthodologique. SERTIT, Communauté Urbaine de Strasbourg, 37 p.
SOCIETE BOTANIQUE D'ALSACE, 2013. Atlas de la Flore d'Alsace. Disponible en ligne à :
http://www.atlasflorealsace.com/#/encyclopedie/couverture
TELA BOTANICA, 2013. Base de données eFlore : Flore électronique en ligne. Disponible à :
http://www.tela-botanica.org/page:eflore?langue=fr
TOWNSEND C., BEGON M. & HARPER J., 2003. Essentials of ecology. Blackwell Publishers, 2nd
edition, pp. 54-55.
VALLET J., 2009. Gradient d'urbanisation et communautés végétales d'espaces boisés : Approches à plusieurs
échelles dans trois agglomérations du massif armoricain. Thèse de Doctorat, Université d'Angers, 298 p.
VOLKERT B., 2008. Une étude diachronique de la flore forestière d'Alsace à partir des travaux d'Emile Issler :
mise en perspective avec les changements globaux. AgroParisTech-ENGREF, ONF-Alsace, Université Louis
Pasteur, Mémoire de fin d'études de la formation des ingénieurs forestiers, Strasbourg, 109 p.
75
Annexes
Annexe 1 : Typologie des habitats et potentiels de biodiversité
(à gauche en rouge : Code Habitat ; à gauche en noir : Listes d'espèces correspondantes suivies de la dénomination de l'habitat)
Classification finale
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
(a)(2) Végétation des murs et parois
17
6
11
35,29
64,71
(b)(21) Végétation des cultures
180
36
144
20,00
80,00
(c)(16) Végétation aquatique
42
26
16
61,90
38,10
(d)(12) Végétation des voies ferrées
241
10
231
4,15
95,85
(e)(1.1) Végétation des chaussées routières
129
11
118
8,53
91,47
(f)(1.1+1.2) Végétation des surfaces imperméabilisées
199
20
179
10,05
89,95
(g)(3) Végétation des pieds d'arbres d'alignements
91
3
88
3,30
96,70
(g1)(3+5.1) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares
219
9
210
4,11
95,89
(g2)(3+6.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales
161
8
153
4,97
95,03
(g3)(3+7.1) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux
163
6
157
3,68
96,32
(g4)(3+11) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers
307
21
286
6,84
93,16
(g4a)(3+5.1+11) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords routiers
310
29
281
9,35
90,65
(g4b)(3+6.1+11) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
326
27
299
8,28
91,72
(g4c)(3+7.1+11) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords routiers
321
25
296
7,79
92,21
(g5)(3+12) Pieds d'arbres d'alignements des bords ferrés
262
13
249
4,96
95,04
(g5a)(3+5.1+12) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords ferrés
289
20
269
6,92
93,08
(g5b)(3+6.1+12) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
261
18
243
6,90
93,10
(g5c)(3+7.1+12) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords ferrés
260
16
244
6,15
93,85
Classification finale
(g6)(3+18) Pieds d'arbres d'alignements des berges boisées
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
12
169
181
6,63
93,37
(g6a)(3+5.1+18) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des berges boisées
253
18
235
7,11
92,89
(g6b)(3+6.1+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des berges boisées
219
17
202
7,76
92,24
(g6c)(3+7.1+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des berges boisées
217
15
202
6,91
93,09
(g7)(3+11+12) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers et ferrés
312
35
277
11,22
88,78
(g7a)(3+5.1+11+12) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
347
44
303
12,68
87,32
(g7b)(3+6.1+11+12) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
334
41
293
12,28
87,72
(g7c)(3+7.1+11+12) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
329
39
290
11,85
88,15
(g8)(3+11+18) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers et berges boisées
302
31
271
10,26
89,74
(g8a)(3+5.1+11+18) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords routiers et berges boisées
340
39
301
11,47
88,53
(g8b)(3+6.1+11+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges boisées
321
37
284
11,53
88,47
(g8c)(3+7.1+11+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords routiers et berges boisées
319
35
284
10,97
89,03
(g9)(3+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des bords ferrés et berges boisées
270
22
248
8,15
91,85
(g9a)(3+5.1+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords ferrés et berges boisées
319
29
290
9,09
90,91
(g9b)(3+6.1+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges boisées
295
27
268
9,15
90,85
(g9c)(3+7.1+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords ferrés et berges boisées
297
25
272
8,42
91,58
(g10)(3+11+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des bords routiers, ferrés et berges boisées
343
45
298
13,12
86,88
(g10a)(3+5.1+11+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges boisées
(g10b)(3+6.1+11+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges
boisées
(g10c)(3+7.1+11+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges boisées
372
54
318
14,52
85,48
360
51
309
14,17
85,83
359
49
310
13,65
86,35
(h)(19+20) Bois
349
92
257
26,36
73,64
(h1)(19+20+5.1) Bois des parcs et squares
398
102
296
25,63
74,37
(h2)(19+20+6.1) Bois des jardins de plantes ornementales
382
98
284
25,65
74,35
(h3)(19+20+7.1) Bois des jardins familiaux
381
98
283
25,72
74,28
Classification finale
(h4)(19+20+11) Bois des bords routiers
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
115
310
425
27,06
72,94
(h4a)(19+20+5.1+11) Bois des parcs et squares et des bords routiers
454
128
326
28,19
71,81
(h4b)(19+20+6.1+11) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
445
122
323
27,42
72,58
(h4c)(19+20+7.1+11) Bois des jardins familiaux et des bords routiers
442
122
320
27,60
72,40
(h5)(19+20+12) Bois des bords ferrés
403
107
296
26,55
73,45
(h5a)(19+20+5.1+12) Bois des parcs et squares et des bords ferrés
434
118
316
27,19
72,81
(h5b)(19+20+6.1+12) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
425
113
312
26,59
73,41
(h5c)(19+20+7.1+12) Bois des jardins familiaux et des bords ferrés
425
113
312
26,59
73,41
(h6)(19+20+18) Bois des berges boisées
388
102
286
26,29
73,71
(h6a)(19+20+5.1+18) Bois des parcs et squares et des berges boisées
426
112
314
26,29
73,71
(h6b)(19+20+6.1+18) Bois des jardins de plantes ornementales et des berges boisées
410
108
302
26,34
73,66
(h6c)(19+20+7.1+18) Bois des jardins familiaux et des berges boisées
408
108
300
26,47
73,53
(h7)(19+20+11+12) Bois des bords routiers et ferrés
456
141
315
30,92
69,08
(h7a)(19+20+5.1+11+12) Bois des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
475
155
320
32,63
67,37
(h7b)(19+20+6.1+11+12) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
471
148
323
31,42
68,58
(h7c)(19+20+7.1+11+12) Bois des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
468
148
320
31,62
68,38
(h8)(19+20+11+18) Bois des bords routiers et berges boisées
456
126
330
27,63
72,37
(h8a)(19+20+5.1+11+18) Bois des parcs et squares et des bords routiers et berges boisées
479
140
339
29,23
70,77
(h8b)(19+20+6.1+11+18) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges boisées
469
133
336
28,36
71,64
(h8c)(19+20+7.1+11+18) Bois des jardins familiaux et des bords routiers et berges boisées
466
133
333
28,54
71,46
(h9)(19+20+12+18) Bois des bords ferrés et berges boisées
431
118
313
27,38
72,62
(h9a)(19+20+5.1+12+18) Bois des parcs et squares et des bords ferrés et berges boisées
459
129
330
28,10
71,90
(h9b)(19+20+6.1+12+18) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges boisées
448
124
324
27,68
72,32
(h9c)(19+20+7.1+12+18) Bois des jardins familiaux et des bords ferrés et berges boisées
447
124
323
27,74
72,26
(h10)(19+20+11+12+18) Bois des bords routiers, ferrés et berges boisées
480
153
327
31,88
68,13
Classification finale
(h10a)(19+20+5.1+11+12+18) Bois des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges boisées
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
168
330
498
33,73
66,27
(h10b)(19+20+6.1+11+12+18) Bois des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges boisées
492
160
332
32,52
67,48
(h10c)(19+20+7.1+11+12+18) Pieds d'arbres d'alignements des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges boisées
489
160
329
32,72
67,28
(i)(19) Bosquets
258
41
217
15,89
84,11
(i1)(19+5.1) Bosquets des parcs et squares
333
48
285
14,41
85,59
(i2)(19+6.1) Bosquets des jardins de plantes ornementales
309
46
263
14,89
85,11
(i3)(19+7.1) Bosquets des jardins familiaux
311
44
267
14,15
85,85
(i4)(19+11) Bosquets des bords routiers
354
63
291
17,80
82,20
(i4a)(19+5.1+11) Bosquets des parcs et squares et des bords routiers
394
73
321
18,53
81,47
(i4b)(19+6.1+11) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
381
69
312
18,11
81,89
(i4c)(19+7.1+11) Bosquets des jardins familiaux et des bords routiers
380
67
313
17,63
82,37
(i5)(19+12) Bosquets des bords ferrés
327
56
271
17,13
82,87
(i5a)(19+5.1+12) Bosquets des parcs et squares et des bords ferrés
373
64
309
17,16
82,84
(i5b)(19+6.1+12) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
359
61
298
16,99
83,01
(i5c)(19+7.1+12) Bosquets des jardins familiaux et des bords ferrés
359
59
300
16,43
83,57
(i6)(19+18) Bosquets des berges boisées
312
50
262
16,03
83,97
(i6a)(19+5.1+18) Bosquets des parcs et squares et des berges boisées
364
57
307
15,66
84,34
(i6b)(19+6.1+18) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des berges boisées
340
55
285
16,18
83,82
(i6c)(19+7.1+18) Bosquets des jardins familiaux et des berges boisées
341
53
288
15,54
84,46
(i7)(19+11+12) Bosquets des bords routiers et ferrés
387
87
300
22,48
77,52
(i7a)(19+5.1+11+12) Bosquets des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
416
98
318
23,56
76,44
(i7b)(19+6.1+11+12) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
409
93
316
22,74
77,26
(i7c)(19+7.1+11+12) Bosquets des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
407
91
316
22,36
77,64
(i8)(19+11+18) Bosquets des bords routiers et berges boisées
390
73
317
18,72
81,28
(i8a)(19+5.1+11+18) Bosquets des parcs et squares et des bords routiers et berges boisées
421
83
338
19,71
80,29
Classification finale
(i8b)(19+6.1+11+18) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges boisées
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
79
327
406
19,46
80,54
(i8c)(19+7.1+11+18) Bosquets des jardins familiaux et des bords routiers et berges boisées
406
77
329
18,97
81,03
(i9)(19+12+18) Bosquets des bords ferrés et berges boisées
361
66
295
18,28
81,72
(i9a)(19+5.1+12+18) Bosquets des parcs et squares et des bords ferrés et berges boisées
400
74
326
18,50
81,50
(i9b)(19+6.1+12+18) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges boisées
383
71
312
18,54
81,46
(i9c)(19+7.1+12+18) Bosquets des jardins familiaux et des bords ferrés et berges boisées
384
69
315
17,97
82,03
(i10)(19+11+12+18) Bosquets des bords routiers, ferrés et berges boisées
415
98
317
23,61
76,39
(i10a)(19+5.1+11+12+18) Bosquets des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges boisées
440
109
331
24,77
75,23
(i10b)(19+6.1+11+12+18) Bosquets des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges boisées
430
104
326
24,19
75,81
(i10c)(19+7.1+11+12+18) Bosquets des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges boisées
430
102
328
23,72
76,28
(j)(20) Forêts
176
44
132
25,00
75,00
(j1)(20+5.1) Forêts des parcs et squares
274
53
221
19,34
80,66
(j2)(20+6.1) Forêts des jardins de plantes ornementales
243
50
193
20,58
79,42
(j3)(20+7.1) Forêts des jardins familiaux
244
50
194
20,49
79,51
(j4)(20+11) Forêts des bords routiers
328
63
265
19,21
80,79
(j4a)(20+5.1+11) Forêts des parcs et squares et des bords routiers
372
74
298
19,89
80,11
(j4b)(20+6.1+11) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
355
70
285
19,72
80,28
(j4c)(20+7.1+11) Forêts des jardins familiaux et des bords routiers
351
70
281
19,94
80,06
(j5)(20+12) Forêts des bords ferrés
304
54
250
17,76
82,24
(j5a)(20+5.1+12) Forêts des parcs et squares et des bords ferrés
352
64
288
18,18
81,82
(j5b)(20+6.1+12) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
337
60
277
17,80
82,20
(j5c)(20+7.1+12) Forêts des jardins familiaux et des bords ferrés
335
60
275
17,91
82,09
(j6)(20+18) Forêts des berges boisées
237
53
184
22,36
77,64
(j6a)(20+5.1+18) Forêts des parcs et squares et des berges boisées
313
62
251
19,81
80,19
(j6b)(20+6.1+18) Forêts des jardins de plantes ornementales et des berges boisées
287
59
228
20,56
79,44
Classification finale
(j6c)(20+7.1+18) Forêts des jardins familiaux et des berges boisées
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
59
223
282
20,92
79,08
(j7)(20+11+12) Forêts des bords routiers et ferrés
381
79
302
20,73
79,27
(j7a)(20+5.1+11+12) Forêts des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
408
91
317
22,30
77,70
(j7b)(20+6.1+11+12) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
400
86
314
21,50
78,50
(j7c)(20+7.1+11+12) Forêts des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
396
86
310
21,72
78,28
(j8)(20+11+18) Forêts des bords routiers et berges boisées
366
73
293
19,95
80,05
(j8a)(20+5.1+11+18) Forêts des parcs et squares et des bords routiers et berges boisées
401
84
317
20,95
79,05
(j8b)(20+6.1+11+18) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges boisées
386
80
306
20,73
79,27
(j8c)(20+7.1+11+18) Forêts des jardins familiaux et des bords routiers et berges boisées
381
80
301
21,00
79,00
(j9)(20+12+18) Forêts des bords ferrés et berges boisées
337
63
274
18,69
81,31
(j9a)(20+5.1+12+18) Forêts des parcs et squares et des bords ferrés et berges boisées
380
73
307
19,21
80,79
(j9b)(20+6.1+12+18) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges boisées
364
69
295
18,96
81,04
(j9c)(20+7.1+12+18) Forêts des jardins familiaux et des bords ferrés et berges boisées
361
69
292
19,11
80,89
(j10)(20+11+12+18) Forêts des bords routiers, ferrés et berges boisées
408
89
319
21,81
78,19
(j10a)(20+5.1+11+12+18) Forêts des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges boisées
433
101
332
23,33
76,67
(j10b)(20+6.1+11+12+18) Forêts des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges boisées
424
96
328
22,64
77,36
(j10c)(20+7.1+11+12+18) Forêts des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges boisées
420
96
324
22,86
77,14
(k)(3+19) Haies
291
44
247
15,12
84,88
(k1)(3+19+5.1) Haies des parcs et squares
347
51
296
14,70
85,30
(k2)(3+19+6.1) Haies des jardins de plantes ornementales
325
49
276
15,08
84,92
(k3)(3+19+7.1) Haies des jardins familiaux
329
47
282
14,29
85,71
(k4)(3+19+11) Haies des bords routiers
372
66
306
17,74
82,26
(k4a)(3+19+5.1+11) Haies des parcs et squares et des bords routiers
404
76
328
18,81
81,19
(k4b)(3+19+6.1+11) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
391
72
319
18,41
81,59
(k4c)(3+19+7.1+11) Haies des jardins familiaux et des bords routiers
391
70
321
17,90
82,10
Classification finale
(k5)(3+19+12) Haies des bords ferrés
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
59
290
349
16,91
83,09
(k5a)(3+19+5.1+12) Haies des parcs et squares et des bords ferrés
384
67
317
17,45
82,55
(k5b)(3+19+6.1+12) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
370
64
306
17,30
82,70
(k5c)(3+19+7.1+12) Haies des jardins familiaux et des bords ferrés
374
62
312
16,58
83,42
(k6)(3+19+18) Haies des berges boisées
332
53
279
15,96
84,04
(k6a)(3+19+5.1+18) Haies des parcs et squares et des berges boisées
374
60
314
16,04
83,96
(k6b)(3+19+6.1+18) Haies des jardins de plantes ornementales et des berges boisées
354
58
296
16,38
83,62
(k6c)(3+19+7.1+18) Haies des jardins familiaux et des berges boisées
358
56
302
15,64
84,36
(k7)(3+19+11+12) Haies des bords routiers et ferrés
401
91
310
22,69
77,31
(k7a)(3+19+5.1+11+12) Haies des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
425
102
323
24,00
76,00
(k7b)(3+19+6.1+11+12) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
417
97
320
23,26
76,74
(k7c)(3+19+7.1+11+12) Haies des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
416
95
321
22,84
77,16
(k8)(3+19+11+18) Haies des bords routiers et berges boisées
400
76
324
19,00
81,00
(k8a)(3+19+5.1+11+18) Haies des parcs et squares et des bords routiers et berges boisées
427
86
341
20,14
79,86
(k8b)(3+19+6.1+11+18) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges boisées
415
82
333
19,76
80,24
(k8c)(3+19+7.1+11+18) Haies des jardins familiaux et des bords routiers et berges boisées
416
80
336
19,23
80,77
(k9)(3+19+12+18) Haies des bords ferrés et berges boisées
376
69
307
18,35
81,65
(k9a)(3+19+5.1+12+18) Haies des parcs et squares et des bords ferrés et berges boisées
407
77
330
18,92
81,08
(k9b)(3+19+6.1+12+18) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges boisées
393
74
319
18,83
81,17
(k9c)(3+19+7.1+12+18) Haies des jardins familiaux et des bords ferrés et berges boisées
398
72
326
18,09
81,91
(k10)(3+19+11+12+18) Haies des bords routiers, ferrés et berges boisées
423
102
321
24,11
75,89
(k10a)(3+19+5.1+11+12+18) Haies des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges boisées
445
113
332
25,39
74,61
(k10b)(3+19+6.1+11+12+18) Haies des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges boisées
437
108
329
24,71
75,29
(k10c)(3+19+7.1+11+12+18) Haies des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges boisées
438
106
332
24,20
75,80
(l)(4) Végétation basse
307
39
268
12,70
87,30
Classification finale
(l1)(4+5.1) Végétation basse des parcs et des squares
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
47
299
346
13,58
86,42
(l2)(4+6.1) Végétation basse des jardins de plantes ornementales
330
46
284
13,94
86,06
(l3)(4+7.1) Végétation basse des jardins familiaux
324
43
281
13,27
86,73
(l4)(4+11) Végétation basse des bords routiers
384
60
324
15,63
84,38
(l4a)(4+5.1+11) Végétation basse des parcs et squares et des bords routiers
408
71
337
17,40
82,60
(l4b)(4+6.1+11) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des bords routiers
401
69
332
17,21
82,79
(l4c)(4+7.1+11) Végétation basse des jardins familiaux et des bords routiers
394
66
328
16,75
83,25
(l5)(4+12) Végétation basse des bords ferrés
362
52
310
14,36
85,64
(l5a)(4+5.1+12) Végétation basse des parcs et squares et des bords ferrés
392
62
330
15,82
84,18
(l5b)(4+6.1+12) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés
379
59
320
15,57
84,43
(l5c)(4+7.1+12) Végétation basse des jardins familiaux et des bords ferrés
374
56
318
14,97
85,03
(l6)(4+14) Végétation basse des berges herbacées
395
70
325
17,72
82,28
(l6a)(4+5.1+14) Végétation basse des parcs et squares et des berges herbacées
417
80
337
19,18
80,82
(l6b)(4+6.1+14) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des berges herbacées
409
78
331
19,07
80,93
(l6c)(4+7.1+14) Végétation basse des jardins familiaux et des berges herbacées
406
75
331
18,47
81,53
(l7)(4+11+12) Végétation basse des bords routiers et ferrés
414
79
335
19,08
80,92
(l7a)(4+5.1+11+12) Végétation basse des parcs et squares et des bords routiers et ferrés
433
92
341
21,25
78,75
(l7b)(4+6.1+11+12) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et ferrés
428
88
340
20,56
79,44
(l7c)(4+7.1+11+12) Végétation basse des jardins familiaux et des bords routiers et ferrés
423
85
338
20,09
79,91
(l8)(4+11+14) Végétation basse des bords routiers et berges herbacées
450
95
355
21,11
78,89
(l8a)(4+5.1+11+14) Végétation basse des parcs et squares et des bords routiers et berges herbacées
466
108
358
23,18
76,82
(l8b)(4+6.1+11+14) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des bords routiers et berges herbacées
463
105
358
22,68
77,32
(l8c)(4+7.1+11+14) Végétation basse des jardins familiaux et des bords routiers et berges herbacées
458
103
355
22,49
77,51
(l9)(4+12+14) Végétation basse des bords ferrés et berges herbacées
435
83
352
19,08
80,92
(l9a)(4+5.1+12+14) Végétation basse des parcs et squares et des bords ferrés et berges herbacées
454
95
359
20,93
79,07
Classification finale
(l9b)(4+6.1+12+14) Végétation basse des jardins de plantes ornementales et des bords ferrés et berges herbacées
Richesse
spécifique
Richesse
Richesse
Poucentage Pourcentage
potentielle spécifique spécifique
d'espèces
en espèces
(Ensemble en espèces en espèces
spécialistes généralistes
des espèces spécialistes généralistes
cumulées)
91
357
448
20,31
79,69
(l9c)(4+7.1+12+14) Végétation basse des jardins familiaux et des bords ferrés et berges herbacées
445
88
357
19,78
80,22
(l10)(4+11+12+14) Végétation basse des bords routiers, ferrés et berges herbacées
471
116
355
24,63
75,37
(l10a)(4+5.1+11+12+14) Végétation basse des parcs et squares et des bords routiers, ferrés et berges herbacées
485
131
354
27,01
72,99
(l10b)(4+6.1+11+12+14) Végétation des jardins de plantes ornementales et des bords routiers, ferrés et berges herbacées
483
126
357
26,09
73,91
(l10c)(4+7.1+11+12+14) Végétation basse des jardins familiaux et des bords routiers, ferrés et berges herbacées
479
124
355
25,89
74,11
Annexe 2 : Schéma du processus de cartographie sous SIG
(Nota Bene : Découpe supplémentaire des couches "Habitats.shp" pour l'ensemble des interactions (cf. Tableau 15) = 48 habitats (shapes orange
+ vert + violet) + 150 interactions supplémentaires soit 198 habitats !
Bords routiers.shp
Bords ferrés.shp
18
Découper
Habitats.shp
Sites.shp
Berges.shp
Tampon
15 mètres +
Découper
Tampon
500 mètres
Chaussées routières.shp
Arbres isolés.shp
Voies ferrées.shp
Sites_RTZ.shp
Bois.shp
Eaux courantes et stagnantes.shp
Découper
Végétation_2012_RTZ.shp
Bosquets.shp
Sélection +
enregistrer sous
nouvelle couche
Forêts.shp
Murs et parois.shp
Haies.shp
Cultures.shp
Végétation basse.shp
Végétation_2012.shp
Surfaces imperméabilisées.shp
Parcs et squares.shp
Orthophotoplan_2007.shp
Digitalisation
Jardins ornementaux.shp
Découper
18
Habitats.shp
Jardins familiaux.shp
Résumé
Selon l'ONU (Organisation des Nations Unis), l'explosion démographique actuelle
combinée à une concentration des populations sans cesse plus importante au sein des aires
urbaines, est à l'origine aujourd'hui d'un étalement urbain sans précédent. L'urbanisation est
ainsi devenue en ce 21ème siècle, une des menaces les plus importantes concernant les habitats
naturels et la biodiversité. Une étude a été réalisée sur le réseau hydrographique du Rhin
Tortu-Ziegelwasser dans la Communauté Urbaine de Strasbourg, avec l'objectif d'évaluer la
qualité des habitats et de la biodiversité végétale le long d'un gradient urbain-rural. Une
cartographie de l'occupation du sol, des habitats potentiels des espèces et de la biodiversité,
basée sur l'identification des habitats par télédétection, a été réalisée. Elle a permis d'analyser
l'influence de l'urbanisation sur les espaces de végétation au travers des métriques de
l''écologie du paysage : surfaces occupées, fragmentation et tailles des entités de différents
habitats. La distance au centre-ville montre des discontinuités dans le gradient urbain-rural.
Les milieux les plus urbains et les milieux agricoles apparaissent paradoxalement avec des
espaces de végétation de moins bonne qualité (surfaces réduites et plus fragmentées) mais
possèdent de plus forts potentiels de biodiversité. Afin d'envisager la préservation de la
biodiversité végétale, nous avons pu montrer l'intérêt prioritaire que constitue les berges de
cours d'eau (nombreux au sein de la ville de Strasbourg) pour le maintien et/ou la mise en
place de trames vertes urbaines.
Mots clés : Biodiversité urbaine, Trames vertes, Cartographie, Habitats, Végétation, Ecologie
du Paysage, Fragmentation, Etalement urbain, Corridors fluviaux, Strasbourg.
Abstract
According to the UN (United Nations), the current population explosion combined
with a concentration of population ever more important in urban areas, is today causing an
unprecedented urban sprawl. Urbanization has become in the 21st century, one of the greatest
threats to the conservation of natural habitats and biodiversity. A study was conducted on the
Rhin Tortu-Ziegelwasser river system in the Urban Community of Strasbourg, with the aim to
assessing the quality of habitats and biodiversity along an urban-rural gradient. Mapping land
use, potential habitats of species and biodiversity, based on the identification of habitats by
remote sensing was performed. It was used to analyze the influence of urbanization on
vegetation areas through metrics of landscape ecology (occupied areas, fragmentation and
sizes of entities of different habitats). The distance to the city center then shows
discontinuities in the urban-rural gradient. The most urban and agricultural areas appear
paradoxically with spaces vegetation of lower quality (smaller and more fragmented surfaces)
but with stronger potential biodiversity. To consider the preservation of plant biodiversity, we
have shown that the primary interest is the banks of rivers (many in the city of Strasbourg) for
the maintenance and / or the establishment of urban greenways.
Keywords : Urban biodiversity, Greenways, Cartography, Habitats, Vegetation, Landscape
Ecology, Fragmentation, Urban sprawl, River corridors, Strasbourg.