ACADEMIE DE MONTPELLIER. Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier THESE. Présentée à l ENSAM Pour obtenir le grade de DOCTEUR

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1 ACADEMIE DE MONTPELLIER Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier THESE Présentée à l ENSAM Pour obtenir le grade de DOCTEUR Spécialité : Ecologie, Biodiversité & Evolution Formation Doctorale : Biologie de l Evolution et Ecologie Ecole Doctorale : Biologie des Systèmes Intégrés, Agromomie - Environnement Vulnérabilité des écosystèmes semi-naturels européens aux changements d'utilisation des terres. Application aux prairies subalpines de Villar d'arène, France Par Fabien QUÉTIER le 6 avril 2006, devant le jury composé de : Mr. Hans CORNELISSEN, Directeur de Recherches à l Université Vrije d Amsterdam, Pays Bas Mr. Eric LAMBIN, Professeur à l Université Catholique de Louvain, Belgique Mr. Michel DURU, Directeur de Recherches à l INRA, Toulouse, France Mme. Anne LARIGAUDERIE Directrice exécutive de DIVERSITAS, Paris, France Mme. Marie-Laure NAVAS, Professeur à l ENSA de Montpellier, France Mme. Sandra LAVOREL, Directrice de Recherche au CNRS, Grenoble, France Rapporteur Rapporteur Examinateur Examinatrice Examinatrice Directrice de thèse

2 La div-aria Vous savez que les effets salutaires de l altitude, par aucun peuple ne sont ignorés, et que les Hollandais à Java, aussi bien que les Anglais dans l Inde, vont radouber sur les sommets leurs corps affligés d avaries. Mais nulle part le phénomène ne montre autant de puissance que dans les Alpes du Dauphiné, et c est pour qualifier cette manifestation exubérante que l Académie des Alpins l a nommée justement la div-aria. Voici quel en est le mécanisme : A mesure qu on s élève, l air se raréfie et s épure en même temps. A quinze cents mètres déjà, l analyse le démontre entièrement dégagé des immondices humains qui l empoisonnent à la base. Mais il y a mieux, et cette couche assainie se trouve être, de plus, incessamment saturée et parfumée par les aromates des armoises, des valérianes, des millepertuis, des aspérules, et des innombrables espèces dont se compose la flore des Alpes du Dauphiné. Il en résulte pour la chambre d air des poumons, une opération de lessive, un gargarisme épuratoire de toutes les effluves de cette pharmacopée bienfaisante ; et l homme sent alors, distinctement, Dieu souffler en lui, sur la flamme de la vie, comme avec le chalumeau d une lampe. L âme aussi bien que le corps, se redresse régénérée, délivrés tous deux des maladies et des souillures du pays plat, prêts à la lutte. Alpinus ( ) : La chasse alpestre en Dauphiné. Page 136 de l édition 2004 à La Découvrance, Grenoble, France

3 A mon père parti trop tôt, à ma mère qui a su rester - 2 -

4 Remerciements Remerciements Grenoble, juin 2006 Comment mettre un point final à quelques trois ans et demi de découvertes, de joies et de peines, de dur labeur et de bons moments de détente? Et pourquoi pas en commençant par le début? Mes premiers pas au Lautaret datent du 15 octobre Sandra m avait invité à venir découvrir mon terrain de thèse. Il faisait froid, il y avait du vent, qui faisait tomber la pluie à l horizontale. Mes bottes en caoutchouc n étaient d aucun secours contre le froid, le froid de la neige qu il fallait creuser pour déterrer des herbes aux noms parfaitement inconnus. C était pour Nicolas. C était grâce à Sandra. Merci! Nous étions seuls ce jour là au col (ce qui n est pas étonnant vue la météo!) et j ai commencé à comprendre que travailler au Lautaret était un privilège. Privilège de travailler avec des collègues passionnés : Philippe et Rolland. Privilège de côtoyer des gens de caractère : Rolland du café de la Ferme (mon premier stakeholder). Merci! Mon installation définitive à Grenoble a commencé lors de la première assemblée générale du LECA, en janvier J ai été accueilli à bras ouverts dans le laboratoire de Pierre Taberlet alors en plein renouveau. Premier jour, premier repas de fête, premières rencontres. J y ais gagné une belle polaire aux insignes du laboratoire. Merci! Tant de choses ont changé depuis ma première saison d hiver à partager le bureau de Jacky. PF et Asmae sont partis. Muriel ne vient plus nous voir avec du chocolat. Les murs ont été repeints. Malgré tout, Michel continue de venir nous raconter ses histoires de vielle blatte. Surtout, Jacky a gardé sa bonne humeur. Il m a accueilli chez lui et je m y sens maintenant comme chez moi. Merci! L hiver a aussi été l occasion de poser quelques jalons à Villar d Arène. Je suis allé rencontrer Edmond Chancel (Mr. le Maire), Bernard Rousset (secrétaire général de l Association Foncière Pastorale), Eric Vannard (chef de district du Parc National des Ecrins) mais aussi Martine et Etienne (propriétaires du bar Le Vannoir et plateforme de communication en Faranche ). Des stakeholders comme ça, on en redemande. Merci! Le Jardin Alpin du Lautaret représente un capital confiance exceptionnel à Villar d Arène. Combien de fois m a-t-on demandé si le jardin était fleuri? Si la saison était bonne pour nous là haut? C est grâce à l appui actif de Serge et à ses précieux conseils que j ai pu établir une relation durable avec les habitants de la commune. Merci! Avec le printemps commence le grand remue-ménage dans la ruche TDE. Pour moi, celui de 2003 a été marqué par l arrivée de Jacqueline. Elle venait travailler sur le cadre conceptuel du projet VISTA. Sa capacité à démonter toutes les argumentations en a fait un partenaire de choix pour réfléchir aux tenants et aux aboutissants du projet. Merci! Après le temps des concepts vient celui des données. Après la théorie vient le terrain. Celui-ci n aurait pas été possible sans la bienveillance d André Faure, d Eric Ferrier, de Frédéric Laperrière, de Jean-François Donzel, de Marie-Cécile Albert, de Maurice Rousset, de Michel Albert & de Raymond Berthet. Malgré une saison agricole des plus intenses, ils - 3 -

5 Remerciements ont pris le temps de m écouter, ils ont répondu à mes questions souvent naïves et ils nous ont laissé envahir un peu leur espace. Merci! Une fois le projet sur les rails, j ai réuni pour la première fois mon comité de pilotage. Au cours de ma thèse, Pablo Cruz, Pascal Marty, Paul Leadley et Philippe Fleury m ont donné trois fois l occasion de présenter mon travail à un public intéressé et exigeant. Ils m ont soutenu. C était important. Ils m ont mis au défi, c était motivant. Merci! A l image des moutons, je suis rapidement monté à l alpage. C était le début d une nouvelle vie. J ai découvert tout à la fois la botanique, la vie de village, la mesure des traits fonctionnels, la pétanque, la randonnée et le génépi. Grégory m a accompagné dans toutes ces découvertes et il a marqué de son entrain la saison Merci! Pendant ce temps là, dans le chaudron qu est Grenoble en pleine canicule, Frédéric travaillait dur à la création d un SIG (avec l aide précieuse de Jacky et Franck à Clermont). Il s est débrouillé comme un chef pendant que je regardais l herbe pousser. Merci! L été 2003, c est aussi la première campagne de traits au Lautaret. Elle restera dans les mémoires, que ce soit à cause du triptyque d Eric, de Marie-Laure et du Meum, des longues parties de pétanque animées par Tonton devant le Vannoir ou de l accueil chaleureux de Patrick à la Brèche. On était nombreux. Tout s est bien passé. Merci! L été est court en altitude. Au mois d août, le gel nocturne et la neige qui revient sur les sommets sonnaient déjà le glas d une saison bien remplie. L heure était venue trop tôt - de redescendre à Grenoble. Cette année là, Florence, Marielle, Peter, Philippe, Richard, Rolland et Serge m ont accueilli dans leur monde, celui du Lautaret. Merci! Il semblerait que ce soit un rythme naturel : à la saison de terrain succède la saison des colloques. Mon premier colloque était à Gap. Ce n est pas très loin, mais Sandra me donnera l occasion d aller présenter mon travail par monts et par vaux tout au long de la thèse : à Capri, Ioannina, Montréal, Nancy, Oaxaca, Paris, Trafoi et Super-Besse. Merci! Sandra m a également donné l opportunité de me former au cours de séjours à Montpellier, à Peyresq et à Wageningen. L improvisation et la spontanéité font la richesse des voyages. Ils font aussi le malheur des comptables. Heureusement, Jean-Paul et Florence à Grenoble, mais aussi Anne-Marie Mazzonetto, Karine Djari, Danièle Jeanjean et Brigitte Belun ont toujours fait preuve d une immense patience à mon égard. Merci! Quand la bise fut venue, je me suis calfeutré dans mon bureau concentré sur les données. Philippe m a fait découvrir la RLQ (ce n est pas un gros mot). Ana, par ses talents de GIS Project Manager a rempli le SIG. Elle n a pas fait que ça, elle a aussi rempli le LECA de bonne humeur. Que alegria! Merci! Souhaitant partager mon bonheur de passer l été au Lautaret avec le plus grand nombre, j ai lancé une grande campagne de recrutement. Aurélie, Caroline, Fabrice, Florian et Marc ont eu le privilège d assister tous les jours - au lever du soleil sur la Meije. De mon coté j ai eu le privilège de travailler tout l été 2004 avec une équipe de choc. Merci! Ils n ont pas fait que travailler (quoique ce fût parfois difficile de les arrêter!). Ils ont aussi su faire vivre le chalet-labo. Avec Flore, Florence, Hélène, Nico et tant d autres, cette saison aura aussi eu son lot de fous rires et de soirées improvisées. L ambiance était géniale et on en parle encore. Merci! Malgré son omniprésence dans la vista du Lautaret, la haute montagne m est longtemps restée inaccessible jusqu à l été C est en compagnie de Grégory (de retour au Lautaret en villégiature), Marielle, Philippe (l autre) et de Richard (H) que Richard (B) m a fait découvrir l alpinisme et un nouvel univers. Depuis, l appel des cimes n a fait que s amplifier. Merci! - 4 -

6 Remerciements L été 2004 a aussi été l occasion de regarder un peu au delà de l herbe. Jean, Abdé et Guy sont venus animer les prairies de leurs grands manches et beaux filets. Pendant que d autres jouaient à la pétanque, ils couraient après les papillons. Plus tard, c est avec Marie- Pascale que nous les avons compté. Quel talent! Merci! Après l été, Aurélie est restée. Elle a mise à l épreuve sa grande rigueur et a su développer un goût raffiné pour la corrélation. A croire que les stats, elle aimait ça!? Sans elle, cette thèse aurait été impossible et je lui souhaite plein de réussite maintenant qu elle a entrepris de suivre le même chemin. Merci! Fabrice aussi a décidé de faire une thèse. Il a rejoint en ça un des cercle les plus in de la place grenobloise : LECA_LABO! Abdé, Alice, Aurélie, Carole, Cyrille, Dudu, Eva, Flo & Flo, Flore, Fréd, JMS, Margot, Mathieu, Matt, Muriel, Nico, Olivier, PF, Pierrot, Rolland, Rourou et Séb ont tous animé mes séjours grenoblois. Merci! Le LECA est aussi un formidable lieu de débats scientifiques. J ai eu de nombreuses discussions plus ou moins formelles avec Aurélie, Flore, Florence, Matt, Nico, Philippe, Pierrot et Sandra. On n a pas résolu l énigme de la fertilité mais on a quand même pu trouver plein de réponses compliquées à des questions simples. Merci! Heureusement, Yannick était là pour trouver des réponses simples à des questions compliquées. Il a fait couler du jus de cerveau sur le cadre conceptuel VISTA et Jacqueline et moi en avons bien profité lors des trop nombreuses réécriture de notre fameux CF. Merci! Alors que la belle saison approchait, je désespérais de remonter au Lautaret. Malheureusement, ce n était pas pour cette année. Le temps était venu de faire parler les données de terrain. Grâce à Aurélie, Ian, Pierrot et Sandra, j ai pu m exercer à la play-station ecology. Pressées comme des citrons, les données ont parlé. Merci! Pendant que je jouais devant mon écran, Sophie et Mirka ont su charmer les agriculteurs faranchins. Les entretiens se sont poursuivi avec Richard Bonnet et Muriel della Vedova (Parc National des Ecrins), Jean Luc Grossi (Association AVENIR), Johanne Michel et Mannuelle Glasman (Chambre d agriculture de l Isère), Laurent Dobremez (CEMAGREF), Frédérique Delattre (GIS Alpes du Nord), Jean Luc Coussy (Chambre d agriculture des Hautes Alpes), Ariane Silhol (CERPAM), Vanessa Picard (Confédération Paysanne des Hautes Alpes), Sébastien Bellue (Conseil Général des Hautes Alpes), Alain Harret (FDSEA de l Isère), Arnaud Callec et Anne Buffet (Conseil Général de l Isère) et Claire Simon (CIPRA). Sophie a su faire la synthèse de leurs diverses opinions sur l avenir de l agriculture en haute Romanche. Merci! La récréation étant finie, j ai du passer aux choses sérieuses. R est quand même moins ludique que LAMOS (les initiés comprendront!) mais heureusement, Wilfried semble s amuser autant avec l un qu avec l autre. C est avec lui (et aussi avec Greg au Cap) que j ai découvert le plaisir de tripoter de gros jeux de données. Merci! On m a souvent demandé combien de temps j avais mis pour rédiger ma thèse. Les contours de cette étape sont flous et je n ai pas la réponse à cette question. Peut-être faudrait-il demander à Nanou, Pierre et Marie ils ont suivi de près l allongement de mes horaires et la fin de mes week-ends. Toujours aux petits soins, ils m ont beaucoup aidé à franchir la ligne d arrivée. Merci! Postés sur la ligne d arrivée, Eric Lambin et Hans Cornelissen avaient le pistolet à la main. Leurs rapports m ont mis en confiance pour la suite et permis de préparer sereinement la soutenance. Mon jury, Anne Larigauderie, Eric Lambin, Hans Cornelissen, Marie-Laure Navas, Michel Duru et Sandra était assez éclectique. Ils ont fait l effort de lire et d évaluer ma thèse. J ai passé un bon moment en leur compagnie. Merci! - 5 -

7 Remerciements Pour conclure, mention spéciale à Sandra pour m avoir guidé à bride relâchée tout au long de la thèse. Elle a su mettre à ma disposition des moyens considérables et m a encouragé à poursuivre des pistes pas forcément anticipées. Merci! - 6 -

8 Avant-propos Avant-propos Ce travail a été financé par la Commission Européenne à travers un projet de recherche intitulé VISTA (Vulnerability of Ecosystem Services to Land Use Change in Traditional Agricultural Landscapes - EVK , FP5). Ce projet de recherche, dirigé par Sandra Lavorel (Laboratoire d Ecologie Alpine, Grenoble), avait pour objectif d estimer la vulnérabilité des agro-écosystèmes traditionnels aux changements d utilisation des terres futurs, y compris une évaluation des menaces et une quantification de leurs impacts sur les services écologiques qu ils fournissent. Plus précisément, le projet avait pour objectifs de : Construire un cadre conceptuel et méthodologique pour prévoir les dynamiques des paysages agro-pastoraux et des services écologiques qu ils fournissent. Développer en collaboration avec les gestionnaires des indicateurs des services écologiques basés sur les traits fonctionnels végétaux qui soient faciles à mettre en œuvre et peu coûteux. Utiliser des scénarios prospectifs pour simuler les changements écologiques et estimer, en collaboration avec les acteurs de terrain, la vulnérabilité des services fournis par les paysages gérés de façon traditionnelle. Au cours de ma thèse au Laboratoire d Ecologie Alpine, j ai abordé l ensemble de ces objectifs, soit au titre de la coordination d ensemble du projet, soit pour sa mise en application sur le site d étude du Lautaret - avec le concours de la Station Alpine Joseph Fourier. Le document qui suit représente la synthèse du travail réalisé dans le cadre du projet VISTA sur l adret du Lautaret. J ai choisi de l organiser comme la conception et la mise en application du cadre conceptuel du projet VISTA sur le site du Lautaret. Les principaux résultats sont présentés en trois parties qui forment le cœur de la thèse. La première partie (2 chapitres) présente le cadre conceptuel développé pour le projet VISTA dans son ensemble et le site d étude où il a été mis en application. La deuxième partie (3 chapitres) présente l ensemble des données qui ont été récoltées sur ce site pour pouvoir mettre en œuvre le cadre conceptuel. La troisième partie (3 chapitres) correspond à l utilisation effective de ces données pour simuler les changements écologiques associés aux scénarios prospectifs utilisés, évaluer leurs conséquences sur les services écologiques, et en tirer des conclusions quant à la vulnérabilité. Il va de soi que ce travail est un travail d équipe. Nombreux sont ceux qui ont travaillé à sa conception, à l acquisition, au traitement et à l interprétation des données ainsi qu à la discussion des résultats obtenus. Séparer ma contribution personnelle de celles des nombreux collaborateurs impliqués serait impossible. C est pourquoi cette thèse a été rédigée à la première personne du pluriel

9 Avant-propos - 8 -

10 Sommaire Sommaire Avant-propos 7 Sommaire 9 Introduction 13 Résumé de l introduction 14 Contextes et problématique 15 Les changements d utilisation des terres 15 Les écosystèmes semi-naturels en Europe 17 La vulnérabilité 19 Méthodes & outils en écologie 21 Le modèle d étude : les écosystèmes semi-naturel 21 Les traits fonctionnels végétaux 23 Outils & méthodes en sciences sociales 27 La multifonctionnalité agricole 28 La difficile évaluation des services écologiques 32 Plan de la thèse 35 Objectifs de la thèse 35 Organisation du document 36 Organisation des chapitres 37 Références de l introduction 38 Partie I 47 Démarche proposée 49 Résumé 50 Introduction 51 Study sites 54 Social survey methods 55 The five matrices 56 Quantifying exposure 61 Sensitivity 62 Acceptability 65 Vulnerability assessment 66 Discussion 68 References 71 Villar d Arène 79 Introduction 80 L'environnement physique 81 Une longue histoire agricole 89 La révolution fourragère du 19ème siècle 93 La fin des terroirs 97 L agriculture d aujourd hui 101 L'agriculture et le déterminisme topographique 104 Bilan & discussion 108 Logique de l échantillonnage écologique 110 Références

11 Sommaire Partie II 117 Les services écologiques 119 Résumé 120 Introduction 121 Material & Methods 122 Results 124 Discussion 130 References 132 Structure & fonctionnement des écosystèmes 137 Résumé 138 Introduction 139 Material & Methods 141 Results 145 Discussion 155 Conclusion 159 References 159 Dynamiques de la végétation 169 Résumé 170 Introduction 171 Material & Methods 172 Results 176 Discussion 182 Synthesis and application 183 References 184 Partie III 189 L aléa 191 Introduction 192 Tendances et évolutions de la politique agricole 193 Scénarios globaux, scénarios européens 195 Scénarios pour Villar d'arène 197 Discussion 205 Références 205 L impact 207 Résumé 208 Introduction 209 Study site, ecosystem services and relevant ecosystem attributes 210 Methods 212 Results 214 Discussion 217 Conclusion 219 Résultats complémentaires 219 Références 222 La vulnérabilité 227 Introduction 228 Matériel et méthodes 230 Résultats 233 Discussion 240 Références

12 Sommaire Discussion 247 Une démarche intégrée 249 L outil traits 251 Les traits, entre structure et fonctionnement 253 Les traits et la modélisation dynamique 255 Bilan 256 L outil discours sociopolitiques 257 Conclusion & perspectives 260 Références de la discussion 261 Annexes 265 Appendix to chapter Appendix to chapter Annexe au chapitre

13 Sommaire

14 Introduction Contextes & problématique de l étude Introduction Villar d Arène : une communauté de montagne, entourée de prairies semi-naturelles dont l entretien repose aujourd hui sur une agriculture économiquement marginale. Ces écosystèmes sont-ils vulnérables aux changements de l utilisation des terres dans les zones agricoles marginales d Europe? Qui serait affecté? (photo Nicolas Gross, été 2005)

15 Introduction Contextes & problématique de l étude Résumé de l introduction Aujourd hui, les changements globaux structurent de nombreux débats politiques et scientifiques. En parallèle, la mondialisation est devenue le cadre conceptuel dans lequel s inscrivent de nombreux analystes politiques, économiques ou sociétaux. Ces deux phénomènes interagissent comme moteurs de changements environnementaux dans de nombreuses régions du monde. Leurs effets se traduisent notamment par des changements considérables de distribution et d intensité de l utilisation des terres (e.g. déforestation, urbanisation, intensification agricole). Le diagnostic des causes des changements d utilisation des terres nécessite de mieux comprendre les relations entre les forçages socio-économiques et climatiques globaux et les changements d utilisation des terres qui affectent les populations localement. Le pronostic des conséquences des changements d utilisation des terres suppose de mieux comprendre par quels mécanismes les changements d utilisation des terres vont modifier la structure et le fonctionnement des écosystèmes pour in fine affecter les populations qui en dépendent. Le concept de vulnérabilité est particulièrement adapté pour aborder ces questions. Celle-ci est définie comme la combinaison de l aléa (ici les forçages globaux), de l impact de cet aléa s il venait à se réaliser (ici la réponse des écosystèmes semi-naturels) et de la capacité des individus et des collectifs affectés à s adapter à ces impact (ici abordée via l acceptabilité des changements environnementaux). Cette étude s inscrit dans cette problématique en proposant un cadre conceptuel et méthodologique pour l étude de la vulnérabilité des écosystèmes semi-naturels et de leurs usages en Europe. Ce cadre sera mis à l épreuve du terrain en étant appliqué à un cas d étude les prairies subalpines de Villar d Arène, dans les Alpes françaises. A cette occasion, cette étude contribuera au développement d outils conceptuels et méthodologiques applicables à des écosystèmes variés - les traits fonctionnels végétaux. Cette étude fait principalement appel aux méthodes et concepts de l écologie pour comprendre et prévoir les impacts des changements d utilisation des terres sur les écosystèmes. Nous passerons cependant quelques frontières disciplinaires en utilisant par exemple des concepts et méthodes de la géographie, de l agronomie et de l histoire de l environnement pour étudier les forçages globaux de l utilisation des terres. Nous ferons également appel à des concepts et des méthodes des sciences sociales pour étudier les services écologiques fournis par ces écosystèmes

16 Introduction Contextes & problématique de l étude Contextes et problématique Depuis une dizaine d années, les changements globaux ont pris une place considérable dans les débats publics sur la nature et l environnement 1 (e.g. Lomborg, 2001, Diamond, 2005). En parallèle, la mondialisation a remplacé le développement pour devenir le cadre conceptuel dans lequel s inscrivent de nombreux analystes politiques, économiques ou sociétaux (e.g. Friedman, 2000, Stiglitz, 2002 voir Rist, 2001 pour une perspective historique). Changements globaux et mondialisation sont deux conceptualisations de changements qui s imposent aux individus (à leur santé ou leur mode de vie) et aux sociétés (à leur économie ou leurs traditions) (O'Brien & Leichenko, 2000). Mondialisation et changements environnementaux globaux sont des mécanismes de forçage 2 qui déterminent en partie les changements environnementaux tels qu ils sont perceptibles et problématisés au niveau local. C est ainsi que l augmentation du cours mondial du soja, l augmentation régulière des précipitations dans le N-W de l Argentine et le développement de nouvelles variétés adaptées contribuent ensemble à l avancée du front pionnier agricole dans cette région et à accélérer la déforestation du Chaco (Grau et al., 2005). Ce type d interaction illustre les effets conjoints de la mondialisation et changements environnementaux globaux (O'Brien & Leichenko, 2000, Potter & Burney, 2002). Les changements d utilisation des terres En modifiant la structure et le fonctionnement des écosystèmes, les changements d utilisation des terres (déforestation, intensification agricole ou urbanisation) affectent également les ressources matérielles et immatérielles dont bénéficient les usagers de ces écosystèmes les services écologiques 3 (Foley et al., 2005). En outre, à l échelle globale, les changements d'utilisation des terres modifient la couverture terrestre et ont de ce fait un impact considérable sur la structure et le fonctionnement de la biosphère dans son ensemble (Ojima et al., 1994, Riebsame et al., 1994, Vitousek et al., 1997). Ces impacts se répercutent sur le système climatique global (Pielke et al., 2002). Le diagnostic des causes et des conséquences environnementales des changements d utilisation des terres requière la prise en compte explicite des couplages entre forçages globaux et facteurs locaux, socio-économiques et biophysiques ((Riebsame et al., 1994, Lambin et al., 2001, Mattison & Norris, 2005). Dans ce contexte, le diagnostic des causes et conséquences des changements environnementaux liés à l utilisation des terres et à la gestion des écosystèmes doit dépasser les simplifications gestionnaires (c est de leur faute s il gèrent mal leurs ressources ) ou populistes (c est la faute aux autres si ) qui dominent 1 Dans cette étude, l environnement sera défini comme le cadre abiotique (processus physiques et chimiques) et biotique (processus biologiques et écologiques) des activités humaines. Notre positionnement epistémologique est un mélange de réalisme critique et de pragmatisme (suivant Proctor, 1998). 2 On utilisera ce terme pour décrire les facteurs extérieurs au système étudié mais qui en affectent le fonctionnement. 3 Ecosystem services en anlais (Daily, 1997)

17 Introduction Contextes & problématique de l étude actuellement la problématisation de l'environnement au niveau global (Leach et al., 1999, Adler et al., 2001, Lambin et al., 2001). Les approches purement globales, faisant notamment appel aux outils de la télédétection et/ou aux statistiques nationales (e.g. Klein Goldewijk & Ramankutty, 2004, Lepers et al., 2005) permettent de quantifier les phénomènes mais ils sont peu explicatifs. A l inverse, les monographies locales inspirées de la géographie vidalienne 4 voient l utilisation des terres comme un système fermé et négligent des facteurs explicatifs importants. La compréhension des changements d utilisation des terres suppose une démarche capable d intégrer forçages globaux et mécanismes locaux 5. La généralisation à partir de cas d étude est une voie préférentielle pour réaliser ce type d intégration (e.g. Geist & Lambin, 2002 & 2004). Elle nécessite cependant un cadre conceptuel généralisable reliant les forçages globaux, les spécificités locales et leurs impacts (Riebsame et al., 1994,). Dans ce contexte, une approche systémique, liant les sociétés et leur environnement 6 par des rétroactions opérant à plusieurs échelles, s est renouvelée depuis une dizaine d années. Elle constitue aujourd hui une voie d exploration majeure des causes et conséquences des changements d utilisation des terres (Turner et al., 2003b). Cette étude s inscrit dans ce champ thématique très large (Figure1). Figure 1 : Cadre conceptuel général dans lequel s inscrit cette étude. Des forçages globaux (à gauche) forment le cadre dans lequel opèrent des agents constitués en système qui sont les causes proximales des changements d utilisation des terres. Ceux ci modifient la structure et le fonctionnement des (agro-) écosystèmes affectant les fonctions et services qui leurs sont associés. Un feed-back local lie les fonctions et services fournis par les (agro-) écosystèmes et les stratégies et tactiques mises en œuvre par les agents (land-use system). Une rétroaction plus lâche relie les changements environnementaux locaux aux forçages globaux. 4 Vidal de la Blache ( ) est le fondateur de la géographie régionale en France (Archer, 1993) 5 Le local s entend comme un territoire à la dimension des unités de gestions contrôlées par les agents humains. En Europe occidentale la dimension locale pourrait correspondre à la dizaine ou la centaines de Km 2 selon l organisation locale de l utilisation des terres (structure foncière et arrangements institutionnels) 6 Human - environment system en anglais

18 Introduction Contextes & problématique de l étude Les écosystèmes semi-naturels en Europe L impact écologique de la marginalisation agricole en Europe En Europe occidentale, l industrialisation, la mondialisation sociale et économique et le développement d outils toujours plus performants, ont conduit au cours des cinquante dernières années à une accélération de la concentration des pratiques agricoles intensives sur les terrains les plus productifs (Baldock et al., 2002). Sur la même période, d autres régions ont été marginalisées (Figure 2). Cette polarisation de l espace est un trait majeur des changements d utilisation des terres en Europe. Figure 2 : La marginalisation est un processus à rétroaction positive (tiré de Baldock et al., 2002). Les régions où les handicaps naturels (faible productivité, reliefs, hétérogenéité des conditions de production Figure 3) se combinent pour rendre difficile l intensification et la course à la productivité (Mazoyer & Roudart, 1997) sont souvent riches en écosystèmes semi-naturels et présentent des paysages diversifiés dont la biodiversité et l esthétique sont largement reconnus (Bignal & McCracken, 2000, Aitchinson, 1995). Les agriculteurs encore présents y sont fortement subventionnés via des mesures agroenvironnementales par exemple pour maintenir des pratiques traditionnelles de gestion de ces écosystèmes. Sans ces soutiens, l agriculture ne serait sans doute pas viable économiquement 7. Ils sont souvent justifiés par la fourniture de services écologiques et l environnement tient une place centrale dans l argumentation en faveur de la 7 On trouve évidemment des exceptions, le plus souvent associées au développement de marché de niche tels que les productions labellisées (e.g. AOC Roquefort - Quétier et al., 2005)

19 Introduction Contextes & problématique de l étude multifonctionnalité de l agriculture (Bignal & McCracken, 2000, Burrell, 2003, Dobbs & Pretty, 2004, Knop et al., 2005). Figure 3 : En gris, les zones agricoles défavorisées dans l Europe des quinze (Less Favoured Areas) et leur estimation pour la Norvège et la Suisse. Les étoiles indiquent la localisation des cas d étude utilisés dans cette étude : (1) Villar d Arène dans les Alpes françaises et (2) Mertóla dans l Alentejo portugais. (Carte tirée de Rounsevell et al., 2005). Les écosystèmes semi-naturels On peut définir les écosystèmes semi-naturels selon un critère d intentionnalité. La structure et le fonctionnement de ces écosystèmes ne peuvent être compris ou prédits sans une compréhension minimum des interventions matérielles volontaires de la part d un ou plusieurs agents humains 8, et sans qu on puisse non plus négliger les processus écologiques d auto organisation. Selon ce critère, les écosystèmes naturels sont particulièrement rares en Europe, étant limités à certains milieux extrêmes (haute montagne, falaises et zones côtières). Dans les écosystèmes cultivés, les processus écologiques sont pour l essentiel soumis au bon vouloir d agents humain. Dans un champ cultivé les stocks et flux de nutriments et de biomasse sont par exemple décidés par l agriculteur. Les dynamiques de population végétale sont également sous son contrôle puisqu il les sème et élimine sélectivement les espèces non désirées. Son contrôle sur les ravageurs des cultures et moins complet mais on pourrait 8 Les agents humains sont les individus ou les collectifs qui interviennent matériellement sur les écosystèmes (e.g. agriculteurs, bergers, chasseurs ). Ils sont ne sont donc pas définis indépendamment de l écosystème en question

20 Introduction Contextes & problématique de l étude argumenter que ceci résulte plus du contexte réglementaire dans lequel opère l agriculteur qu à un défaut de technologie. En Europe occidentale, les écosystèmes semi-naturels regroupent l essentiel des écosystèmes herbacés telles que les prairies de montagne (e.g. Olsson et al., 2000), les pelouses calcaires (Dutoit, 1995, Muller et al., 1998), les savanes (la Dehesa espagnole - Joffre et al., 1988 & 1999 et le Montado portugais - Pinto-Correia, 2000) mais aussi les forêts exploitées (Farrell et al., 2000, Kräuchi et al., 2000). Dans ces écosystèmes, la compréhension des processus écologiques ne peut ignorer les modes d exploitation et/ou les interventions volontaires de propriétaires privés (e.g. agriculteurs), publics (e.g. ONF) ou de gestionnaires associatifs (e.g. réserves naturelles). Cette définition peut également s appliquer à une mosaïque d écosystèmes (formant un paysage écologique). Les mosaïques de forêts, pelouses et cultures qui caractérisent l arrière pays méditerranéen sont un exemple bien documenté de paysage dans lequel les processus écologiques ne peuvent être compris sans références à l exploitation passée et actuelle de ces paysages (e.g. Caplat, 2005). Dans les zones les plus favorables à l augmentation de la productivité agricole, les écosystèmes semi-naturels ont été largement remplacés par des écosystèmes cultivés ou par le développement des zones urbaines. On le trouve aujourd hui préférentiellement dans les régions où l activité agricole est économiquement marginale. Du fait de la dépendance de l agriculture marginale vis à vis des soutiens publics, ces écosystèmes sont vulnérables aux changements du contexte politique de l'utilisation des terres en Europe, et notamment au devenir politique du concept de multifonctionnalité agricole (Massot-Marti, 2003). Dans cette étude, nous nous appuierons sur le concept de vulnérabilité pour tenter de comprendre les impacts possibles de forçages globaux sur les écosystèmes semi-naturels européens et les services écologiques qu ils fournissent à leurs usagers. La vulnérabilité Le développement des connaissances disponibles sur les mécanismes qui conduisent aux changements d utilisation des terres et à leurs impacts environnementaux est un objectif important (Lambin, 2005). Cependant, le jeu complexe des contraintes, combiné aux désirs non moins complexes des agriculteurs eux même, rend illusoire une compréhension totale de l utilisation des terres (Ojima et al., 1994). La science doit donc aussi proposer des méthodologies appropriées pour agir en conditions d incertitude (Campbell et al., 2001, Peterson et al., 2003). Dans un tel contexte, la démarche prospective (Berger, 1964 in Godet & Roubelat, 1996) permet tout de même d'envisager l'avenir. En se basant sur des scénarios, elle permet de réfléchir à différentes évolutions possibles en fonction des tendances mises en évidence (Peterson et al., 2003). Le concept de vulnérabilité permet d'intégrer dans un cadre conceptuel commun l'incertitude sur les causes et conséquences de forçages globaux (e.g changements climatiques) et la capacité d'adaptation des populations à risque (e.g. Kelly & Adger, 2000, McCarthy et al., 2001, Turner et al., 2003a, Downing & Patwardhan, 2003, O Brien et al., 2004, Schröter et al., 2005). En accord avec l'usage dominant dans les cercles académiques et les organisations internationales (Turner et al., 2003a, Metzger et al., 2006), la vulnérabilité sera définie comme la combinaison des éléments suivants :

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