ECOLOGIE PLANETAIRE & Développement Durable ------------------------------- INTRODUCTION ECOLOGIE PLANETAIRE Des processus écologiques à l échelle d un continent ou de la planète entière Des échelles d espace intégrant toute la diversité des systèmes terrestres Des échelles de temps très longues, souvent proche des chroniques géologiques Pas d expérimentation mais de la modélisation Pourquoi maintenant? 1
x10 9 H 610 9 510 9 Pays en développement Pays développés 410 9 310 9 210 9 110 9 Accroissement de la population mondiale Décembre 2013 = 7,125 milliards d habitants -2000-1500 -500 0 500 1500 2000 Pourcentage d'eau prélevée sur le total disponible F.U.A.P (2001) 2
Dégradation des sols dans le monde (liée directement ou indirectement à l'agriculture) Érosion hydrique Érosion éolienne Détérioration chimique Détérioration physique Dégradation importante Terres stables Terres stériles non utilisables Plans d eau Surpâturage Déforestation Agriculture intensive Surexploitation de la végétation Industrie agro-alimentaire 3
Les problèmes se posant aujourd hui à l échelle planétaire : Les processus planétaires et leurs interactions doivent être compris Pour être modélisés Pour prédire leurs conséquences Pour adapter les politiques publiques à une échelle dépassant les états Protection des biens et des services rendu par les écosystèmes (exemples?) Des biens : - populations de poissons - arbres et forêts - souches de micro-organismes potentiellement curatives - parasitoïdes ou prédateurs, auxiliaires des cultures -... Des services : 1 - services d'approvisionnement (fournitures de produits, de nourritures) 2 - services de régulation (contrôle des inondations...) 3 - services culturels (non matériel, bien-être...) 4 - services de soutien (bases de l'environnement comme la formation des sols...) Préserver la résilience des socio-écosystèmes. 4
Un socio-écosystèmes est l'interaction dans un contexte physique donné des contraintes biologiques et des activités humaines. Contraintes du contexte physique Contraintes liées aux activités humaines Contraintes des processus biologiques Socio-écosystèmes - Structures spatiales - Evolution des variables d'état du système - Régime des perturbations, résistance et la résilience - Evolution à long terme du système «Phénomène global» Deux réalités: 1/ C'est une perturbation au départ localisée (ou dans quelques lieux) qui va affecter toute (ou une partie) de la biosphère (ex. volcan Tambora en 1816) 2/ Ce sont des activités à une échelle locale répétées à travers le monde en de très nombreux endroits qui par sommation des effets locaux, ont un impact global (ex. les CFC et la couche d'ozone) 5
1/ Eruption du volcan Tambora en 1816 Eruption en avril 1816 : 160 km 3 de cendre qui montent à 43 km d'altitude et retombent jusqu'à 1300 km On retrouve des traces de cette éruption dans les carottes de glace du Groenland Etés plus froids sur tout l'hémisphère Nord Eté 1816 : -0.51 C Eté 1817 : -0.44 C (Angleterre) Epidémies de Typhus Europe du Sud Famines en Allemagne, UK et IR 2/ Activités locales répétées : les CFC et la couche d'ozone La couche d Ozone limite le passage des UV dans l atmosphère L utilisation des CFC (Chlorofluorocarbures) dans les systèmes de refroidissement a conduit a une destruction de cette couche protectrice 6
2/ Les crises sanitaires liées à la pomme de terre Exemple d une perturbation localisée qui gagne le monde Solanum tuberosum pomme de terre sauvage provenant d'amérique du Sud Introduite en Europe à partir de 1570 <1650 1596 <1750 La pomme de terre devient dans certains pays une source quasi unique de nourriture pour les plus pauvres 1570 <1650 Exemple : l Irlande 7
1ere CRISE MONDIALE : Le Mildiou Mildiou : Phytophtora infestans, «champignon» indigène du Mexique (aujourd hui classé dans le phylum des Oomycota) Le Mildiou, introduit accidentellement en Espagne au 16eme siècle, il provoque une crise alimentaire majeure en Irlande (1845-1846) avec 250 000 morts (soit 3% de la population) et 2,5 M d'immigrants (31%!) 2eme CRISE MONDIALE : les Doryphores Leptinotarsa decemlineata ou Doryphore (Coléoptère, Chrysomélidae) Signalé pour la 1ere fois aux Sud des USA Colonise rapidement l'amérique du Nord 1855 1874 Adulte 1824 Larve 8
Printemps Les adultes montent sur les plans et se nourrissent Eté Les adultes pondent (3 générations/an) Hiver Nymphose dans le sol Les larves se développent Adulte hiberne à 20-25 cm dans le sol L'arrivée du Doryphore en Europe : ce n'est pas lié aux troupes américaines 1940 1950 1922 1940 1950 Progression vers l'est de l'ordre de 350 km par an 9
«Phénomène global» Deux réalités : une perturbation au départ localisée / des activités à une échelle locale répétées + Deux points de vues différents sur la "qualité à une échelle mondiale" : - des points de très forte valeur patrimoniale - des systèmes étendus apportant des biens et des services 1/ La stratégie des "hot spots" Norman MEYERS 1988 Elle met l'accent sur 25 zones de la planète possédant une richesse exceptionnelle en espèces végétales endémiques (données plus facilement disponibles). Ces 25 hot-spots devraient aussi comporter une grande diversité en animaux et constituer des priorités en termes de protection d une biodiversité rare / originale 10
2/ La statégie des services écologiques "Millenium Ecosystem Assessement" Les zones à protéger sont celles offrant le plus de "services" aux populations locales (World Bank, 2005). Les populations ont alors "intérêt" à protéger leur environnement de façon active. Pelouse alpine pour l'élevage Les castors ingénieurs des zones humides 3/ La nature «ordinaire» (approche récente) La nature / les organismes les plus fréquents et les plus ordinaires offrent aussi des "services" aux populations locales. Même si ces «services» sont faibles, ils touchent les plus grand nombre d habitants : il faut les protéger. Dans une zone de production de maïs Deux clôtures Une explosion de biodiversité ordinaire 11
Ecologie Planétaire : Plan du cours Chapitre 1 : Les mécanismes gouvernant le climat terrestre Les causes astronomiques Les glaciations Bilan radiatif de l atmosphère (L Simon) Chapitre 2 : Les causes des changements climatiques récents Les Sources et puits de CO2 Les changements récents dans les teneurs des gaz à effet de serre Modéliser le climat (Cours et TP modélisation L. Simon) Chapitre 3 : Les conséquences des changement atmosphériques Conséquences sur la température Précipitations, neige et glacier Océans (P Marmonier) Chapitre 4 : Conséquences sur les espèces et leurs interactions Effets sur la biogéographie des espèces Effets sur les relations inter-spécifiques Effets sur la dynamique des écosystèmes (P Marmonier) Complété par les conférences de P. Chevaldonné (Méditerrannée), C. Piscart (espèces invasives) et T. Datry (Assèchements). 12