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Indicateurs de fonctionnement écosystémiques

Contexte général 

Ce projet s’inscrit dans le contexte de mise en œuvre de politiques publiques nationales et internationales en faveur de la biodiversité et de la qualité écologique des écosystèmes (CDB, SNB et loi biodiversité ; doctrine "éviter, réduire, compenser" ; DCE et loi sur l'eau,...). Elles soutiennent  l'urgente nécessité de préserver et de restaurer les écosystèmes, leur biodiversité et les services écosystémiques essentiels rendus à l'humanité (ex : autoépuration, stockage de carbone, productivité), en particulier dans le cadre des changements globaux en cours (changements climatiques, pollutions, destruction et fragmentation des habitats).
Pour atteindre ces objectifs, il est préalablement nécessaire de pouvoir évaluer l’état de fonctionnement des écosystèmes et l’efficacité des services écosystémiques sous-jacents. Le fonctionnement des écosystèmes peut être défini comme les flux de matières et d’énergie résultant des interactions entre les espèces et des espèces avec leur milieu. Ce projet propose de développer de nouvelles approches permettant d’évaluer le fonctionnement des écosystèmes lacustres, en se focalisant sur certaines fonctions essentielles, à l’origine de la fourniture de services écosystémiques de régulation comme l’autoépuration (recyclage de la matière organique et des nutriments), le stockage de carbone ou la production d’oxygène. En plus de l’amélioration des connaissances, ce projet devra permettre de proposer de nouveaux indicateurs de qualité fonctionnelle (attendus comme plus généralistes et plus réactifs) et d’alimenter l’évaluation des services écosystémiques avec des données quantitatives.  

Enjeux opérationnels 

Bien que pour établir un diagnostic en médecine, il semble indispensable d’évaluer à la fois la structure physique d’un individu et ses fonctions vitales (circulation sanguine, respiration, activité cérébrale), en écologie la surveillance écosystémique reste essentiellement basée sur la description de la structure des écosystèmes et des peuplements biologiques qu’ils abritent.  La DCE définit pourtant l’état écologique comme "l'expression de la qualité de la structure et du fonctionnement des écosystèmes aquatiques" (DCE, article 2, alinéa 21), mais le manque de connaissances au moment de la rédaction de la directive a conduit à produire des indicateurs essentiellement basés sur la structure des peuplements biologiques. Ce manque d’évaluations fonctionnelles en plus des évaluations structurelles, conduit à ne pas apprécier les performances réelles des écosystèmes, à des diagnostics longs ou incertains quant à l’efficacité de mesures de restauration (temps et possibilités de recolonisation des espèces originelles), à des diagnostics difficiles dès lors que l’écologie des espèces n’est pas connue (exemple de l’Outre-Mer) et à limiter les comparaisons entre des écosystèmes situés dans des zones biogéographiques différentes, et entre les différents types d’écosystèmes (comparaison lacs, rivières, mer, forêts,…).  
En outre, la quantification des services écosystémiques devient actuellement une approche particulièrement intéressante pour traduire l’importance du bon état des écosystèmes et de la biodiversité pour l’Homme. Elle se base toutefois, encore trop souvent, sur des « dires d’experts » assez incertains, surtout quand il s’agit d’évaluer les tendances futures sous l’effet des changements globaux ou de mesures de préservation, restauration ou compensation.   
La production de nouveaux indicateurs fonctionnels pour les écosystèmes lacustres, devrait ainsi permettre de compléter l'appréciation de leur état écologique, d'identifier plus finement et de manière préventive ceux qui sont les plus vulnérables, de suivre la résilience des écosystèmes dégradés, d'évaluer plus rapidement le succès des opérations de restauration (indicateurs précoces / early warning indicators), d’évaluer avec les mêmes méthodes des écosystèmes éloignés, différents ou peu connus, mais aussi de traduire les évaluations biologiques en services rendus par les écosystèmes.
Enfin, sous l’effet des changements globaux (en particulier réchauffement climatique et pollutions organiques), il est probable que les écosystèmes lacustres basculent dans de nouveaux modes de fonctionnement et que cela conduise, via des effets en cascade, à des phénomènes d’emballement délétères. Ce pourrait être par exemple le cas sous l’effet du changement climatique, l’augmentation de la température de l’eau pouvant stimuler la production de carbone des lacs vers l’atmosphère sous la forme de CO2 et de CH4, et ainsi contribuer d’autant plus au réchauffement climatique lui-même.
L’évaluation du fonctionnement actuel des lacs et des trajectoires probables apparait donc comme déterminante dans un contexte d’adaptation aux changements en cours.

Collaborations externes

Plusieurs projets réalisés par d’autres équipes de recherche sont en lien avec ce projet du pôle. On peut notamment citer le projet « CLAPS » réalisé par le MIO (porteur : Patricia Bonin) ou bien encore le projet « STABELAKE » réalisé par le laboratoire EDB (porteur : Julien Cucherousset). Dans le cadre des études en mésocosmes, une collaboration sera également établie avec Gérard Lacroix (CR à l’UPMC en charge de la plateforme PLANAQUA) et un partenariat international a été développé avec Guy Woodward (Imperial College London).

Publications & rapports

(En préparation...)

(Dernière mise à jour : avril 2019)