Ce document contient la transcription textuelle d’une vidéo du MOOC UVED « Ingénierie écologique ». Ce n’est donc pas un cours écrit au sens propre du terme ; le choix des mots, l'articulation des idées et l’absence de chapitrage sont propres aux interventions orales des auteurs.

Le pilotage des services écosystémiques

Jean-Christophe Lata
Maître de conférences, UPMC

Nous allons parler du pilotage des services écosystémiques qui est quelque chose d'important puisque c'est au centre de l'ingénierie écologique. Un des points majeurs est que ce pilotage des services écosystémiques doit reposer sur une vision systémique, donc une vision scientifique de ces services. Pourquoi ? Car dans un écosystème, toutes les composantes et les processus sont liés entre eux. Ça veut dire que quand vous modifiez un service, vous allez modifier d'autres services. Piloter des services écosystémiques, c'est donc manipuler des interactions. Pour répondre à la question « Comment piloter ces services ? », il y a 2 réponses importantes.

1. Expliciter la complexité

Il faut expliciter la complexité qui est absolument inévitable : complexité d'écosystèmes qui sont diversifiés, mais également des composantes de ces écosystèmes et des services qui sont fournis par ces composantes, et en particulier certains services qui sont parfois ignorés. Un bon exemple est celui du sol. A part pour les agro-écosystèmes, le sol est très souvent ignoré alors que les services associés au sol, stockage, déstockage de carbone sont importants.

2. Identifier les seuils et les compromis

Manipuler des services étant absolument aventureux, sur quel bouton appuyer finalement pour piloter ces services ? Il faut identifier les seuils et compromis entre services entre eux, mais également entre services et disservices, donc quelque chose qui est négatif. Un bon exemple, ce sont les arbres en ville. Planter des arbres en ville apporte des services, comme le rafraîchissement, mais également potentiellement des disservices. Ces arbres en ville peuvent augmenter les allergies au pollen par exemple. Il faut donc regarder ces seuils, regarder ces compromis avec un but ultime qui est d'essayer de fournir des indicateurs pertinents de la multi-fonctionnalité.

3. Prendre en compte la complexité : exemple

Vous avez un exemple sur les écosystèmes urbains qui sont des exemples que je vais prendre aussi par la suite. Des chercheurs ont regardé dans la ville de Stockholm en Suède différents écosystèmes (tableau ci-dessous). Vous avez des arbres de rue par exemple, des forêts urbaines ou des zones humides, et quels services ils pouvaient rendre comme la qualité de l'air, la réduction du bruit, ou le drainage des eaux de pluie. Ces chercheurs ont montré finalement que ces différents types d'écosystèmes ne fournissent pas les mêmes potentiels de services. On peut noter par exemple que les ruisseaux rendent peu de services, alors que les zones humides rendent beaucoup de services. Cela est à mettre en lumière également avec la conservation des zones humides qui est en particulier une priorité européenne. On peut noter également que le service écosystémique qui est le traitement des eaux usées va être rendu finalement uniquement par ces zones humides. Donc, si l'on veut piloter vers ce service, on devra intégrer des zones humides dans le tissu urbain. Mais finalement, lesquels choisir ? Est-ce qu'on prend seulement les zones humides parce qu'elles rendent beaucoup de services ? Mais, également est-ce qu'on peut vouloir panacher entre ces différents écosystèmes ? Donc, ce sont des choses qui ne sont pas simples.

4. Fixer des seuils et des compromis : exemple

Vous avez ci-dessous un deuxième exemple d'analyse avec à gauche, les services écosystémiques, et puis à droite, les disservices. Les chercheurs ont regardé ces services qui se focalisaient autour des cycles bio-géochimiques, et ils ont remarqué en particulier que l'amplitude sur laquelle on pouvait jouer pouvait dépendre des services, elle peut être faible, elle peut être forte, mais également le niveau d'incertitude de la connaissance scientifique peut être faible, mais également important. C'est ce que je vous ai mis en encadré, en particulier, les émissions de gaz à effet de serre qui sont à la fois des services et des disservices. Par exemple, sur les émissions de gaz à effet de serre qui sont à la fois en service et en disservice, on peut noter que le niveau d'incertitude est fort, et donc cela appelle à plus d'études scientifiques pour analyser un petit peu à quel niveau ils peuvent jouer.

5. Exemple des toitures végétalisées

Je vais finir avec un exemple appliqué sur les toitures végétalisées. Vous avez ci-dessous une photo d'une expérimentation sur des toits d'immeubles dans le dix-neuvième arrondissement pour un projet financé par la Caisse des Dépôts et Consignations Biodiversité et une thèse qui s'est fini en 2016. Le but de ces manipulations était de se poser la question : quel était le meilleur compromis entre les services rendus par les toits verts, mais également en termes de prix financier ? On a testé plusieurs choses qui se voient sur la photo : différents niveaux de diversité végétale, différents niveaux de profondeur de sol, mais également différents types de sols, des sols naturels, mais également des sols artificiels qui sont des substrats finalement vendus par les entreprises pour les toitures végétalisées.

Le premier exemple de résultat (figure ci-dessous) concerne les services de régulation classiques : la dépollution de l'air et des eaux, la rétention de l'eau lors des fortes pluies, et puis également le rafraîchissement de l'air. Vous avez sur des figures en blanc, le sol naturel, en noir, le sol artificiel, et à différentes profondeurs. Au final, on s'aperçoit que les services vont réagir différemment à ces différents niveaux de configuration. À gauche, on voit que la biomasse des plantes est maximale sur un sol artificiel profond, ce qui est très bien finalement pour le long terme de la toiture végétalisée. Au milieu, la rétention de l'eau est minimale sur un sol naturel peu profond, mais à droite, à l'inverse, le potentiel de rafraîchissement est maximal sur un sol naturel peu profond. Donc, qu'est-ce qu'on doit faire finalement sur le toit vert ? Si on veut mettre en avant un service écosystémique, on va choisir une configuration. Si l'on veut plusieurs services écosystémiques, il faudra trouver finalement - c'est ce que j'ai mis en bas - un compromis par exemple entre production et rafraîchissement, et ce sera quelque chose qui ne sera pas forcément évident.

Le dernier exemple est sur le service de pollinisation. En regardant 2 plantes : centaurée et lotier, vous voyez sur la figure du haut que suivant la profondeur, nous n'aurons pas le même nombre de fleurs. Cependant, la réponse finalement des pollinisateurs et des différentes classes de pollinisateurs va être différente. De gauche à droite, on a les bourdons, les abeilles solitaires, puis les abeilles domestiques, et la réaction de ces différentes classes de pollinisateurs va à nouveau ici dépendre des différentes configurations et traitements. On voit que c'est là également complexe si on veut trouver un compromis.

6. Conclusion

Jouer sur les services écosystémiques n'est pas quelque chose qui est évident, surtout si l'on veut adresser à plusieurs services un bouquet de services. Par conséquent, avant de répondre de façon nette à ces questionnements, il faudra encore beaucoup d'études, en particulier sur les services écosystémiques très fonctionnels et liés au cycle biologique.