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Les multiples interactions entre la gestion de la biodiversité et de l'eau à travers l'analyse de services écosystémiques Prof. Marc Dufrêne 19/03/2015 ULg-Gx Agro-Bio Tech Aquapôle 19/03/2015 La biodiversité remarquable liée directement à l’eau La biodiversité remarquable liée indirectement à l’eau La biodiversité remarquable La structure écologique principale (SEP) Identifier les zones majeures du patrimoine naturel wallon (environ 300.000 ha – ZC et ZD) http://biodiversite.wallonie.be/fr/structure-ecologique-principale.html?IDC=2997 La biodiversité remarquable La structure écologique principale (SEP) Identifier les zones majeures du patrimoine naturel wallon (environ 300.000 ha – ZC et ZD) Concept de trames verte et bleue (TVB) http://biodiversite.wallonie.be/fr/structure-ecologique-principale.html?IDC=2997 La biodiversité ordinaire qui structure les paysages La biodiversité ordinaire qui assure une large diversité de fonctions écologiques et produit une large diversité de biens et services La biodiversité ordinaire Comment prendre en compte les multiples bénéfices ? Synergies La biodiversité ordinaire Comment prendre en compte les multiples problèmes ? L’analyse des services écosystémiques (SE) Climat régional et local Inondations, érosion Pollutions des sols, H20, air Nourriture Processus biologiques Fibres, matériaux H20 Energie Production Régulation Fonctions - Support Pédogenèse Cycles géochimiques Cycle de l’eau Cadre de vie Loisirs Tourisme Patrimoine Education Culturels L’analyse des services écosystémiques (SE) La "cascade" des SE Approche très anthropique d’une partie de la biodiversité Ecosystèmes et biodiversité Structures & processus Fonctions Jugement humain Services Bien-être humain Bénéfices Valeurs ($ & $) L’analyse des services écosystémiques (SE) Le schéma fondateur du Millenium Ecosystem Assessment Les êtres humains font partie intégrante des écosystèmes avec lesquels ils interagissent de manière dynamique. L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Les services de production Nourriture et matériaux potable • Eaux de surface : à usage industriel, refroidissement, … • Eaux souterraines : aquifères, irrigation, usage industriel, ... Les services de régulation Amélioration de la qualité de l’environnement • Qualité des sols : détoxification, phytoremédiation, … • Qualité de l’eau : lagunage, zones humides, … non potable L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Atténuation des flux et des évènements extrêmes • Protection contre l’écoulement gravitaire : glissement de terrain, … • Protection contre l’érosion : cultures couvre-sols, bandes boisées, rivulaires, … • Régulation des flux de matières : transports et stockage des sédiments • Protection contre les inondations : bandes boisées rivulaires, plaines inondables, … • Maintien d’un niveau d’eau (étiage) : végétation permanente, type de végétation, … L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Atténuation des flux et des évènements extrêmes La rugosité des zones boisées rivulaires peut réduire la vitesse de 50% et la rétention peut augmenter de 71% (présence de débris d'arbres) En m Effet de la plantation de 15 ha de bois en zone alluviale Nisbet et Thomas 2008 Restoring Floodplain Woodland for Flood Alleviation. L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Atténuation des flux et des évènements extrêmes Ralentir le débit Nisbet et Thomas 2008 Restoring Floodplain Woodland for Flood Alleviation. Stocker à la source Projets LIFE de restauration des tourbières et zones humides (Wallonie) http://biodiversite.wallonie.be L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Les services culturels Physique et intellectuel / environnement quotidien • environnement de la vie quotidienne : vue sur des espaces verts, … Physique et intellectuel / activités de plein-air exclusives • zones de loisir à accès réservé parc aquatique payant, plages, … • zones d’activités mixtes loisir-production : pêche, chasse, bois de chauffage, potagers, … L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines Physique et intellectuel / activités de plein-air partagées • Activités journalières de plein air : voisinage vert, aires naturelles de jeux, … • Paysages pour les activités de loisirs et sportives : forêts, plages, rivières, montagnes, … • Expériences avec la nature éco-tourisme, ornithologie, photographie, … • Formations et éducation classes vertes, étude du milieu, … • Activités scientifiques : taxonomie, fonctionnement, monitoring, … • Héritage et cultures histoire, traces conservées dans le sol , … L’approche des services écosystémiques Les interactions avec les eaux de surface et souterraines • Activités de divertissement (ex-situ) : documentaires, reportages, films d’aventures, … • Esthétique : représentation artistique de la nature et de l’eau Valeurs spirituelles et symboliques • Valeurs symboliques espèces emblématiques • Valeurs sacrées / religieuses sources, fontaines, ermitage, arbres à clous, … • Valeurs d’héritage capital pour les générations futures • Valeurs d’existence l’appel de la nature sauvage, les grands paysages, … L’approche des services écosystémiques Identifier, révéler et capturer les différentes valeurs Everything has either a price or a dignity Kant (1785) in MEA(2005) Antropocentrisme Utilitarisme Economie - € Valeur instrumentale : la biodiversité pourvoyeuse de ressources et de services Valeur patrimoniale : paysages, d’espèces emblématiques, valeurs culturelles, … En fonction du regard et des usages de l’homme Valeur eudémoniale : cadre pour une vie de qualité, inspirant le bonheur, … Valeur écologique ou fondamentale : la biodiversité comme tissu vivant de la planète Dignité Biocentrisme Ecocentrisme Valeur intrinsèque : la biodiversité comme fin en soi, responsabilité morale Jax et 2013 Ecosystem services and ethics. Ecological Economics L’approche des services écosystémiques La diversité des flux de SE Services Viande Lait Fourrage Energie Couverture herbacée Photosynthèse Cycle H2O, K, N Pollinisation Contrôle biologique Quantité H2O Travail Rôle social Sécurité alimentaire Erosion Qualité H2O Inondations Stockage C Bonnes conditions matérielles Cadre de vie Identité culturelle Santé physique et mentale Biodiversité Ethique => Impact positif des prairies sur de nombreux SE Revenus Salaires Revenus indirects Moins de coûts mutualisés Bonne qualité de vie Cohésion sociale L’approche des services écosystémiques Services Viande Lait Energie Eau potable Climat Qualité air Erosion Qualité H2O Inondations Stockage C Photosynthèse Cycle H2O, K, N Travail Rôle social Sécurité alimentaire Bonnes conditions matérielles Cadre de vie Identité culturelle Santé physique et mentale Biodiversité Ethique => Impact négatif de l’élevage hors-sol Revenus Salaires Moins de revenus indirects Plus de coûts mutualisés Qualité de vie altérée Cohésion sociale ébranlée 97% des revenus = primes PAC L’approche des services écosystémiques La diversité des flux de SE Cultures intensives Photosynthèse Cycle H2O Cycle du N Pollinisation Contrôle biologique Céréales Biomasse Céréales Biomasse Culturels Culturels Nourriture humaine et animale Fibres Energie Identité culturelle Revenus Travail Salaires Services Qualité de l’eau Erosion Inondations Sols déstructurés Nombreuses externalités négatives Coûts collectifs importants Pollution des aquifères Inondations Problèmes de santé Perte de liberté de choix Coûts d’épuration Destruction Dragage Perte de capital L’état général de la biodiversité La biodiversité remarquable • les espèces (DGARNE/DEMNA) (30.000 espèces connues - 50.000 espèces probables) Plantes vasculaires Carabides Listes rouges : • 9 % éteintes • 34 % menacées Espèces non menacées (LC + NT) Rhopalocères Espèces vulnérables (VU) Odonates Espèces en danger (EN) Poissons Espèces en danger critique (CR) Amphibiens Espèces éteintes (RE) Reptiles Espèces non évaluées (DD) Oiseaux Chauves-souris 0% 20% 40% 60% 80% 100% • les biotopes Etat de conservation natura 2000 : FV U1 U2 XX atlantique continentale > 90 % en EC défavorable Sauf les rivières (3260) et les travertins – tufs (7220) … > 40 % en amélioration lente L’état général de la biodiversité La biodiversité remarquable Un retard considérable en matière de protection des sites 1 200 Valeur annuelle 1 000 Moyenne des 5 dernières années 800 Flandre 600 400 200 0 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 Wallonie • Moins de 1% de zones protégées ( 13.000 ha ) ! • Frilosité sur la protection et la gestion extensive des zones sensibles génératrices de nombreux SE : cfr Code Forestier 2008, mise en oeuvre de la DPR 2009, du réseau Natura 2000, les projets LIFE, le SDER 2014, le PDR 2014-20, … L’état général de la biodiversité La biodiversité remarquable Les causes • L'urbanisation et la densité ? Diminution de la densité sur 45% du territoire ! 7000000 Wallonie = 2 hab/ha Zones urbanisées = 14% 6000000 5000000 Flandre 4000000 3000000 2001-1910 1910+2001 2000000 Wallonie 1000000 2001 1991 1981 1970 1961 1947 1930 1920 1910 1900 1890 1880 1866 1856 1846 1831 0 < -10% -10 à 0% 0 à 10% 10 à 30% > 30% => La densité de la population n'est pas le facteur inéluctable déterminant ! • Augmentation drastique de l'intensité de l'usage du sol Transformation cultures => prairies; feuillus => résineux Elimination des éléments structurants => uniformisation des paysages => La gestion des territoires peut par contre être modulée en f(enjeux) L’état général de la biodiversité Les multiples déséquilibres des écosystèmes Cohérence écologique/économique Compatible 52% Peu compatible 21% Incompatible 27% > 40.000 ha = 4 x les zones protégées Depuis 1895 : augmentation de 5 - 10% des zones boisées mais perte de 30% de forêts feuillues 40.000 ha hors station de production ( drainage, …) une exploitation qui génère des problèmes d’érosion, d’apports de nitrates et qui annihile le fonctionnement des sols forestiers L’état général de la biodiversité Les multiples déséquilibres des écosystèmes Cloisonnement interbuttes 850 m de long ! 09/04/2014 • • • • • - 90% des sédiments élimination phytos gestion de l’eau + de rendement + de qualité Claire Olivier (CRAW) - 2011 22/05/2014 Il n’y a pas de fatalité aux coulées de boues mais bien un choix assumé de prendre un risque connu et irresponsable car les conséquences sont externalisées L’état général de la biodiversité Les multiples déséquilibres des écosystèmes Une absence de prise en compte des responsabilités individuelles Projet LIFE Moules perlières (2002-2006) Très grande difficulté pour corriger une partie de ces problèmes évidents L’état général de la biodiversité Quelles sont les raisons de ces attitudes ? La connaissance et l’information ? Qui donc oserait prétendre qu'on peut, sans léser le patrimoine commun de tous les Belges, faire disparaître les derniers vestiges du Zwijn ou les quelques reliques des temps glaciaires qui survivent sur nos Hautes-Fagnes, ou les espèces nouvelles, dont nul connait encore la destinée, qui se créent çà et là dans nos forêts ou nos landes ? Pour sauver les dernières parcelles qui ont gardé quelque peu de leur aspect primitif, il faut agir tout de suite. Car si l'on y prend garde, les cultures, les usines, les chemins de fer, les carrières, les villas ... auront bientôt tout envahi, et la génération qui nous suit ne verra plus les dunes littorales, ni les bruyères et les marécages en Campine, ni les Hautes-Fagnes sauvages, ni les énormes murailles rocheuses qui bordent la Meuse. Et l'on se demande où nos successeurs iraient étudier la géographie physique, la botanique et la zoologie de leur pays. Jean Massart 1912 => La Wallonie est l’une des régions les mieux inventoriées depuis plus de 100 ans La perte de la notion de patrimoine commun ? La dépersonnalisation, la perte des liens avec la nature et la biodiversité ? Les opportunités et moyens d’action sont pourtant nombreux Stratégie européenne Biodiversité 2020 Des objectifs majeurs et des actions concrètes 1. Mettre pleinement en œuvre les directives Oiseaux et Habitats « D’ici à 2020, 100 % des évaluations supplémentaires d'habitats et 50 % des évaluations supplémentaires d'espèces indiquent une amélioration de l'état de conservation. » 2. Préserver et rétablir les écosystèmes et leurs services « D'ici à 2020, les écosystèmes et leurs services seront préservés et améliorés grâce à la mise en place d'une infrastructure verte et au rétablissement d'au moins 15 % des écosystèmes dégradés. » Actions : • • • • Inventaire et cartographie des services agro-écosystémiques en 2014 Évaluation de la valeur économique => comptabilité environnementale en 2020 Développer l’infrastructure verte Éviter toute perte nette de biodiversité et de services écosystémiques 3. Renforcer la contribution de l'agriculture et de la foresterie au maintien et à l'amélioration de la biodiversité Les opportunités et moyens d’action sont pourtant nombreux Profiter des opportunités d’actions Politique européenne de l’environnement : • • restauration de l’infrastructure verte régulatrice l’agriculture est un domaine d’actions prioritaire 7ème PAE Développement d’une stratégie pour développer l’infrastructure verte http://ec.europa.eu/environment/nature/ecosystems/ • • • • • Verdissement du Pilier 1 de la PAC Programme de développement rural (Pilier 2) Projets LIFE de restauration Banque Européenne d’Investissement Programmes wallons (PGDA, DCE, PLUIES, …) Les opportunités et moyens d’action sont pourtant nombreux L’importance des sols marginaux sensibles en Wallonie : 300.000 ha (18%) ! Sites Natura 2000 SEP (para)tourbeux 15.000 ha 1% (très) humides 80.000 ha 5% alluviaux humides 70.000 ha 4% autres sols alluviaux 80.000 ha 5% 25.000 ha 2% 25.000 ha 2% secs ou superficiels pentes fortes (chaudes – froides) avec une structure en réseau évidente Haut potentiel de restauration avec peu d’impacts sur les SE production mais beaucoup sur les SE de régulation et SE culturels => 60 à 80.000 ha concernés en zones intensives … Les enjeux pour la biodiversité extraordinaire La mise en œuvre de projets LIFE : Développer des projets fédérateurs => Restauration des tourbières en Ardenne Objectifs : • protéger et restaurer 2.800 ha 6 projets LIFE : • 22 millions € • > 100 intervenants En 2014 : • > 4.500 ha restaurés dont • 2.700 ha de nouvelles RN • 1.750 ha de pessières dégradées éliminées http://biodiversite.wallonie.be/fr/meta-projet-life-de-restauration-des-tourbieres-de-haute-ardenne.html?IDC=5778 Les enjeux pour la biodiversité extraordinaire La mise en œuvre de projets LIFE : Développer des projets fédérateurs => Restauration des tourbières en Ardenne Réserves existantes Nouveau sites Les enjeux pour la biodiversité ordinaire Améliorer la synergie entre les services écosystémiques Qualité des sols Flux hydrique Bétail Qualité hydrique Agriculture plus multifonctionnelle = Production de bouquets de SE Protection tempêtes Contrôle érosion Production de bois Régulation climatique Qualité de l’air Pollinisation Productions agricoles Maes et al 2011. A European assessment of the provision of ecosystem services. JRC. Agriculture plus écologiquement intensive : • Moins d’intrants, plus de processus écologiquement innovants • Moins d’impacts, plus de précision et surtout plus d’adaptation aux conditions locales Les enjeux pour la biodiversité ordinaire Changer de paradigme dans la gestion des paysages Adapter l’environnement à la production agricole Adapter la production agricole à l’environnement Simplification poussée à l’extrême des paysages et des processus de production Faire preuve d’intelligence et profiter des opportunités du paysage pour diversifier sa production et diminuer ses impacts Développer la multifonctionnalité pour assurer l’avenir 1. Améliorer l’efficacité à l’échelle de la parcelle Agri. raisonnée Association d’espèces Elevage + agroforesterie => Eco-innovation Succession d’espèces Noyers + cochons Tech. cult. simplifiées CIPAN Blé + peupliers Trèfle incarnat + soja Développer la multifonctionnalité pour assurer l’avenir Bandes enherbées 2. Optimiser la disposition des interfaces régulateurs Bandes boisées et haies => Services du paysage Zones inondables Développer la multifonctionnalité pour assurer l’avenir 3. Assurer la cohérence en redessinant les paysages agricoles • gestion des coulées boueuses • gestion de l’azote • protection des eaux courantes • restauration de la biodiversité • petite faune sauvage • diversification des revenus => Développer une infrastructure verte régulatrice multifonctionnelle => Maximiser l’ensemble des services écosystémiques … … pour tous les utilisateurs Développer la multifonctionnalité pour assurer l’avenir 3. Assurer la cohérence en redessinant les paysages agricoles : Moins d’érosion, de N, K, pesticides, … => des paysages plus résilients … Développer la multifonctionnalité pour assurer l’avenir 3. Assurer la cohérence en redessinant les paysages agricoles : + - + - Diversification de la production Les enjeux pour la gouvernance des territoires Changer de paradigme dans la vision des paysages Dépasser le découpage traditionnel en occupation du sol … Mobili Les enjeux pour la gouvernance des territoires Changer de paradigme dans : la vision des paysages … pour des analyses fonctionnelles des interactions Synergies Conflits Opportunités Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES Synergie entre administrations et universités Acteurs wallons Wal-ES Comité de pilotage Coordination SG – DGO3 UE, IPBES, UN, OCDE, … Pôle administration SPW, OIP, … Pôle R&D Univ., experts, DEMNA Cadre conceptuel Système d'informations méthodologie Cartographie régionale et évaluation Projet DAFOR Projet X Projet Y Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES Synergie entre administrations et universités S P I Indicateurs d'impacts Indicateurs biophysiques Indicateurs d'état Indicateurs sociaux Indicateurs de pression Indicateurs d'importance D Indicateurs de forces directrices EEW : DPSIR R Indicateurs de réponses Indicateurs Indicateurs partagés non-partagés (économiques ou (valeurs consensus social) individu, …) Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES SE attendus Milieux (Land use) SPU* Contexte écologique "Producteurs" + Méthodes de gestion (altitude, pentes, sols humides, superficiels, …) SE (Indicateurs) SE impactés "Transformateurs Consommateurs" Bénéfices Valeurs "Acteurs impactés" Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES SE1 Usages du sol Indicateur 1 SPU1 x Meth1 X Indicateur 2 SE2 Indicateur 1 Indicateur 2 SE3 Indicateur 3 Indicateur 1 • Valeur brute récoltée sur le terrain SPU1 x Meth2 • Valeur d’un indicateur proche SPU2 x Meth3 • Valeur modélisée / modèles • Valeur transférée d’un autre cas d’étude • Valeur estimée (experts, acteurs concernés, …) Les évaluations sont souvent hétérogènes avec des données précises pour les SE de production ou de régulation et des estimations/avis pour les SE culturels Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES Milieux S P U X Contexte Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils FO OD EN ER G CA Y RB O SE N DI M H2 ENT S 0 Qu TO al UR IS M Evaluation qualitative 3 1 2 1 -2 2 1 2 0 -1 0 0 0 0 0 3 1 2 1 -2 1 1 1 1 -1 0 0 0 0 0 -1 -2 -2 -2 0 3 2 2 2 1 1 1 2 2 3 0 -3 -2 -1 -1 2 2 3 2 3 1 3 2 1 2 -2 -3 -2 -2 -2 1 1 2 2 2 1 2 2 3 3 -1 -3 -2 -1 -2 1 3 2 2 0 1 2 2 1 3 Un découpage en SPU commun à tous les SE + tenir compte des modalités de gestion : zones équipées de MAE, de haies, de bandes boisées, techniques culturales, … Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES Evaluation mixte Modéliser les SE et les cartographier Définir les milieux Unité de production de services Contexte écologique FO OD EN ER G CA Y RB O SE N DI M H2 ENT S 0 Qu TO al UR IS M U Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils Good soils High slopes Alluvial soils Wet soils Peaty soils 3 1 2 1 -2 2 1 2 0 -1 0 0 0 0 0 3 1 2 1 -2 1 1 1 1 -1 0 0 0 0 0 -1 -2 -2 -2 0 3 2 2 2 1 1 1 2 2 3 0 -3 -2 -1 -1 2 2 3 2 3 1 3 2 1 2 -2 -3 -2 -2 -2 1 1 2 2 2 1 2 2 3 3 -1 -3 -2 -1 -2 1 3 2 2 0 1 2 2 1 3 Les enjeux pour la gouvernance des territoires Mobili Le projet de plateforme Wal-ES Développer des paysages plus résilients Végétation potentielle Biological data Hotspots de biodiversité Usage du sol Modèles/Analyses Infrastructure verte Structure écologique principale Aptitudes à la production ES matrix Cartographie des SE (nombreux sont liés à l'eau) Reconstruire des paysages plus résilients Cas d’études : Evaluation des sites Natura 2000 Natura 2000 = 166.000 ha – 12.3 % Directive Oiseaux Directive Habitats Mise en œuvre d’objectifs de conservation pour 2020 : 24.000 ha de surface à restaurer pour différents habitats. Quels sont les coûts et les bénéfices de la mise en œuvre de ces objectifs ? Reconstruire des paysages plus résilients Un outil d’évaluation de politique ou d’actions locales Quelle est la valeur du réseau (164.000 ha – 13%) ? Valeur actuelle (max) WTP Health effects of contact with… Quality of living environment Experience by recreational users and tourists Pollination Erosion prevention Phosphorus storage in soils Nitrogen storage in soils Nutrient removal Water supply Water retention Water infiltration Flood prevention Noise nuisance reduction Carbon sequestration in soils Dénitrification Valeur globale : > 1 milliard €/an Carbone Carbon sequestration in biomass Air quality: capture by plants Wood production Agricultural production -100000 0 100000 200000 300000 400000 Analyse de la mise en œuvre de Natura 2000 en Flandre 500000 K€/an Reconstruire des paysages plus résilients Un outil d’évaluation de politique ou d’actions locales Quels sont les coûts / bénéfices de la restauration de 24.000 ha ? Valeur actuelle (max) Amélioration Perte WTP Health effects of contact with… Quality of living environment Experience by recreational users and tourists Pollination Erosion prevention Phosphorus storage in soils Nitrogen storage in soils Nutrient removal Water supply Water retention Water infiltration Flood prevention Noise nuisance reduction Carbon sequestration in soils Bilan global bénéficiaire de 13 à 84 millions €/an Dénitrification Plus de tourisme : = 12 à 30 M€/an = 500 à 1000 emplois/an Carbone Carbon sequestration in biomass Air quality: capture by plants Wood production Agricultural production -100000 0 100000 200000 300000 400000 500000 K€/an Multiples revenus => logique de contribution au financement (PSE) Reconstruire des paysages plus résilients Les multiples interactions entre la gestion de l’eau et la biodiversité Gestion de la biodiversité Biodiversité remarquable Services écosystémiques Gestion de l’eau L’approche des services écosystémiques = grille d’analyse = qui identifie et révèle : • les liens entre la gestion de la biodiversité et l’eau • les liens entre les groupes d'acteurs différents • les liens perdus de notre dépendance à la nature
