La modélisation dynamique système pour l`évaluation des services
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La modélisation dynamique système pour l’évaluation des services écosystémiques : une approche pour concilier les enjeux liés au champ de laminaires dans le parc naturel marin d’Iroise (France) FRANCE Philippe Le Niliot Alice Vanhoutte-Brunier Olivier Guyader Martial Laurans Anahita Marzin Rémi Mongruel Dominique Davoult 3 juillet 2015 – colloque AFH – Montpellier Enjeux de gestion en lien avec les laminaires dans le Parc naturel marin d’Iroise Laminaria digitata Le plus vaste de champ de laminaires des côtes françaises Laminaria hyperborea Aire marine protégée : une biodiversité exceptionnelle et des espèces avec un haut niveau de protection Une bonne gestion des activités 2 Enjeux de gestion en lien avec les laminaires dans le Parc naturel marin d’Iroise Laminaria digitata Les laminaires sont recherchées leur teneur en alginates Archipel = 60-70 % de la production française Flottille d’une quinzaine de navires 2 usines de transformation Laminaria hyperborea Laurans, comm.pers. Contexte : augmentation de la demande en laminaires (Laminaria hyperborea) 3 Conflits d’usage 2 L’évaluation des services écosystémiques (ESE) peut-elle améliorer la gestion d’un espace marin ? Services écosystémiques : une approche émergente “les contributions directes et indirectes des écosystèmes au bien-être des Hommes” TEEB,2010 Costanza et al., 1997, Nature The value of the world’s ecosystem services and natural capital VALMER Évaluation des services écosystémiques dans la Manche occidentale (2012-2015) Tester des déclinaisons de l’utilisation opérationnelle des concepts de fonction écologique (EF) et service écosystémique (SE) MEA, 2005 Évaluation de l’approche Services d’approvisionnement Services de régulation Services culturels www.valmer.eu Service de support (ou services liés à l’habitat) 4 3 Approche d’évaluation des SE sur le site du parc naturel marin d’Iroise Nombreux facteurs de changement Processus et SE interconnectés SYNTHÈSE DES CONNAISSANCES CONSTRUCTION DE SCÉNARIOS Facteurs de changement externes Comité régional des pêches et des élevages marins de Bretagne (Commission algues marines embarquées) Scientifiques Gestionnaires (cond. météorologiques, marché global, politiques) MODÈLE DE SIMULATION DYNAMIQUE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME « LAMINAIRES » TRIAGE ACTEURS ___________ Modèle de simulation dynamique du système Gouvernance et réglementation des activités humaines ÉVALUATION MULTI-CRITÈRES DES EFFETS DE LA GESTION Support et régulation Pêcheries & usages récréatifs Approvisionnement Ecosystème laminaires Culturels Usages Champ de laminaires, fonctions écologiques, espèces associées co-construction scientifiques-acteurs-gestionnaires leviers pour simuler les scénarios (sensible) 4 Approche d’évaluation des SE sur le site du parc naturel marin d’Iroise Nombreux facteurs de changement Processus et SE interconnectés Modèle de simulation dynamique du système Tempêtes exceptionnelles 2009 2010 2011 2012 2013 CONSTRUCTION DE SCÉNARIOS (cond. météorologiques, marché global, politiques) 2008 Facteurs de changement externes MODÈLE DE SIMULATION DYNAMIQUE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME « LAMINAIRES » Accès à L. hyperborea -> avril 2014 Gouvernance et réglementation des activités humaines Usages Pêcheries & usages récréatifs mai 2014-2015 -> Ecosystème laminaires Champ de laminaires, fonctions écologiques, espèces associées 3 4 Quels SE évaluer ? Sélection des services par la méthode du triage (Pendleton et al. 2015) : 32 → 11 SE Les services de support et de régulation du vivant Maintien du cycle de vie d’espèces commerciales Biodiversité Maintien du cycle de vie d’espèces patrimoniales 6 Quels SE évaluer ? Sélection des services par la méthode du triage (Pendleton et al. 2015) : 32 → 11 SE Les services d’approvisionnement Lanildut Molène Alimentaire Non-alimentaire Le Conquet 6 Quels SE évaluer ? Sélection des services par la méthode du triage (Pendleton et al. 2015) : 32 → 11 SE Les services culturels Valeur symbolique d’une activité traditionnelle Valeur symbolique des espèces patrimoniales Eco-tourisme 6 MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Caractéristiques générales Facteurs de changement externes Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires • Gouvernance Usages Ressources, FE Simulation numérique de la dynamique spatio-temporelle du socio-écosystème : • Horizon ~ 15 ans • ∆t = 1 mois • ∆x = 1’ longitude , ∆y = 1’ latitude Ouessant Molène • • Déterministe et prédictif : équations d’évolution de variables d’état R 7 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Gouvernance Modèle de dynamique des populations structuré en âge Usages Ressource fixée Ressources, FE Variables d’état : dN = R − ( M p + M t ) × N dt - densité des plants (.m-2) dt dLs - longueur du stipe (cm) = Ls × k dt B dt Variabilité de k (sous-cohortes) Ls Croissance k Recrutement R Laminaria digitata Laminaria hyperborea (biomasse & structure en âge / maille) (biomasse & structure en âge / maille) Mortalité naturelle M 8 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Gouvernance Modèle de dynamique des populations structuré en âge Usages Ressource fixée Ressources, FE Variables d’état : dN = R − ( M p + M t ) × N dt - densité des plants (.m-2) dt dLs - longueur du stipe (cm) = Ls × k dt B dt Variabilité de k (sous-cohortes) Sensible aux conditions de l’environnement : forçages Nature du substrat Profondeur Courant de marée Courant de houle Température de l’eau Croissance k Recrutement R Laminaria digitata Laminaria hyperborea (biomasse & structure en âge / maille) (biomasse & structure en âge / maille) Mortalité naturelle M 8 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Gouvernance Usages Ressources, FE Biomasse de L. hyperborea (kg/m²) Initialisation du champ de laminaires : cartographie statistique prédictive résolution spatiale = 25 m² Bajjouk et al., 2015 9 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Gouvernance Usages Ressources, FE Biomasse de L. hyperborea (tonnes/maille) Initialisation du champ de laminaires : biomasse par maille N en fonction de la surface favorable à la croissance, estimée à partir de données bathymétriques et de nature du fond 25 m² 9 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Biomasse totale dans l’archipel Gouvernance Usages Ressources, FE Laminaria hyperborea Biomasse (milliers de tonnes) 600 500 400 +77 % 300 200 100 0 0 12 24 36 48 60 72 84 mois 96 108 120 132 144 156 168 140 120 Laminaria digitata Biomasse (milliers de tonnes) Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME 100 -59% 80 60 40 20 0 0 12 24 36 48 60 72 84 mois 96 108 120 132 144 156 168 10 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Gouvernance Usages Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Longueur du stipe Laminaria hyperborea Ressources, FE Valider la dynamique taille des plants vitesse de croissance biomasse Plongées en mer : 10 stations 2012-2014 A,B,N,Ls 11 Modèle de simulation dynamique du socio-écosystème des laminaires Facteurs de changement externes MODÈLE DU SOCIO-ÉCOSYSTÈME Le cœur du modèle : un modèle bio-économique de l’exploitation des laminaires Gouvernance Conditions climatiques, règles d’accès à la ressource Usages Optimisation des coûts et revenus sous contrainte Ressources, FE Calendrier et zones de récolte potentielles Production (biomasse / maille) Couplage avec le module économique : Coûts variables (€ / heure en mer) RECOPESCA Prix des algues p + M t )+× FN) dt × N dt (heures en mer / maille) Taxes de débarquement (€ / T) dN = R − (M dt Allocation spatiale de l’effort de récolte Illustration avec données RECOPESCA (€ / T) Mortalité par pêche F (/ classe de taille / maille) Nature du substrat Profondeur Courant de marée Courant de houle Température de l’eau Croissance k Recrutement R Laminaria digitata Laminaria hyperborea (biomasse & structure en âge / maille) (biomasse & structure en âge / maille) Mortalité naturelle M 12 Définition et calcul des indicateurs Définition des indicateurs calculés par le modèle ÉVALUATION MULTI-CRITÈRES DES EFFETS DE LA GESTION Approvisionnement Culturels Dynamique de Laminaria digitata Dynamique de Laminaria hyperborea Autres pêcheries commerciales FONCTIONS ECOLOGIQUES Support et régulation Pêcheries de laminaires et industriels de la transformation Valeur symbolique Stocks d’espèces commerciales Ecotourisme Populations d’espèces patrimoniales 13 Définition et calcul des indicateurs EVALUATION INITIALE : ETAT DE REFERENCE Choix des métriques des indicateurs selon une typologie : 14 Définition et calcul des indicateurs EVALUATION DYNAMIQUE SEMI-QUANTITATIVE Choix des métriques des indicateurs selon une typologie : 14 ESE état initial Etat de l’habitat: Biomasse L. hyperborea (tonnes) Offre potentielle: Contribution au cycle de vie du phoque gris (août) (%) Offre actuelle : Taux d’exploitation de L. hyperborea (%) Demande actuelle: Fréquentation écotouristique (nb, n=5) Laminaria hyperborea REF Sce 1 t 16 ESE état initial Habitat state: Biomass L. hyperborea (tons) Offre potentielle: Contribution au cycle de vie du phoque gris (août) (%) Offre actuelle : Taux d’exploitation de L. hyperborea (%) Demande actuelle: Fréquentation écotouristique (nb, n=5) Laminaria hyperborea REF Sce 1 t 16 ESE état initial Habitat state: Biomass L. hyperborea (tons) Offre potentielle: Contribution au cycle de vie du phoque gris (août) (%) Offre actuelle : Taux d’exploitation de L. hyperborea (%) Demande actuelle: Fréquentation écotouristique (nb, n=5) REF Sce 1 t 16 ESE état initial Habitat state: Biomass L. hyperborea (tons) Offre potentielle: Contribution au cycle de vie du phoque gris (août) (%) Offre actuelle : Taux d’exploitation de L. hyperborea (%) Demande actuelle: Fréquentation écotouristique (nb, n=5) t 16 Conclusion DÉVELOPPEMENT OUTIL INTÉGRÉ AVEC OBJECTIFS OPÉRATIONNELS, ASSOCIATION DES ACTEURS + Première expérience pluralité d’acteurs Outil opérationnel utile ! Intégrer les acteurs, chronophage ! Communication claire sur les incertitudes et limites d’interprétation ! Processus d’appropriation long MODÉLISATION + Bilan des données disponibles Identifier les nouvelles acquisitions Partager les connaissances Intégrer des processus complexes Interdisciplinarité scientifique Comprendre les dynamiques Tester des scénarios APPROCHE PAR LES SERVICES ÉCOSYSTEMIQUES + Pluralité de méthodes, locales S’adresser à différents acteurs 17 Perspectives Processus sur le long-terme et itératif, qui prend du temps (bouquet de services) MODÈLE BIO-ÉCONOMIQUE COMPLÉTER L’ÉVALUATION DES SERVICES affiner la validation scénarios avec les acteurs lien fonctionservice connaissances dérangement tester les scénarios métriques -> indicateurs développer (étendre) le modèle affiner les indicateurs 18 Philippe Le Niliot [email protected] Alice Vanhoutte-Brunier [email protected] Merci de votre attention ! Credits : Yves Gladu Y. Turpin, Sylvie Pianalto, S. Brégeon, S. Dromzée, C. Lefeuvre, B. Dumeau, F. Boileau/Agence des aires marines protégées Thomas Abiven Maison de l’algue de Lanildut, Emmanuel Chevillotte / Forum de l’algue de Lanildut Gaël Gautier/Ouest France Olivier Guyader [email protected] Martial Laurans [email protected] Anahita Marzin Rémi Mongruel [email protected] Dominique Davoult davoult@sb-roscoff@fr 27 Quels SE évaluer ? Sélection des services par la méthode du triage (Pendleton et al. 2015) Etape 1. Identification des besoins en évaluation des services écosystémiques et du périmètre général de l’étude Etape 2. Réduction du périmètre de l’évaluation aux sujets pertinents testés par des scénarios Etape 3. Choix des méthodes, des outils et des moyens pour quantifier les services écosystémiques 5 Définition et calcul des indicateurs Indicateurs de fonctions écologiques : Modèle de dynamique des populations Indicateur de fonction écologique f = Poids de la fonction x IFE [f,l,e,z,t] Production végétale [0-1] Chaine alimentaire Attribut du champ - biomasse - densité d’individus de la canopée - présence /absence [0-1] [0-3] x Contrainte d’espace Contrainte de temps Qualification de l’expertise Autres facteurs de l’environnement ? À quelle période l’année le service est-il rendu ? Origine de l’information permettant de renseigner l’indicateur [0/1] [0/1] [0/1] x Habitats Zone de reproduction et habitat juvéniles Diversité des espèces et génétique Production secondaire … Paysage sous-marin Laminaria digitata Laminaria hyperborea X X X X X X t X X X X X X X X 17
