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Les écosystèmes : une complexité encore à appréhender

Changement climatique : le casse tête de l'adaptation Actu-Environnement.com - Publié le 21/07/2015

Les écosystèmes planétaires sont d'ores et déjà touchés par les changements climatiques. Le manque de connaissances de leur fonctionnement risque d'encourager des politiques contre-productives.

Changement climatique : le casse tête...  |    |  Chapitre 4 / 5

"Comment s'adapte la vie face au changement climatique ?", s'interrogeait Camille Parmesan, professeur de biologie intégrative à l'Université du Texas à Austin, lors de la première séance plénière de la Conférence "Our Common Future under Climate Change". On ne peut étudier une espèce ou un milieu seul sans étudier l'ensemble de l'écosystème dont il fait partie : c'est toute la complexité de la réponse qui a été donnée, tout au long de la conférence, à cette question initiale.

La vie sur Terre est en effet organisée en un réseau complexe d'interactions entre espèces et avec leur cadre de vie. Les dépendances sont multiples et les acteurs innombrables : l'ensemble forme un écosystème, qui se caractérise par son équilibre. C'est également tout le défi des décideurs qui doivent mettre en place des politiques sur la biosphère : qu'il s'agisse de conservation de la biodiversité ou de "soft engineering" : sans une compréhension du fonctionnement des écosystèmes, aucune action n'est possible.

Des impacts déjà observables

La biosphère subit le changement climatique de plusieurs manières. Bien entendu il y a l'influence des variations globales : températures de l'air ou de l'eau, acidité des océans, concentration de CO2 atmosphérique, mais G.Midgley (Stellenbosch University, Afrique du Sud) souligne aussi l'influence de variations locales : fréquence des événements extrêmes (feux, tornades), variation de la ressource locale en eau.

De manière globale, la vie s'adapte par un déplacement spatial ou temporel : "le cabillaud atlantique s'est déplacé vers le nord de 200 km en dix ans", fait remarquer le Professeur Parmesan. Les amphibiens se reproduisent plus tôt dans l'année et certaines floraisons sont plus précoces. Certaines espèces marines se sont enfoncées dans les profondeurs, et certaines espèces terrestres ont migré en altitude.

Mais la vie ne s'adapte pas seulement par le changement des rythmes et la migration. Elle subit également des bouleversements plus violents, car les adaptations de chaque espèce, qu'on pourrait croire partiellement inoffensives, peuvent dérégler l'équilibre des écosystèmes. A l'échelle locale entre donc en jeu la complexité des écosystèmes : les interactions diverses et nombreuses entre les espèces au sein d'un écosystème peuvent donner lieu à des réponses au changement très diverses, selon les facteurs locaux qui règlent l'équilibre de l'écosystème envisagé. Les prédateurs peuvent par exemple se mettre à se reproduire plus vite que leurs proies. On craint dès lors, selon les mots de Camille Parmesan, "une désynchronisation des espèces entre elles", qui perturbe complètement l'écosystème existant. Toutefois, un nouvel équilibre peut parfois s'établir. On peut trouver des interactions stabilisatrices nouvelles qui remplaceront celles qui assuraient l'équilibre précédent : un prédateur peut se trouver une nouvelle proie, une nouvelle espèce arrivant sur un territoire peut se trouver un prédateur.

Mais parfois, les effets du changement climatique sur les écosystèmes peuvent devenir irréversibles dès lors qu'ils agissent sur les facteurs mêmes qui maintiennent l'équilibre de l'écosystème. On peut alors avoir une modification si extrême de l'écosystème qu'elle menace la survie même des espèces qui composaient son état initial. G.Midgley explicite cela par un exemple frappant : la savane africaine. Composée d'herbes hautes et d'arbres rares, cette végétation est régulée par la propagation fréquente de feux dans les herbes hautes, qui limite la prolifération des arbres. Une augmentation du taux de CO2 atmosphérique peut rendre assez rapide la croissance des arbres et transformer en quelques années une savane en une forêt humide, dans laquelle les herbes propagatrices du feu ont disparu : l'écosystème est totalement bouleversé. Dans un autre sens, un désert avec une végétation rare peut devenir, avec l'introduction d'herbes hautes, sujet aux incendies.

"Nous sommes au début d'une décennie d'expérience naturelle !"

Il est en fait difficile de tirer des lois générales, et il faut une étude locale approfondie pour comprendre l'ensemble des interactions qui forment l'écosystème, pour identifier les variables qui risquent de provoquer ou non un déséquilibre majeur, pour quantifier les seuils critiques. C'est pourquoi, pour G.Midgley, "Nous sommes au commencement d'une décennie d'expérience naturelle", pendant laquelle l'étude approfondie d'écosystèmes suivis face au changement climatique permette de constituer une base de données de connaissances qui permette de décrire précisément les différentes évolutions. "Notre objectif est de construire des scénarios malgré l'incertitude", s'enthousiasme-t-il.

Cet enthousiasme est justifié : la compréhension du fonctionnement des écosystèmes est en effet un enjeu central pour l'action politique en vue de l'adaptation au changement climatique. Pour concevoir des politiques de conservation réalistes, il faut tenir compte de manière réaliste de la complexité des facteurs qui mettent ces espèces en danger. Une politique de préservation qui s'opposerait aux évolutions de l'écosystème sans s'attaquer aux raisons de ces évolutions serait coûteuse en plus d'être condamnée à l'échec.

Plus encore, une politique mal informée sur la complexité de la dynamique de changement des écosystèmes pourrait ne pas prendre les bonnes décisions : V.Kapos, de l'université de Cambridge, explique qu'un des effets du réchauffement des océans est l'arrivée massive d'espèces des eaux chaudes dans les mers tempérées : "on constate donc une augmentation de la biodiversité", s'étonne t'elle. Cette augmentation est en fait passagère, et masque une situation finale bien plus dégradée avec la destruction de l'écosystème actuel. L'ignorance de cette dynamique complexe peut inciter à ne pas entreprendre d'actions de préservation !

Tirer partie de la résilience des écosystèmes

Mais V. Kapos explique aussi qu'il est possible d'utiliser les propriétés naturelles de résilience des écosystèmes pour aider à l'adaptation ade l'espèce humaine. Ce "soft engineering" ou "ecosystem-based adaptation" est une piste des plus prometteuses : il s'agit de tirer parti des dynamiques naturelles d'un écosystème bien construit pour aider l'adaptation humaine au climat. Des exemples concrets sont la constitution de barrières vertes contre la désertification comme la Grande Muraille Verte de Chine, ou encore la reforestation. Ces techniques peuvent être des leviers puissants au coût très bas, mais nécessitent une compréhension en profondeur de la dynamique des écosystèmes : il nous faut comprendre les dynamiques naturelles pour en tirer parti et collaborer avec elles. C'est pourquoi la science des écosystèmes, pluridisciplinaire et complexe, est véritablement à l'aube d'une décennie à la fois passionnante scientifiquement et riche d'applications pratiques.

Benjamin Carantino, X-Ponts, spécialité économie

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