L’érosion de la biodiversité : une réalité mesurable ?

Par Anne Teyssèdre (http://anne.teyssedre.free.fr)
Ecologue et médiatrice scientifique, correspondante du MNHN

Augmentation des taux d’extinction
Déclin de groupes d’espèces
Appauvrissement et homogénéisation des communautés
Désorganisation des réseaux écologiques
Mesurer pour anticiper et prévenir
Pour aller plus loin


La biosphère est sous pression. Confrontés aux activités multiples et croissantes de notre espèce « ingénieure de l’environnement », en expansion sur l’ensemble de la planète, les écosystèmes continentaux et marins se transforment aujourd’hui rapidement. Mais quel est l’impact de ces multiples pressions humaines et de ces changements globaux sur la biodiversité, dans ses diverses composantes, et comment quantifier cet impact ?

Augmentation des taux d’extinction

Une première approche vise à estimer les taux actuels d’extinction d’espèces, dans les grands groupes systématiques (insectes, vertébrés, mollusques, plantes vasculaires...) et à les comparer aux taux d‘extinction estimés pour ces mêmes groupes lors de périodes géologiques antérieures « calmes », i.e. hors crise d’extinction.

Le tableau ci-dessous présente les taux d’extinction estimés (par moi-même) pour le vingtième siècle à partir de données d’extinctions, et comparés au taux moyen d’extinction de 0,002% suggéré hors crise par les résultats de D. Raup.

Taux d'extinction au XXème siècle
Estimation des taux d’extinction au XXème siècle pour différents groupes systématiques
Source : Teyssèdre, 2004 (calculé d’après Smith
et al. 1993, et Harrison et Pearce 2000)

Ces estimations sont fiables pour les différents groupes de vertébrés et pour les plantes vasculaires, déjà largement inventoriés au début du siècle dernier, mais plus incertaines pour les mollusques, insectes et crustacés, taxons inventoriés et décrits plus tardivement. D’après ces calculs, les taux d’extinction des différents groupes de vertébrés et des plantes ont été 50 à 560 fois plus élevés au XXème siècle que pendant une période de 100 ans « hors crise ».

Les taux d’extinction cependant sont une mesure différée de l’érosion de la biodiversité : ils renseignent sur le déclin passé des espèces, non pas sur leur déclin actuel. Or les espèces ne s’éteignent pas instantanément en réponse au bouleversement de leurs conditions de vie, mais après une période de déclin qui peut s’étaler sur plusieurs décennies, siècles, voire millénaires. Pour suivre leur dynamique actuelle, ainsi que celle des autres composantes de la biodiversité, les écologues ont élaboré divers « indicateurs de biodiversité », résumés d’informations sur la biodiversité collectées à l’échelle nationale ou internationale, dont les valeurs sont calculées et suivies au fil des ans.


Déclin de groupes d’espèces

Plusieurs de ces indicateurs internationaux de biodiversité mesurent et suivent l’abondance ou la diversité de groupes d’espèces, rassemblées selon certaines caractéristiques biologiques, écologiques ou démographiques.
  • L’Indicateur Liste Rouge (RLI), par exemple, est une mesure du statut moyen de conservation des espèces inscrites sur cette liste de l’UICN, qui prend en compte dans chaque groupe systématique non seulement le nombre total d’espèces menacées, mais aussi le degré de vulnérabilité de chaque espèce (vulnérable, en danger, très menacée, proche de l’extinction). Son suivi au fil du temps montre une dégradation du statut moyen de conservation des espèces menacées depuis 1985.
  • L’Indicateur « Planète vivante » (Living Planet Index, ou LPI) proposé par le WWF en 1970, suit à l’échelle mondiale l’abondance des vertébrés, mesurée par le nombre de leurs populations. Cet indicateur mondial a diminué de plus de 30% en 36 ans.
  • L’indicateur « Oiseaux communs » mesure et suit l’abondance des peuplements d’oiseaux d’Europe et d’Amérique du Nord selon leur spécialisation à l’habitat, leur tolérance thermique, ou d’autres variables. Le schéma ci-dessous montre le déclin des espèces spécialistes de différents habitats en France (résultats du programme STOC), associé à une augmentation de l’abondance (globalement plus modérée) des espèces généralistes, qui confirme la perte de diversité de l’avifaune française.
Indicateur
Evolution de l'abondance relative des oiseaux spécialistes de différents habitats en France depuis 1989
Source : Jiguet, Julliard et al., CERSP, MNHN

D’autres indicateurs explorent plus précisément au plan fonctionnel la composition des communautés, réseaux écologiques et écosystèmes (voir plus bas).


Appauvrissement et homogénéisation des communautés

La conversion et la disparition massives d’habitats naturels et semi-naturels riches en biodiversité, au profit d’habitats anthropisés généralement plus pauvres, doit en toute logique se traduire par un appauvrissement des communautés vivantes à l’échelle mondiale, en nombre d’individus et en nombre d’espèces. Comment mesurer cet impact ?
  • A partir d’estimations sur les densités d’oiseaux dans les différents grands biomes terrestres (forêt tropicale, forêt tempérée, prairies, champs cultivés...) et de données sur la répartition mondiale des habitats, K. Gaston et al. (2003) ont estimé que l’expansion et l’intensification de l’agriculture du Néolithique à nos jours (1990) s’est soldée par la perte de 20 à 25% de l’avifaune terrestre mondiale, en nombre d’individus. Cette estimation d’impact reste à faire pour les autres grands groupes systématiques ou écologiques.
  • L’expansion et l’intensification de l’agriculture se poursuivent à l’échelle mondiale. Se basant sur les scénarios d’usage des terres élaborés par le MEA, A. Teyssèdre et D. Couvet ont estimé que l’avifaune mondiale pourrait se réduire de 12 à 18% de 2000 à 2050 en nombre d’individus, selon le scénario envisagé. Cette réduction de l’abondance de l’avifaune mondiale depuis le Néolithique et jusque vers 2050 doit en outre se traduire à terme par une réduction du nombre d’espèces, qui peut être modélisée pour les différents scénarios d’usage des terre à l’aide d’une relation abondance-espèces ou habitat-espèces.
L’expansion d’espèces généralistes ou/et commensales de l’Homme aux dépens d’espèces spécialistes conduit en outre à une homogénéisation des communautés à l’échelle des continents et de la biosphère, reconnue dès 1999 par M. McKinney et J. Lockwood., aux conséquences fonctionnelles encore mal comprises. Pour mesurer et suivre cette homogénéisation au cours du temps, Julliard et al. ont élaboré en 2006 un Indice de Spécialisation des Communautés (CSI), qui mesure comme son nom l’indique le degré de spécialisation moyen des espèces composant une communauté, d’insectes ou de plantes par exemple. Exploré à l’aide du programme STOC, le CSI des peuplements d’oiseaux de France diminue avec le degré croissant de perturbation des habitats.


Désorganisation des réseaux écologiques

Les recherches entreprises depuis une dizaine d’années sur l’adaptation des espèces et communautés au changement climatique mondial (induit par l’augmentation des émissions humaines de gaz à effet de serre) ont montré que la plupart des espèces répondent au réchauffement climatique par un déplacement géographique partiel vers les latitudes et altitudes supérieures, mais aussi par un ajustement partiel de leur cycle de vie (phénologie) aux conditions de vie locale. Mais les différents groupes fonctionnels (arbres, plantes herbacées, insectes, passereaux...) interagissant au sein des écosystèmes ne répondent pas à la même vitesse, ce qui désynchronise et désorganise les réseaux écologiques. L’ampleur de la désynchronisation d’un écosystème est une mesure indirecte de son fonctionnement et de sa résilience ; le suivi de cette mesure au fil du temps peut permettre d’apprécier la dynamique de son fonctionnement.

L’Index Trophique Marin (MTI) est une mesure du nombre moyen de niveaux trophiques (i.e. la longueur des chaînes alimentaires) dans les écosystèmes marins, estimé sur les résultats des pêcheries de chaque pays et à l’échelle mondiale. Le suivi temporel de cet indicateur depuis 1950 montre une diminution progressive du MTI pour l’ensemble des régions côtières, ce qui indique une dégradation fonctionnelle des écosystèmes littoraux à l’échelle mondiale (voir figure ci-dessous).

Variations du MTI
Variations du MTI depuis 1950 (Pauly et Watson, 2005)

Le Millenium Ecosystem Assessment entrepris par plusieurs centaines de chercheurs au tournant du millénaire a montré que les écosystèmes terrestres et marins sont massivement dégradés par les activités humaines, et que 60% des services écologiques qu’ils rendent aux sociétés sont en déclin (MEA, 2005). Les services liés à la régulation des conditions de vie, en particulier – tels que l’épuration de l’air et de l’eau, la stabilisation du climat local et régional, la modération des crues et sécheresses, la pollinisation des plantes, le recyclage des déchets organiques, ...
, qui bénéficient aux humains parmi bien d’autres espèces, se raréfient sur l’ensemble de la planète, témoignant de la désorganisation, du dysfonctionnement et de l’instabilité croissants des écosystèmes. Le déclin de ces « services » observé à l’échelle mondiale est une mesure indirecte de la dégradation en cours et de la perte de résilience des écosystèmes terrestres et marins.

Soulignons que les impacts humains sur la biodiversité ne sont pas linéaires. La résilience des écosystèmes est bien sûr limitée : au delà d’un certain seuil de perturbation, les écosystèmes basculent vers un autre régime de fonctionnement généralement défavorable aux niveaux trophiques supérieurs... dont les humains. Des exemples sont l’eutrophisation des eaux douces et côtières, le blanchiment des récifs coralliens, la désertification de certaines régions...


Mesurer pour anticiper et prévenir

Les suivis temporels mettent en évidence la dynamique de déclin de nombreuses composantes de la biodiversité, accompagnant une désorganisation, un dysfonctionnement et une perte de résilience généralisée des écosystèmes, en réponse aux activités humaines. Il est maintenant nécessaire d’anticiper cette dynamique et ces impacts, pour la ralentir et les réduire. Ceci implique d’explorer, comprendre et modéliser les mécanismes écologiques, sociaux et économiques régissant la dynamique de la biodiversité et le fonctionnement des socio-écosystèmes, pour élaborer des modèles et scénarios conditionnels basés sur ces mécanismes. Mais aussi d’informer les acteurs et décideurs sur ces mécanismes, indicateurs et scénarios, pour favoriser la gestion proactive et concertée des écosystèmes par les sociétés, et ainsi réduire leur impact sur la biosphère...


Pour aller plus loin

Bibliographie
  • Butchard S. H. M. et al., 2007. Improvements to the Red List Index. Plos One 2, e140
  • Collen B. et al., 2009. Monitoring Change in Vertebrate Abundance: the Living Planet Index. Conserv. Biol. 23, pp. 317-327
  • Couvet et al., 2008. Enhancing citizen contributions to biodiversity science and public policy. Interdisciplinary Science Reviews 33, pp.369-376
  • Couvet D. et Teyssèdre A., 2010. Ecologie et biodiversité. Paris, Belin, 338 p.
  • Devictor V. et al., 2008. Functional biotic homogenization of bird communities in disturbed landscapes. Global Ecology and Biogeography 17, pp. 252-261
  • Gaston K. J., Blackbirn T .M. & Goldewijk K., 2003. Habitat conversion and global avian biodiversity loss. Proc. Roy. Soc. London 270, pp 1293-1300
  • Gregory R. D. et al., 2005. Developing indicators for European birds. Phil. Trans. R. Soc. B 360, pp. 269-288
  • Harrisson P. & Pierce F., 2000. Atlas of Population and Environment. University of California Press, Berkeley, 206 p.
  • McKinney M. & Lockwood J., 1999. Biotic homgenization: A few winners replacing many losers in the next mass extinction. Trends in Ecol. Evol. 14, pp. 450-453
  • Millenium Ecosystem Asssessment (MEA), 2005. Ecosystems and human well being: Synthesis. Island Press, Washington D.C.
  • Pauly D. & Watson R., 2005. Background and interpretation of the ’Marine Trophic Index’ as a measure of biodiversity. Phil. Trans. R. Soc. B 360, 415-423
  • Rosenzweig M., 2001. Loss of speciation rate impoverish future biodiversity. PNAS 98, pp. 5404-5410
  • Smith F. D. M. et al., 1993. Estimating extinction rates. Nature 494, pp. 494-496
  • Teyssèdre A., 2004. Vers une 6e grande crise d’extinction ? pp. 24-49 in Biodiversité et changements globaux – Enjeux de société et défis pour la recherche, R. Barbault (ED.), B. Chevassus-au-Louis (Ed.) et A. Teyssèdre (Coord.), ADPF, Emme, 243 p.
  • Teyssèdre A. & Couvet D., 2007. Expected impact of agriculture expansion on the world avifauna. C. R. Biologie 330, pp. 247-254

Webographie et DVDrom pédagogique


Modifié le: mercredi 4 février 2015, 12:59