Dégradation des Ecosystèmes

7. Comment les écosystèmes changent-ils avec le temps ?

• 7.1 Que sait-on sur l'inertie des écosystèmes et la rapidité des changements ?
• 7.2 Quand les changements non linéaires ou abrupts apparaissent-ils ?
• 7.3 Comment l'Homme augmente-t-il le risque de changements non linéaires ?

7.1 Que sait-on sur l'inertie des écosystèmes et la rapidité des changements ?

Cette question porte sur :

• Les échelles de temps des changements : le temps nécessaire pour que les effets d'un changement dans un écosystème deviennent apparents. (on parle également de décalages).
• L'inertie : le décalage de temps ou la lenteur avec lequel un écosystème réagit à certains facteurs de changement.

De nombreux impacts des activités humaines sur les écosystèmes (que ces impacts soient néfastes ou positifs) sont lents à apparaître. Cela peut reporter à plus tard les coûts associés aux changements actuels dans les écosystèmes de sorte qu'ils incombent aux générations futures. Ainsi, par exemple, l'utilisation des réserves d'eau dans les nappes phréatiques peut dépasser la capacité de ces nappes à se recharger pendant un certain temps avant que les coûts d'extraction ne commencent à augmenter de manière significative. En général, les écosystèmes sont gérés dans l'optique d'augmenter les bénéfices à court terme, tandis que les coûts à long terme passent inaperçus ou sont ignorés.

Différents services fournis par les écosystèmes changent sur différents laps de temps. Ceci rend l'évaluation complète des avantages et inconvénients de différentes décisions de gestion plus ardue pour les gestionnaires. Par exemple, les services de soutien (comme la formation des sols et la croissance des plantes) et les services de régulation (comme la régulation de l'eau et des maladies) changent souvent bien plus lentement que les services d'approvisionnement. Par conséquent, les impacts sur les services plus lents à changer sont bien souvent ignorés.

Le degré d'inertie des differents facteurs de changement dans les écosystèmes varie considérablement. La vitesse à laquelle réagit un facteur de changement influence fortement la rapidité avec laquelle les problèmes dans les écosystèmes qui y sont liés peuvent être résolus une fois identifiés. Pour certains facteurs de changement, comme la surexploitation d'espèces particulières, les décalages sont plutôt courts et le changement peut rapidement être atténué ou stoppé. L'augmentation de la charge en éléments nutritifs et, surtout, le réchauffement climatique présentent des décalages bien plus importants et les effets de ces facteurs de changement ne peuvent être réduits que des années voire des décennies plus tard. L'extinction d'espèces due à la perte d'habitats présente également un décalage important. Même si la perte d'habitats devait s'arrêter aujourd'hui, cela mettrait des centaines d'années avant que la diversité d'espèces n'atteigne un nouvel équilibre – en deçà de son niveau actuel – en réponse à la transformation des habitats qui a eu lieu au cours des derniers siècles.

Figure 7.1 Echelles de temps [en]

Pour certaines espèces, le processus de disparition peut être rapide, mais pour d'autres, comme les arbres, il peut prendre des siècles. Dès lors, l'impact de la réduction du rythme de perte d'habitats sur le rythme des extinctions pourrait être faible durant les 50 prochaines années mais très avantageux à long terme. Les décalages entre la réduction des habitats et la disparition des espèces offrent la possibilité pour l'Homme de restaurer des habitats et de sauver des espèces. Plus en anglais…

7.2 Quand les changements non linéaires ou abrupts apparaissent-ils ?

La plupart des changements dans les écosystèmes et leurs services sont graduels, ce qui les rend détectables et prévisibles, du moins en principe. Cependant, il existe de nombreux exemples de changements non linéaires et parfois abrupts dans les écosystèmes. Un changement peut être graduel jusqu'à ce qu'une pression particulière sur l'écosystème atteigne un seuil donné au delà duquel des transformations rapides vers un nouvel état surviennent. Certains changements non linéaires peuvent être considérables et avoir d'importants impacts sur le bien-être humain. Bien que notre capacité à prédire les changements non linéaires s'améliore, dans la plupart des cas, la science demeure à ce jour incapable d'en prédire les seuils exacts.

• Apparition de maladies infectieuses : Une épidémie se propage quand un certain seuil de transmission est franchi, c.-à-d. si, en moyenne, chaque personne infectée infecte au moins une autre personne. L'épidémie s'éteint quand le taux d'infection est inférieur. Lorsque les gens vivent près les uns des autres et qu'ils sont en contact avec des animaux infectés, les épidémies peuvent se propager rapidement grâce à la grande mobilité et interconnexion de la population mondiale. L'apparition presque instantanée du SRAS dans différentes parties du globe illustre bien ce potentiel, même si des mesures rapides et efficaces ont permis de contenir cette épidémie.
• Floraisons d'algues et mort des poissons : Une teneur excessive en éléments nutritifs entraîne une eutrophisation de l'eau douce et des écosystèmes côtiers. Si de faibles augmentations dans la charge en éléments nutritifs ne provoquent bien souvent que des changements mineurs dans les écosystèmes, une fois qu'un seuil est dépassé, les changements peuvent être soudains et considérables, entraînant des cas de prolifération d'algues. Une eutrophisation sévère peut provoquer la mort de la faune aquatique suite l'apparition de zones appauvries en oxygène.
• Effondrement des populations de poissons : ces effondrements ont été couramment observés à la fois dans des populations de poissons d'eau douce et d'eau de mer. Un niveau modéré de prises de pêche n'a bien souvent qu'un impact relativement faible, mais à mesure que ces prises augmentent, un seuil est franchi au delà duquel les poissons adultes qui restent sont trop peu nombreux pour produire suffisamment de jeunes poissons et supporter le niveau d'exploitation. Par exemple, les stocks de morue de l'Atlantique de la côte est de Terre-Neuve se sont effondrés en 1992, contraignant l'activité de pêche à fermer (voir la figure 3.4 [en]).
• L'introduction et la perte d'espèces peuvent également entraîner des changements non linéaires dans les écosystèmes et leurs services. Par exemple, la disparition des loutres de mer de nombreux écosystèmes côtiers sur la côte Pacifique de l'Amérique du Nord à cause de la chasse a entraîné une explosion des populations d'oursins de mer (une espèce dont se nourrissent les loutres), ce qui a à son tour entraîné la perte de forêts de varech (dont se nourrissent les oursins).
• Changements dans les espèces dominantes des écosystèmes coralliens : Certains écosystèmes des récifs de corail ont subi des transformations soudaines ; de récifs dominés au départ par le corail ils sont devenus des récifs dominés par les algues. De telles transformations abruptes sont pour la plupart irréversibles, et une fois un seuil atteint, le changement se produit en quelques mois. Dans les écosystèmes des récifs jamaïquains, des centaines d'années de surpêche d'espèces se nourrissant d'algues ont contribué à la mutation soudaine de ces écosystèmes en récifs dominés par les algues, pauvres en biodiversité, et très peu à même d'accueillir des populations de poissons pour la pêche.
• Changement climatique régional : la végétation d'une région influence le climat en agissant sur la proportion de rayons solaires qui sont réfléchis, sur la quantité d'eau que les plantes libèrent dans l'atmosphère ainsi que sur la quantité de vent et d'érosion. Dans la région du Sahel, la couverture de végétation est étroitement liée aux précipitations. Quand la végétation est présente, l'eau de pluie est rapidement recyclée, ce qui augmente généralement les précipitations, ce qui, à son tour, conduit à une végétation plus dense. La dégradation des terres diminue le recyclage de l'eau et a probablement contribué à réduire les précipitations dans la région du Sahel durant les 30 dernières années.

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7.3 Comment l'Homme augmente-t-il le risque de changements non linéaires ?

Les écosystèmes sont aptes à faire face aux perturbations jusqu'à un certain seuil, c'est-à-dire qu'ils sont capables de les supporter et de s'en remettre. Les changements que l'Homme provoque dans les écosystèmes peuvent réduire cette résilience et augmenter la probabilité de voir apparaître des changements abrupts dans l'écosystème, ce qui a d'importantes conséquences pour son bien-être.

Les espèces d'un écosystème appartiennent à différents groupes fonctionnels. Au sein de chaque groupe, les espèces peuvent contribuer de manières similaires aux processus et services des écosystèmes mais réagir différemment aux fluctuations environnementales. Cette diversité dans les réactions permet aux écosystèmes de s'adapter aux environnements changeants et de préserver leurs processus et leurs services. Par conséquent, la perte de biodiversité à laquelle on assiste actuellement a tendance à réduire la résilience des écosystèmes.

Les changements dans les écosystèmes liés à des seuils ne sont pas rares, mais le risque d'assister à de tels changements augmente à mesure qu'augmentent les pressions de l'Homme sur les écosystèmes. Par exemple, à mesure que les populations humaines deviennent plus mobiles, de plus en plus d'espèces sont introduites dans de nouveaux habitats. Cela augmente la probabilité de voir apparaître des organismes nuisibles.

Une fois qu'un écosystème a subi un changement non linéaire, sa remise en état est généralement lente, coûteuse, et parfois même impossible. A titre d'exemple, le rétablissement des populations de poissons surexploitées après leur effondrement et l'arrêt de l'activité de pêche est très variable. De fait, la population de morues de Terre-Neuve n'a montré que très peu de signes de rétablissement alors que sa pêche y a été interrompue depuis presque 13 ans (voir la figure 3.4 [en]), tandis que la population de harengs en mer du Nord, qui s'était effondrée à la fin des années 70 à cause de la surpêche, s'est rétablie après seulement quatre ans d'interruption de pêche. Plus en anglais…