www.environnement.ens.frENS Centre de formation sur l’environnement et la société

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Ecole Normale Supérieure 24 rue Lhomond, 75005 Paris, Rez-de-chaussée, bureaux E026

UE CERES Ecologie du développement durable David Claessen

Cours « Biodiversité et services écosystémiques »

Histoiredesidées

•  1798Malthus«popula&on,croissanceexponen&elle,limita&on»•  1805VonHumboldt«géographiedesplantes»•  1809Lamarck«individu,évolu&on,transmuta&on»•  1838Verhulst«fonc&onlogis&que»•  1859Darwin,Wallace«biocénose,lu:epourlavie,sélec&onnaturelle,fitness»•  1866Haeckel«écologie»•  1875Suess,Vernadsky«biosphère»•  1910Lotka,Volterra«écologiemathéma&que,cyclesprédateur-proie»•  1911Cowles,Clements«successionécologique»•  1927CharlesElton«nicheécologique,chainetrophique,écologieanimale»•  1932Gause«principed'exclusioncompé&&ve»•  1935Tansley,Lindeman,Odum«écosystème»•  1947Lack«écologieévolu&ve»•  1957Hutchinson«nicheécologique»•  1962RachelCarson«environnement,environmentalism,écologisme»•  1963Holling,McArthur,Rosenzweig«réponsefonc&onnelle,paradoxofenrichment»•  1973Maynard-Smith«théoriedesjeux,stratégieévolu&vementstable(ESS)»•  1976McArthur,Wilson«labiogéographieinsulaire»•  1969Levins«métapopula&ons»•  1976May«chaos»•  1988Wilson«biodiversit黕  1998Levin«systèmecomplexeadapta&f»

Biodiversité

•  E.O.Wilson1988•  DéfiniDon

–  DiversitégénéDque(ou«intraspécifique»;variabilitédesgènes,entrelesindividusoulespopulaDons)

–  Diversitéspécifique(ou«interspécifique»;ladiversitédesespècesvivantes,parleurnombre,leurnatureetleurabondance)

–  Diversitéécosystémique(ladiversitédesécosystèmesprésentssurTerrequiformentlabiosphère)

•  1992:SommetdelaTerre,RiodeJaneiro–  lapréservaDondelabiodiversitéestconsidéréecommeundesenjeux

essenDelsdudéveloppementdurable–  «ConvenDonsurladiversitébiologique»,traitéinternaDonale:

•  2012:CréaDondel’IPBES–  IntergovernmentalScience-PolicyPlaGormonBiodiversityand

EcosystemServices,–  «Plate-formeintergouvernementalesurlabiodiversitéetlesservices

écosystémiques»–  Un«Giec»pourlabiodiversité…

1.  La conservation de la biodiversité ;

2.  L’utilisation durable de ses éléments ;

3.  Le partage juste et équitable des avantages découlant de l'exploitation des ressources génétiques

4

Qu’est-cequ’unécosystème?

5

Qu’est-cequelabiodiversité?

6

LOSS LOSSNutrient recycling and loss

Water recycling and loss

Whatisanecosystem?

•  Thesystemofallorganismsandthenon-livingcomponentsoftheirenvironment–  i.e.,“everything”–  inadelimitedspace(lake,

forest,prairie,valley,ocean…)•  Intermsof

–  Energyflow–  Magercycling(C,N,P,…)–  Foodchain,foodweb:whoeats

whom?–  EcologicalinteracDons

LOSS

N2

7

Foodchain(chainetrophique)

Predators

Herbivores

Plants

NutrientsDetritus

8

Foodweb(réseautrophique)

Predators

Herbivores

Plants

NutrientsDetritus

Predators

Herbivores

Plants

Nutrients

Predators

Herbivores

Plants

Nutrients

Herbivores

Plants

Herbivores

Plants

Herbivores

Plants

DetritusDetritus

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EXPORT

NPK

PESTICIDES

Whatisanagro-ecosystem?

•  Asimplifiedecosystem–  Asingleplantspecies:thecrop–  Genotype:arDficiallyselected

(opDmizedforperformanceunderferDlizaDonandpesDcidetreatments)

–  Modifiedenvironmenttofavorcropgrowth:

•  Increasenutrients(ferDlizaDon)•  Reduceherbivores,diseaseandcompeDtors

(pesDcides,fungicides,herbicides,plowing)

–  HarvesDng:biomassexport–  PoorsoilacDvity,highnutrientloss

10

LOSS

11

NutrientsDetritus

EXPORT

NPK

PESTICIDES

Plants

Herbi

NorwoodFarm,UK(125ha)

12Pocock et al 2012

560 species 1501 interactions: -  Trophic -  Mutualistic

(pollinisation)

CharacterisDcsofnaturalecosystems,tradiDonalandmodernagriculture

13Malézieux, 2012

Whatisbiodiversity?

GENES

SPECIES

FUNCTIONS

Diversity of:

14

Soil fertility

Water quality

Nutrient cycling

Carbon sequestration

Pathogen transmission

Pollinisation

Fossile energy

Natural resources

Pharmacology Epidemic risk

Trophic interactions

Primary production

Water cycle

Geochemistry

Sol stability

Air quality

Agricultural production

Climate regulation

Resistance to invasion of exotic species

Ecosystem“funcDons”and“services”

GENES

SPECIES

FUNCTIONS

“FUNCTIONS”

“SERVICES”

Diversity of:

15

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22

23

Cardinale et al (2012)

24

Cardinale et al (2012)

25

Cardinale et al (2012)

26

Naeem et al (2012)

27

Naeem et al (2012)

28

Biodiversité & fonctionnement de l’écosystème - Cycles biogechimiques - Réseau d’interactions écologiques

Naeem et al (2012)

TheIPBESConceptualFramework—connecDngnatureandpeople(Diaz2015)

= Plate-forme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques

AGeneralFrameworkforAnalyzingSustainabilityofSocial-EcologicalSystems(Ostrom2009)

Asocial–ecologicalapproachtomanagingmulDpleagro-ecosystemservices(Lescourretetal2015)

Mots-clés

•  Biodiversité•  Ecosystème,agroécosystème•  FoncDonsécologiques,écosystémiques•  Servicesécosystémiques•  Systèmesocio-écologique

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