Les Services écosystémiques : un concept clé pour explorer le fonctionnement des

Costanza et al. (2014) considère aujourd'hui que la valeur planétaire annuelle de tous les services rendus par la Nature aux sociétés s'élève à plus de 125 trillions de dollars US. A partir des évaluations monétaires globales des SE par écosystèmes de De Groot et al. (2012) et de Costanza et al. (2014), la valeur moyenne pour les lacs et rivières est évaluée à 4 267 $US/ha/an et la valeur globale cumulée est de 2.5 trillions de $US/an. Ces valeurs monétaires ne cessent d'augmenter d'années en années du fait de plusieurs facteurs : (1) l'augmentation de la population mondiale, (2) de l'espérance de vie et (3) des modes de vie. Ces facteurs impliquent une augmentation des besoins en ressources alimentaires, énergétiques et matérielles. Les pressions toujours croissantes sur le système terrestre agissent dans le même sens : augmentation des besoins de régulation des pressions anthropiques par les et accroissement des valeurs des SE qui y participent. On considère une perte de 50% des biomes aquatiques au cours du siècle dernier (Rinke et al. 2015), ce qui entraîne une perte de capacité

des écosystèmes à répondre à ces besoins. Cette perte ne semble pas compensée par la

construction de retenues d’eau car celles-ci génèrent une diminution de la biodiversité aquatique (Rinke et al. 2015, IPBES 2018b).

Toute l’histoire et la société moderne se sont construites autour des liens qui unissent les Hommes à la Nature. Les écosystèmes sont source de vie pour l'Homme, sont le support des infrastructures et activités humaines, des savoirs et connaissances, ils procurent les ressources essentielles à l’existence : l'air, l'eau, l'énergie, la nourriture, la santé, la sécurité. Ils participent à l’identité personnelle en offrant des opportunités de loisir, de lien social, d'évasion etc. Pourtant, dans les sociétés occidentales, nous observons une déconnexion croissante à la

Nature (Roche et al. 2016). L'évolution et "l'accélération des modes de vie", le développement

des nouvelles technologies, l'augmentation de la population en milieux urbains, la perte de biodiversité et de connaissances sur la Nature sont autant de facteurs qui limitent nos opportunités de contacts à la Nature, que certains auteurs nomment "l'extinction de

l'expérience de Nature" (Soga and Gaston 2016). La perte d'interactions avec la Nature

diminue les bénéfices que l'on peut en retirer ; ce qui alimente l'éloignement des sociétés et le mécontentement général envers la Nature. L'extinction de l'expérience entraîne un oubli de l'importance de la Nature pour le développement humain et réduit l'attractivité pour les activités en faveur de la protection de l'environnement (Soga and Gaston 2016). C'est pourquoi l'un des principes et objectifs généraux de la nouvelle conservation s'attache à

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mettre en avant les avantages des écosystèmes dans le développement économique et social et dans l'aménagement du territoire.

A l'interface entre le fonctionnement des écosystèmes et le fonctionnement des sociétés, le concept de SE permet de lier les éléments des écosystèmes participant au bien-être humain et les systèmes socio-économiques qui en tirent avantage.

❖ Epistémique du concept

Il existe différentes perceptions de la notion de SE au sein de la communauté scientifique, qui ne sont pas toujours compatibles et qui peuvent être mises en débat. Barnaud et collaborateurs (2011) expliquent que, selon les auteurs et les domaines, ce sont tantôt les

écosystèmes qui produisent les services, tantôt les composantes humaines des écosystèmes

anthropisés.

Afin de traduire cette différenciation, on distingue souvent les services environnementaux des services écosystémiques, les SE étant un sous-groupe des services environnementaux ne prenant pas en compte les services fournis par les écosystèmes semi-naturels ou anthropisés (Muradian et al. 2010). Le terme de service environnemental est par exemple employé dans les milieux de la production agricole ou aquacole pour mentionner la production de services issus de l'activité des exploitants des écosystèmes (maintien des paysages, maintien de savoir- faire traditionnels ...). L'expression de service écosystémique est davantage utilisée pour des travaux de recherche visant à évaluer la contribution des écosystèmes au bien-être humain et dans une optique pédagogique et de plaidoyer politique, alors que l’expression de service environnemental est souvent utilisée dans le cadre d'outils réglementaires visant à favoriser les bonnes pratiques dans le domaine de la conservation de la biodiversité : Paiements pour services environnementaux - PSE ; compensation écologique ... (Méral and Pesche 2016). Aussi, les services environnementaux peuvent inclure des biens et services issus du compartiment physique des écosystèmes (exemple : une dune de sable protégeant les habitations humaines du vent et des submersions marines), indépendamment du fonctionnement du compartiment biotique (Amigues and Chevassus-au-louis 2011) alors que les SE ne concernent que les biens et services directement liés à une activité des organismes vivants (exemple : pollinisation - voir projet EFESE: EFESE 2016). Ceci étant, d’autres distinctions de ces deux termes sont proposées, l'expression de "paiements pour services

écosystémiques" peut également être observée. Il n’y a pas encore de consensus à ce sujet.

Nous pouvons également retrouver le terme de service écologique qui apparaît être un terme plus générique que celui de SE car pouvant s’appliquer à des entités spatiales composites, regroupant des écosystèmes variés (Amigues and Chevassus-au-louis 2011). Dans leur papier, Nahlik et collaborateurs (2012) proposent l’utilisation du concept de « Bien et services finaux

des écosystèmes » (FEGS en anglais) plutôt que SE, qu’ils définissent (Boyd and Banzhaf 2007)

comme les « components of Nature, directly enjoyed, consumed, or used to yield human well-

being »13_{. Enfin, le programme international IPBES a pris parti de nommer les SE « Nature’s}

13 _{« Composantes de la Nature, directement appréciées, consommées ou utilisées pour produire le bien-être} humain ». Cette définition présente plusieurs forces. Elle permet notamment, d’éviter en partie l’ambiguïté

associée à d’autres définitions en limitant les SE aux éléments des écosystèmes avec lesquels les bénéficiaires interagissent directement. Par ce bais, on élimine le double comptage des SE en ne prenant pas en compte à la fois

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benefits to people » (traduction : bénéfices de la Nature à la société) qui reconnaît le rôle

central de la culture, des valeurs intrinsèques de la biodiversité, et considère l'ensemble des interactions, tant positives que négatives avec la Nature (Díaz et al. 2018).

Hackbart et collaborateurs (2017), en réalisant une analyse des expressions utilisées pour qualifier les services rendus à l’Homme par la Nature, montrent, sur un total de 18 413 articles analysés, que 72% des études ont utilisé le terme de SE, 11% celui de bénéfices environnementaux, 9% de services environnementaux et 9% d’autres termes.

Dans cette étude nous allons privilégier le terme de service écosystémique car les services qui nous intéressent en priorité sont ceux dont les impacts des perturbations anthropiques affectent la biodiversité, le fonctionnement des écosystèmes lacustres et le bien-être humain.

❖ Définir les services écosystémiques

Il y a une variabilité marquée des définitions des SE (un tableau présentant les 10 définitions des SE les plus utilisées dans la littérature est visible en Annexe 3-1). Elles prennent leurs racines dans l’un ou l’autre des champs disciplinaires qui s’intéressent actuellement à cette notion (Roche et al. 2016) et l’envisagent selon deux « philosophies » : Les SE sont soit directement assimilés aux avantages fournis par l’écosystème, soit associés aux attributs de

l’écosystème (par ex : facteurs biologiques, physiques, chimiques, caractéristiques inhérentes

à un écosystème) qui conduisent aux bénéfices (Nahlik et al. 2012).

Trois définitions sont généralement utilisées pour qualifier les services écosystémiques (SE) :

- “the conditions and processes through which natural ecosystems, and the species that make them up, sustain and fulfill human life” (Daily 1997)14

- “the benefits human populations derive, directly or indirectly, from ecosystem functions.”

(Costanza et al. 1997)15

- “the benefits people obtain from ecosystems” (MEA 2005)16

Cette dernière définition du Millennium Ecosystem Assessment (MEA) est la définition la plus communément utilisée. Elle possède une dimension plus intégrative que les deux premières (Fisher et al. 2008). Les définitions du MEA et de Costanza assimilent les SE aux avantages procurés par les écosystèmes tandis que celle de Daily considère que ce sont les conditions et

les processus écosystémiques (régulation de la qualité de l’eau) et les entités écosystémiques (eau potable) avec lesquelles les individus interagissent directement. Enfin, cette définition relie les SE aux caractéristiques écologiques et aux bénéficiaires, elle encourage ainsi la transdisciplinarité, et cette définition est simple, pouvant être comprise par le grand public. Les auteurs précisent toutefois que cette définition n’est pas encore opérationnelle mais est testée actuellement par plusieurs programmes nord-américains (Ringold et al. 2009).

14 _{Traduction : « Les conditions et processus à travers lesquels les écosystèmes Naturels, et les espèces qui les} composent, soutiennent et comblent la vie humaine »

15 _{Traduction : « Les bénéfices que les populations humaines dérivent, directement ou indirectement, des fonctions} des écosystèmes »

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processus naturels qui créent les avantages (Nahlik et al. 2012). On voit bien ici que les trois définitions ne sont pas forcément compatibles entre elles.

Dans le cadre de cette étude, nous considérerons la définition de Costanza qui assimile les SE aux avantages procurés par les écosystèmes, tout en permettant de considérer l’étude des fonctions écosystémiques qui conduisent à ces avantages. Les services représentent alors une interface entre les sous-systèmes biophysiques et socio-économiques, ce qui est cohérent avec notre objectif de modélisation du système lac-BV-société et le fait de considérer les impacts des pollutions sur le fonctionnement de l’écosystème lacustre et les bénéfices qui en son retirés. Les SE sont alors une production des interactions entre le lac et le BV et procurent des avantages à la société dont bénéficient les grands lacs.

❖ Approches d’évaluation des SE

Dans de nombreuses études, la caractérisation des services est déséquilibrée : selon Burkhard et collaborateurs (2012), elle s’effectue soit en privilégiant « la capacité des fonctions

écosystémiques et éléments biophysiques d’un écosystème à fournir un ou des services écosystémiques », que l’on appelle la fourniture en service, soit en privilégiant l'étude des « biens et services consommés ou utilisés à un lieu et un temps donné », que l'on appelle la demande en services. L’étude de la demande est principalement portée par les économistes

de l’environnement qui analysent les flux entre les SE et le système socio-économique et l'étude de la fourniture par les écologues qui analysent les flux entre le système naturel et les SE. De nombreuses méthodologies de caractérisation des SE peuvent être utilisées qui se rapprochent plus ou moins de l’une ou l’autre approche en fonction des orientations de recherches, des objectifs du projet, de l’écosystème considéré, des disciplines auxquelles sont rattachés les membres de l’équipe, du caractère participatif, des outils à disposition, du temps etc….

Notre approche dans cette étude est de réaliser une co-évaluation (ou approche intégrée d’évaluation) à la fois de la fourniture et de la demande en services et de leurs interactions, car elle permet véritablement d'assurer le lien entre les systèmes naturels et les sociétés humaines qui les utilisent et les gèrent (Amigues and Chevassus-au-louis 2011). Nous allons considérer également une troisième notion qui est celle de l’accessibilité aux SE. Cette notion est rarement mobilisée dans les études sur les SE (Ala-Hulkko et al. 2016), cependant elle est tout particulièrement importante à prendre en compte pour les grands lacs, du fait que la présence du plan d’eau engendre un aménagement territorial spécifique, avec notamment la difficulté de traverser un grand lac, hormis avec une embarcation et la présence de routes qui permettent d’en faire. Pour les grands lacs alpins, l’aménagement est enclavé entre les plans d’eau et les moyennes montagnes ce qui limitent l’étalement urbain et favorise l’urbanisation du littoral. Cette notion d’accessibilité est généralement mobilisée dans des approches de cartographie des SE (Burkhard and Maes 2017), nous souhaitons la compléter avec une approche socio-culturelle mettant en avant l’importance des pratiques, outils et techniques mobilisées pour « accéder aux SE » et en tirer profit (ex : l’utilisation d’appareil photo pour l’observation de la Nature, de filets, hameçons, embarcation pour les pêches, de stations de pompages pour extraire l’eau potable des lacs …). Ce faisant, il sera possible d’identifier les conflits pouvant résulter des difficultés d’accès à certains SE et d’appréhender les impacts des pollutions sur l’accessibilité. Par ailleurs, nombre de mesures de gestion visent à réguler l’accès aux SE en agissant sur les pratiques (ex : interdiction d’accès à certaines zones,

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limitation d’utilisation de certains moyens de pêche, coût d’entrée aux plages, etc.). Ainsi formalisée, l’accessibilité aux SE peut être définie comme « l’ensemble des possibilités

effectives pour les bénéficiaires de quitter la zone où ils se trouvent pour se rendre jusqu’aux SE et pour en tirer profit » ( d’après Lévy and Lussault 2013, Ala-Hulkko et al. 2016).

Il existe de nombreux outils permettant de caractériser les SE, généralement regroupés en trois types d'approches : les évaluations de la valeur biophysique des SE, qui consistent à caractériser la fourniture en SE par les écosystèmes, les évaluations de la valeur socio-

culturelle et les évaluations de la valeur économique qui permettent de caractériser la

demande en SE. La co-évaluation des SE cherche à évaluer les différents types de valeurs associées à un même SE au travers une complémentarité de ces différentes approches d'évaluations. Cette approche reflète ainsi à la fois la diversité des unités de mesures, des variables associées aux systèmes couplés Homme - Nature et la diversité des valeurs. Elle peut être tout particulièrement utile pour une mise en débat des enjeux de la conservation d'un écosystème entre acteurs et usagers.

Le choix des approches d'évaluation dépend des objectifs de l'étude des SE. Voici une liste (non exhaustive) de ces objectifs :

• Pour évaluer l'état et les tendances d'évolution des écosystèmes et des SE associés (ex : IPBES 2018c)

• Pour comparer la capacité de fourniture en SE des écosystèmes à la demande sociétale en SE. (ex : Wolff et al. 2017 )

• Pour identifier la valeur des capitaux naturels et des SE (ex : TEEB 2010) • Pour informer la gestion et la prise de décision (ex : IPBES 2018b)

• Pour comprendre et étudier le fonctionnement des relations Homme – Nature

Notre objectif est d’appliquer le concept de SE dans une approche rétrospective pour comprendre l’évolution de la fourniture et de la demande en SE des écosystèmes lacustres soumis aux pollutions. Plusieurs travaux mettent en avant le manque de considération des dynamiques temporelles dans les typologies (Chan et al., 2012; Johnston and Russell, 2011), les méthodes d’évaluation (Abson and Termansen 2011) et les évaluations elles-mêmes (TEEB 2010). On considère à ce jour que seuls 3% des papiers sur les SE se sont intéressés aux dynamiques temporelles (Rau et al. 2018). Cependant, les bénéfices rendus par les SE ne sont

pas invariants dans le temps (Fisher et al. 2008, de Groot et al. 2010, Andersson et al. 2015),

le niveau des SE peut répondre aux évolutions biophysiques et socio-économiques (Abson et al. 2014).

❖ Classifications des SE

Différentes classifications ont également été produites afin de rendre plus concret et plus opérationnel le concept de SE. Le MEA a opté pour une classification des SE en quatre catégories (Tableau 3-1) : (i) les services d’approvisionnement (produits agricoles, bois, eau potable, poissons, etc.), (ii) les services de régulation (climat, inondations, purification de l’eau, etc.), (iii) les services culturels (aspects esthétiques, religieux, récréatifs…), et (iv) les

services de soutien/support servant de base au fonctionnement des trois premières

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Tableau 3-1 : Définition des types de SE (MEA 2005)

Type de SE Définition

Approvisionnement

Produits issus des écosystèmes comme la nourriture, l’eau douce, le bois de feu, les fibres, produits biochimiques et ressources génétiques.

Culturel

Bénéfices immatériels que les hommes tirent des écosystèmes à travers l’enrichissement spirituel, le développement de la connaissance, la réflexion, le divertissement et les expériences de beauté écologique.

Régulation

Bénéfices issus de la régulation des processus des écosystèmes comme la régulation du climat, des maladies, de l’eau, l’épuration des eaux. Les services de régulation aident à maintenir la qualité de l’environnement dans les limites socialement désirées (Villamagna et al. 2013).

Support

Services nécessaires à l’octroi de tous les autres services fournis par les écosystèmes tels que la constitution des sols, le développement du cycle nutritionnel ou la production primaire.

Plus récemment, une classification globale et commune des SE est proposée à travers le projet

The Common International Classification of Ecosystem Services (CICES) afin de permettre

une exploitation et une comparaison plus faciles des données scientifiques. Cette classification est renouvelée régulièrement car le concept fait encore débat dans la sphère scientifique, et la dernière en date a été proposée en janvier 2018 (CICES 2018). La CICES (2018) reprend la classification du MEA (2005) et opte pour une classification des SE en trois

catégories ; les services de support et de régulation sont regroupés en une seule catégorie

afin d’éviter les doubles comptages dans les évaluations (ces SE sont liés pour la plupart aux mêmes fonctions écosystémiques et processus qui les sous-tendent). Les séparer en deux catégories distinctes augmente le risque de considérer deux fois le même service sous deux appellations différentes. Ceci étant, chaque écosystème pourrait posséder sa propre classification de services qu’il fournit.

Cette classification en trois ou quatre groupes est de très loin la plus utilisée, mais est aussi très critiquée pour trois raisons principales : (1) des confusions existent entre fonctions écosystémiques, SE de régulation et de support, (2) il est très difficile d’identifier quels sont les éléments paysagers à l’origine des SE culturels, d’autant plus que de nombreuses études (Blicharska et al. 2017) mettent en avant l’importance des structures anthropiques au sein des paysages, (3) la faible opérationnalité de ce modèle du fait des problèmes de double- comptage dans la quantification, notamment monétaire (Wallace 2007, Costanza 2008, Fisher and Turner 2008, Fisher et al. 2008, Amigues and Chevassus-au-louis 2011). Ces problèmes de

« double-comptage » entre services s’observent donc entre les SE support et de régulation, et

parfois entre les services de régulation et services d’approvisionnement ; les premiers participant activement à la fourniture des seconds. Aussi, certains services peuvent entrer dans plusieurs catégories et il n'est pas toujours évident de réaliser les bons choix : l’activité de pêche participe aux services d’approvisionnement en produits de la pêche, mais également aux services culturels liés aux activités récréatives si l'on considère la pêche de loisir. Ces auteurs concluent que cette classification possède un intérêt pédagogique, plutôt

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D’autres classifications ont donc été proposées. Costanza (2008) et Fisher et collaborateurs (2008) proposent deux autres catégorisations des services intéressantes pour l’étude des territoires lacustres. La première distingue les services selon leur lieu de production et d’utilisation, elle inclut cinq catégories (Figure 3-4). La seconde (Figure 3-5) repose sur la distinction économique entre biens publics et biens privés sur la base de deux critères classiques : celui d’exclusion (il est possible concrètement d’empêcher l’usage du service à certains) et celui de rivalité (l’usage par les uns restreint l’usage par les autres). Les biens et services sont « excluables » dans la mesure où les individus peuvent être exclus de leurs bénéfices. Par exemple : « je peux empêcher un tiers de consommer des produits que je cultive,

mais je ne peux empêcher un tiers de profiter des biens offerts par la Nature, comme le climat agréable, les poissons de haute mer ou les avantages esthétiques d’un lac ». Les biens et SE

peuvent ensuite être « rivaux » dans la mesure où un bénéficiaire doit « rivaliser » avec un ou d’autres pour en profiter. Une même ressource peut être placée, suite à des évolutions techniques ou des décisions politiques, dans l’une ou l’autre des quatre catégories. L’utilisation de cette grille pour classer les différents services, peut donc se révéler utile pour fonder une gestion durable et intégrée, soucieuse d’une juste répartition des bénéfices issus de ces services (Amigues and Chevassus-au-louis 2011). Cette classification peut être compatible avec des concepts et outils de la conservation : la classification pose la question de la solidarité écologique entre producteurs, exploitants des SE et bénéficiaires à différentes échelles (Mathevet et al. 2010, Amigues and Chevassus-au-louis 2011) ou encore la théorie

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Figure 3-4 : Classification des SE par relation spatiale entre la fourniture et la demande en SE (d'après Costanza 2008 et fisher et al. 2008, complété par des exemples relatifs aux lacs)

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Une dernière classification peut être intéressante pour la gestion est celle proposée par Roche et collaborateurs (2016). Celle-ci regroupe les SE suivant une logique de stocks-flux de ressources. Ainsi, ils distinguent :

Les stock-services, qui recouvrent en grande partie les biens pouvant être extraits de