Les altérations des écosystèmes

Le texte suivant est un résumé d'une leçon que j'ai donnée dans une classe de lycée, enrichie de certains documents que j'ai recueillis lors de la préparation. Compte tenu de l'intérêt suscité par cette page, certainement inadéquate par rapport au sujet complexe qu'elle traite, j'ai ajouté des références bibliographiques mises à jour qui permettent d'ouvrir de nouvelles discussions sur les changements dans les écosystèmes, en particulier ceux causés par les activités humaines. J'ai pensé à aborder le sujet en évitant les tons forts et catastrophiques que l'on peut facilement trouver dans les médias : ceux qui cherchent à confirmer la fin du monde et l'extinction rapide de l'espèce humaine seront insatisfaits. L'approche se veut équilibrée et cherche à considérer systématiquement les résultats, parfois antithétiques, provenant de la communauté scientifique. Elle met également en évidence la question de la communication et de la perception, en suggérant quelques réflexions sur le rapport entre la recherche scientifique et les médias. Une première étape vers une analyse critique d'un système complexe non linéaire. Cette page présente une version réduite ; le texte complet et mis à jour est disponible dans la version Kindle.

1. Introduction

Au cours de ces dernières décennies, l'équilibre délicat des écosystèmes a subi de profondes modifications dues principalement à l'augmentation drastique des activités humaines, à l'échelle mondiale, régionale et locale. Le développement incrémental qui s'est manifesté depuis l'après-guerre à aujourd'hui a apporté, en plus de bénéfices indéniables, de nombreuses conséquences sur l'environnement, dont l'appauvrissement de la couche d'ozone et l'émission de nombreuses substances polluantes. Dans ce texte, utilisé lors d'un cours de géographie, nous concentrerons notre attention sur les modifications dans une perspective écosystémique, en laissant également de la place à la perception et à la communication de ce thème important.

La définition d'un écosystème nécessite des éléments conceptuels importants : l'énergie, la communauté biotique, les chaînes trophiques, les échanges de matière et d'énergie, l'extension et l'équilibre de l'écosystème. Ces éléments contribuent à élaborer un modèle qui permet de comprendre la structure complexe d'un écosystème. Sur la base de ce modèle, il est possible d'analyser les principales modifications qui le caractérisent. Lorsqu'on parle d'écosystème, il faut tout de suite préciser que les interconnexions vers l'extérieur sont nombreuses, avec d'autres écosystèmes et avec des systèmes peut-être encore plus complexes, comme le système climatique. Ce dernier a notamment acquis une visibilité considérable dans le paysage médiatique ces dernières années, jouant un rôle primordial dans l'analyse des transformations causées par les activités humaines. Dans le contexte des modifications des écosystèmes, nous accorderons une attention particulière à ce sujet, compte tenu de l'intérêt suscité et des difficultés analytiques objectives qu'il entraîne.

Au cours de la leçon, nous tenterons de répondre aux questions suivantes : qu'est-ce qu'un écosystème ? Quels en sont les principaux éléments ? Comment les activités humaines ont-elles influencé et influencent-elles les écosystèmes ? Comment les informations dans ce secteur si complexe des sciences naturelles sont-elles médiatisées et perçues ? Quel rôle peut jouer le modèle de développement durable ?

2. L'écosystème : une définition non linéaire

Le terme 'écosystème' a fait son apparition en format imprimé en 1935 grâce à Arthur George Tansley et son œuvre "The use and abuse of vegetational terms and concepts". Dans le volume, Tansley exprime pour la première fois certains concepts de base : les organismes font partie d'un système caractérisé par des relations entre des éléments biotiques et des ressources environnementales : "the fundamental concept appropriate to the biome considered together with all the effective inorganic factors of its environment is the ecosystem". Ces écosystèmes constituent de véritables unités de base de l'environnement naturel et sont de taille et de type variés.

En 1953, le biologiste américain Eugene Pleasants Odum publie un volume qui a marqué l'histoire des études universitaires dans cette discipline, intitulé "Fundamentals of Ecology". À l'intérieur, l'auteur reprend et développe le concept d'écosystème, qu'il définit comme une "unité qui comprend tous les organismes d'une zone donnée interagissant avec l'environnement physique de manière telle que le flux d'énergie conduit à une structure trophique bien définie, à une diversité biotique et à un recyclage de la matière au sein du système".

Au cours des décennies suivantes, d'autres définitions ont suivi, approfondissant les concepts de base. Certaines se concentrent exclusivement sur les composantes biotiques, assimilant l'écosystème à une série de réseaux trophiques. D'autres définitions ne prennent pas seulement en compte les réseaux trophiques, mais mettent également en évidence les composantes abiotiques comme les conditions physiques de l'environnement.

Pour mieux représenter la complexité d'un écosystème, il vaut la peine d'adopter une définition qui prend en compte conjointement les différentes composantes, biotiques et abiotiques, soulignant en même temps qu'il s'agit d'un système s'étendant sur une certaine portion de territoire, constitué d'un ensemble de relations entre des communautés vivantes qui interagissent entre elles (éléments biotiques) et avec l'environnement physique (éléments abiotiques), se développant dans une sorte d'équilibre qui change au fil du temps. C'est, en résumé, un système complexe non linéaire qui comprend, il est bon de le préciser, l'homme et les éléments anthropiques, ainsi que les interconnexions vers et à partir d'autres systèmes.

Exercice1

Tenter de créer un modèle d'un écosystème : identifiez les éléments clés et essayez de décrire les relations qui les unissent. S'agit-il d'un système simple ou complexe ? Énumérez quelques exemples de systèmes, en essayant de les classer selon leur degré de complexité.

3. L’écosystème: structure

L'énergie solaire est à la base de la composante biotique. Celle-ci, dans son ensemble, se comporte comme un organisme où toutes les formes de vie sont liées entre elles. Si même un seul élément venait à manquer, la physionomie de la communauté changerait en conséquence, adoptant une nouvelle organisation (biocénose).

La communauté biotique forme donc un ensemble de réseaux trophiques liés entre eux. Nous pouvons décomposer ce réseau en trois catégories d'éléments :

• Les producteurs, comme les végétaux qui élaborent des substances organiques à partir de substances minérales.
• Les consommateurs, qui se nourrissent directement ou indirectement des substances organiques fournies par les producteurs.
• Les décomposeurs, qui dégradent les organismes morts et les substances organiques pour les ramener à l'état minéral.

Dans un écosystème, nous avons différents flux de matière et d'énergie. Les plantes reçoivent de l'énergie solaire. Une partie de celle-ci n'est pas utilisée, l'autre permet la synthèse de matière organique. Seule une partie de cette masse est intégrée par les herbivores. L'autre partie est décomposée par les décomposeurs. Une partie de la matière intégrée par les herbivores (le reste est perdu sous forme d'excréments ou par la respiration) pourra ensuite être utilisée par les carnivores. Comme nous le voyons, des transferts d'énergie se produisent à chaque étape. Et à chaque étape correspondent également des pertes énergétiques importantes.

Il y a donc une relation circulaire qui rend manifeste l'organisation du réseau trophique. La biocénose peut être analysée en prenant en compte les éléments végétaux et animaux qui composent le réseau trophique, leurs relations et la capacité d'utiliser les composantes physiques de l'écosystème. Elle répond à deux principes :

1. Des composantes abiotiques variées et riches correspondent à de nombreuses communautés biotiques.
2. Si les conditions de vie deviennent plus difficiles, le nombre d'espèces diminue, mais chaque espèce comprend des populations plus importantes.

4. Les propriétés de l'écosystème

L'écosystème présente les propriétés suivantes (Vallega, 1995, p. 66) :

• C'est un véritable système, car les éléments qui le composent entretiennent des relations plus étroites que celles qui les relient à l'environnement externe (capacité interconnective).

• Il est composé d'éléments organiques (réseaux trophiques) et d'éléments inorganiques : hydrosphère : Le système eau-climat ; lithosphère : Interface terre-atmosphère ; Atmosphère : Le système énergie-atmosphère.

• Il possède sa propre organisation (biocénose).

• C'est une réalité dynamique en constante évolution.

• Il est capable de continuer à exercer ses fonctions même en présence d'impulsions externes (résilience).

Chaque écosystème présente un ou plusieurs habitats dont dépend la survie d'une espèce. La communauté biotique est constituée d'un nombre d'espèces, animales et végétales, très variable. Nous pouvons distinguer deux groupes principaux : Le premier est caractérisé par quelques espèces, chacune d'entre elles comptant un nombre élevé d'individus, au point de devenir des espèces dominantes. Le second est caractérisé par un nombre élevé d'espèces, chacune d'entre elles comptant un nombre réduit d'individus. Ce sont les espèces rares.

Exemple de diversité des espèces. Le diagramme concerne les écosystèmes marins : Eaux Basses Tropicales (EBT), Eaux Profondes (EP), eaux au-dessus de la Plateforme Continentale (PC), Eaux Basses Boréales (EBB), Estuaires Boréaux (EB). Sur l'axe des y est représenté le nombre d'espèces, sur l'axe des x le nombre d'individus qui appartiennent à l'ensemble des espèces. (Vallega, 1995)

Les facteurs qui influencent la dynamique de l'écosystème sont nombreux, tels que la présence ou l'absence de ressources en eau, de nourriture, le vent, la position, la température, l'exposition, la pédologie ou l'homme.

5. L'échelle géographique

Les écosystèmes peuvent être définis à diverses échelles géographiques. Par exemple, une forêt tropicale est un écosystème global qui s'étend de part et d'autre de l'équateur. À l'intérieur, elle se divise en écosystèmes où les aspects biotiques et abiotiques prennent des caractéristiques différentes. Dans ce cas, on parle d'écosystème en se référant à la fois à toute l'étendue de la forêt tropicale, et aux parties en lesquelles elle se décompose.

Hiérarchie spatiale des systèmes écologiques (Massa, 1999)

Classification de grands écosystèmes basée sur l'identification des biomes (Vallega, 1995):

• Forêt tropicale humide (Asie du sud-est, Afrique, Australie nord-orientale)
• Forêt tropicale avec saison sèche, forêt de mousson (Asie du sud-est)
• Grande forêt tempérée dans des régions à fortes précipitations (Australie orientale)
• Forêt de montagne tropicale humide
• Forêt tempérée à feuilles caduques (Est des États-Unis, Europe de l'Ouest)
• Forêt tempérée à feuilles persistantes
• Taïga (Amérique du Nord, Eurasie)
• Forêts naines
• Forêts d'acacias
• Formations arbustives en climat aride
• Forêt tempérée
• Couvertures arbustives
• Savane (Afrique, Amérique du Sud)
• Prairie et steppe (Eurasie, Nouvelle-Zélande)
• Forêt alpine
• Toundra arctique (Asie, Amérique du Nord)
• Désert tropical (Afrique du Nord, Asie mineure, Amérique du Sud occidentale)
• Désert tempéré chaud (Asie méridionale et centrale, Australie, Argentine)
• Désert avec broussailles (Ouest des États-Unis, Asie intérieure)
• Désert de montagne
• Marais
• Forêt dans les zones humides continentales (bassin de l'Amazone)
• Forêt dans les zones de contact entre eaux douces et eaux salées (sud-est des États-Unis)
• Forêt de mangroves (côtes et estuaires intertropicaux)
• Zone humide côtière
• Environnement marin pélagique
• Environnement marin benthique
• Côte rocheuse
• Côte sablonneuse
• Estuaire
• Lac
• Rivière

Créer des classifications et des typologies de grands écosystèmes ne présente pas de grandes difficultés. L'opération est plus difficile au niveau local.

6. Comment délimiter un écosystème ?

La géographie est une discipline qui se préoccupe souvent de délimiter un phénomène sur le territoire. Le problème est particulièrement complexe pour circonscrire un écosystème. Si nous adoptons une définition banale d'écosystème, comme par exemple une série de chaînes alimentaires, les frontières sont relativement simples à définir. Les difficultés augmentent si nous incluons également les autres composantes et les relations qui les caractérisent dans la définition de l'écosystème.

Exercice 2

Sur une feuille de papier, essayez de délimiter un parc naturel ou une réserve qui se trouve dans votre région : 1 - définir les principaux éléments de l'écosystème. 2 - quelles relations pouvons-nous mettre en évidence entre les éléments ? 3 - comment délimiter l'écosystème ? 4 - quels sont les éléments anthropiques qui caractérisent le parc ou ses limites ?

7. Les altérations de l'écosystème : un système évolutif

Face aux impulsions externes, les écosystèmes réagissent de différentes manières. La plupart répondent à ces sollicitations en modifiant une partie de leur organisation, faisant preuve de leurs capacités autopoïétiques (aptitude à réagir aux stimuli auxquels ils sont soumis).

Cependant, les impulsions provenant de l'extérieur peuvent être si intenses qu'elles remettent en question toute l'organisation de l'écosystème. Les composants biotiques se transforment et des parties des réseaux trophiques sont détruites. Le résultat est qu'un nouvel écosystème prend la place de celui qui a été modifié. Les capacités autopoïétiques ne suffisent pas et la morphogenèse, le changement structurel, intervient donc.

Le climax est la situation finale d'équilibre atteinte après un long processus de succession écologique.

Nous pouvons définir deux catégories principales d'impulsions externes : la première concerne les altérations causées par les activités humaines, la seconde par des altérations internes ou externes aux composants du système.

7.1. Les altérations de l'écosystème : altérations internes et externes au système

Trop souvent, on considère que la nature est synonyme d'équilibre, intrinsèquement positif. En réalité, de nombreux facteurs naturels internes et externes au système interviennent pour modifier l'état de l'écosystème : ils peuvent être des facteurs climatiques comme un apport énergétique modifié, la présence ou l'absence d'eau, l'augmentation ou la diminution de la température, de la lumière ou du vent. Ces éléments modifient de manière importante la structure de l'écosystème.

Il s'agit généralement de changements lents et constants, surtout en ce qui concerne la topographie et la pédologie. Cependant, des phénomènes naturels peuvent survenir qui provoquent des changements instantanés et brutaux, comme les inondations, les glissements de terrain, les éruptions volcaniques, les sécheresses, les ouragans.

Ci-dessous, quelques exemples de processus de perturbation avec une indication sommaire des effets possibles sur les biotopes et les espèces (Massa, 1999) :

• Cause : Tremblement de terre Effet : Glissements de terrain, éboulement, érosion, changement de substrat Changement des conditions environnementales : Changements de substrat, endommagement / destruction de la végétation Biotopes concernés (exemples) : Tous les biotopes dans les zones à grande énergie de relief Habitats générés (exemples) : Terrains ouverts, pentes abruptes Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces de terrains ouverts, espèces pionnières

• Cause : Avalanches Effet : Glissements de terrain, éboulement, érosion, changement de substrat Changement des conditions environnementales : Changements de substrat, endommagement / destruction de la végétation Biotopes concernés (exemples) : Tous les biotopes dans les zones à grande énergie de relief Habitats générés (exemples) : Terrains ouverts Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces de terrains ouverts, espèces pionnières

• Cause : Changement du niveau de la mer Effet : Inondation, assèchement Changement des conditions environnementales : Changement / variation d'humidité, onde de choc Biotopes concernés (exemples) : Côte Habitats générés (exemples) : Prés salés Biocénoses favorisées (exemples) : Biocénoses des prés salés

• Cause : Forte pluie / dépression Effet : Inondation Changement des conditions environnementales : Changement / variation d'humidité, onde de choc Biotopes concernés (exemples) : Rivières et torrents Habitats générés (exemples) : Bancs ouverts de sable et de gravier Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces de terrains ouverts, espèces pionnières

• Cause : Coup de foudre / auto-combustion Effet : Feu Changement des conditions environnementales : Minéralisation, augmentation de la lumière sur le sol Biotopes concernés (exemples) : Broussailles sèches et forêts Habitats générés (exemples) : Première surface ouverte sans végétation, puis une grande augmentation de plantes à fleurs Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces qui ont besoin de lumière, espèces de biotopes riches en nutriments, espèces de terrains ouverts, espèces pionnières

• Cause : Vent, tempêtes Effet : Chute d'arbres Changement des conditions environnementales : Endommagement / destruction de la végétation, augmentation de la lumière sur le sol Biotopes concernés (exemples) : Broussailles sèches et forêts Habitats générés (exemples) : Espaces ouverts riches en plantes à fleurs, bois mort debout (sec) et au sol (humide) Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces du bois mort, décomposeurs, espèces de terrains ouverts, espèces pionnières, espèces qui ont besoin de lumière

• Cause : Forte pluie et neige, avec gel Effet : Chute d'arbres (poids de la neige, glace) Changement des conditions environnementales : Endommagement / destruction de la végétation Biotopes concernés (exemples) : Broussailles sèches et forêts Habitats générés (exemples) : Bois mort debout (sec) et au sol (humide) Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces du bois mort, décomposeurs

• Cause : Gel intense en relation avec un changement du niveau de l'eau Effet : Formation de plaques de glace / en mouvement Changement des conditions environnementales : Endommagement / destruction de la végétation, fissures dans le sol Biotopes concernés (exemples) : Tous types de rives (lacs, mer) Habitats générés (exemples) : Terrains ouverts, pentes abruptes Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces de terrains ouverts

• Cause : Mega herbivores, fouisseurs Effet : Trace / empreinte, remblai, ouverture du sol Changement des conditions environnementales : Endommagement / destruction de la végétation, dépôt de matériel Biotopes concernés (exemples) : Broussailles et forêts, prairies Habitats générés (exemples) : Bois mort debout (sec) et au sol (humide), terrains ouverts Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces du bois mort, espèces de terrains ouverts, espèces pionnières, espèces qui ont besoin de lumière

• Cause : Castor Effet : Construction de barrages, changement du niveau de l'eau Changement des conditions environnementales : Inondation des zones proches de la rive, création d'eaux stagnantes et de zones de sédiments, ouverture de la végétation forestière près de l'eau courante Biotopes concernés (exemples) : Eaux courantes et zones inondables Habitats générés (exemples) : Bassins d'eau, eaux peu profondes, prairies humides, marécages, bois mort Biocénoses favorisées (exemples) : Espèces de prairies humides, marécages, eaux stagnantes et peu profondes, espèces du bois mort

• Causa: Calamité d'insectes Effet: Dommages causés par les insectes Changement des conditions environnementales: Détérioration/destruction de la végétation Biotopes concernés (exemples): Broussailles et forêts Habitats générés (exemples): Bois mort debout (sec) Biocénoses favorisées (exemples): Espèces de bois mort, espèces nécessitant de la lumière

Exercice 3

Énumérez quelques exemples d'éléments perturbateurs tirés de l'actualité, en précisant leur impact sur l'écosystème.

7.2. L'activité humaine

L'activité humaine représente une source importante d'altérations des écosystèmes à différentes échelles : de la globale à la locale. La présence de l'homme n'a pas seulement appauvri et dégradé, mais a permis la naissance de nouveaux écosystèmes, par exemple agricoles, viticoles et urbains. Une dernière altération, souvent oubliée, concerne la manipulation génétique : les biotechnologies sont un secteur qui a connu une forte croissance et qui manifeste des impacts croissants sur les écosystèmes agricoles et au-delà. Dans le texte qui suit, cet aspect ne sera pas approfondi, pour laisser place à une perspective traditionnelle.

Exercice 4

Proposez une liste des activités humaines qui - selon vos connaissances actuelles - ont un impact majeur sur les écosystèmes. Classez-les de la plus importante à la moins importante. À la fin, commentez le résultat obtenu avec les données suivantes, qui présentent les émissions totales de gaz à effet de serre, par secteurs.

Emissions come from many sectors: we need many solutions to decarbonize the economy
It is clear from this breakdown that a range of sectors and processes contribute to global emissions. This means there is no single or simple solution to tackle climate change. Focusing on electricity, or transport, or food, or deforestation alone is insufficient.
https://ourworldindata.org/emissions-by-sector#energy-electricity-heat-and-transport-73-2 

7.2.1. Les altérations à l'échelle mondiale

Dans l'ensemble, la société humaine joue un rôle croissant non seulement dans la dynamique des écosystèmes à l'échelle locale, mais aussi dans les cycles biogéochimiques à l'échelle planétaire. À l'échelle mondiale, nous pouvons définir trois modes principaux d'altération (Primack R.B., Carotenuto L., 2003) :

1. Surface terrestre : L'utilisation du sol et la demande de ressources ont transformé une part croissante de la surface des terres émergées. Les interventions peuvent être de différentes natures : destruction, fragmentation, pollution, exploitation, manipulation, transformation.
2. Cycle de l'azote : Chaque année, des activités comme la culture de plantes fixatrices d'azote, l'utilisation d'engrais azotés ou de combustibles fossiles libèrent dans les systèmes terrestres une quantité de composés azotés supérieure à celle libérée par les processus naturels.
3. Cycle du carbone atmosphérique : Selon certains auteurs, d'ici la moitié du XXIe siècle, l'utilisation des combustibles fossiles pourrait doubler la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Ces interventions ont entraîné une altération importante des habitats de nombreuses espèces, créant des problèmes potentiels pour leur survie. Au cours des dernières décennies, le nombre d'espèces menacées a augmenté : c'est une tendance à mettre en relation avec la population de référence, elle-même en augmentation, ce qui donne de bons espoirs pour l'avenir.

7.2.2. Croissance démographique

La base de diverses formes d'altération est l'augmentation de la population humaine et l'augmentation conséquente de la consommation des ressources naturelles. Jusqu'à il y a quelques siècles, la croissance de la population était lente et caractérisée par un cycle malthusien. Avec la propagation de la Révolution industrielle, la population humaine a accéléré sa croissance, augmentant par conséquent la soi-disant anthropomasse, au détriment de la phytomasse (la masse organique constituée du poids des organismes végétaux dans une certaine superficie).

De un milliard de personnes en 1850, nous sommes passés à deux milliards en 1930 et à six milliards en 1998. Les principales raisons de cette augmentation sont la forte diminution de la mortalité et un taux de natalité resté presque constant pendant le XXe siècle. Au début des années 2000, une décélération de la croissance a été enregistrée : selon les experts des Nations Unies, c'est le début d'une phase de stabilisation qui mènera à un équilibre. La population mondiale se stabilisera autour de 11 milliards d'ici 2100 (https://www.un.org/en/global-issues/population).

L'augmentation démographique a un impact important sur la consommation des ressources naturelles et les altérations des écosystèmes qui en résultent. Les grandes activités industrielles et commerciales sont responsables des impacts sur les écosystèmes locaux et mondiaux. Les carrières et les mines, la pêche industrielle, la déforestation, l'agriculture intensive, l'assainissement des zones humides, la construction de barrages, sont tous des exemples d'activités humaines liées au développement décrit ci-dessus.

Les évaluations des chercheurs ne vont cependant pas dans la direction redoutée dans les premières recherches démographiques menées dans les années 1960 et 1970, comme la publication très influente "La Bombe P" de Paul R. Ehrlich publiée en 1968. Les nouvelles technologies, associées à une utilisation plus efficace des ressources, ainsi que leur recyclage, permettent de rendre les impacts sur les écosystèmes de moins en moins brutaux. Il faut enfin considérer que l'amélioration généralisée des conditions de vie dans les pays qui enregistrent encore de forts taux de croissance démographique, entraîne un impact moindre sur les ressources naturelles (notamment la biomasse).

7.2.3. La dégradation

Même lorsqu'un écosystème n'est pas directement touché par une destruction ou une fragmentation évidente, les activités humaines peuvent jouer un rôle important sur sa structure spécifique et globale. Les biocénoses sont souvent endommagées par des facteurs externes, qui dans les premières phases du processus d'altération ne touchent pas les espèces dominantes et donc le dommage n'est pas immédiatement évident. Avec le temps, la composition et la structure de l'écosystème tendent à s'adapter aux nouvelles conditions déterminées par la dégradation de l'écosystème.

La forme la plus courante de dégradation est la pollution, principalement causée par les pesticides, les engrais synthétiques, les produits chimiques, les eaux de ruissellement, les effluents industriels, les installations urbaines, l'agriculture intensive, les gaz toxiques. Leur présence n'est pas toujours perceptible. Les effets de la pollution se répercutent sur le climat, la qualité de l'eau, de l'air et du sol, constituant une menace pour la biodiversité et un danger potentiel pour la santé humaine.

7.2.4. Les altérations à l'échelle locale

Au niveau local, les altérations se manifestent sur des écosystèmes bien définis : une forêt, un marais, une prairie. Les actions susceptibles de compromettre la stabilité d'un écosystème sont de nature variée : déforestation, assainissement des terres, agriculture, infrastructures touristiques ou développement de colonies. Dans ce dernier cas, le nombre et l'importance des interventions anthropiques ont conduit à la naissance d'un écosystème particulier : l'écosystème urbain. Le biotope est composé d'éléments physiques naturels et artificiels tels que les constructions, les réseaux de communication, les systèmes d'égouts,... La biocénose urbaine est l'association de tous les organismes qui vivent en relation dans le biotope urbain : population végétale (phytocénose), animale (zoocénose) et humaine (anthropocénose).

La principale particularité de ce système est la forte demande de ressources et d'énergie provenant de l'extérieur. Cela génère un certain nombre de problèmes :

• Forte empreinte écologique du système urbain, c'est-à-dire une forte incidence de cet ensemble spatial sur les autres écosystèmes locaux, régionaux et continentaux. La vie de l'homme en ville nécessite beaucoup d'énergie et de matière.
• Faible autonomie : l'anthropocénose ne parvient pas à se conserver sans apports extérieurs nouveaux et continus au système urbain.
• Métabolisme imparfait : le système produit une grande quantité de déchets, de résidus et d'émissions.

Exercice 5

Prenez une carte postale du début du vingtième siècle de votre ville : quelles considérations pouvez-vous en tirer par rapport à la situation actuelle ? Prenez une feuille et essayez de schématiser comment l'agglomération s'est développée spatialement. Dans un dernier schéma, imaginez à quoi ressemblera votre ville dans 50 ans.

8. Conclusion

La société modifie les structures et les potentiels des écosystèmes aux niveaux local et mondial : les altérations ont des impacts qui peuvent être positifs et négatifs, importants ou moins significatifs. L'analyse de l'impact global des activités humaines est un sujet difficile à traiter et nécessite l'intervention de plusieurs disciplines académiques. Il est préférable de se méfier des solutions simplistes rapportées par les médias et de garder à l'esprit que ce sujet est souvent biaisé par des préjugés et des post-vérités. Nous avons déjà de nombreux exemples de la manière dont les visions catastrophistes (ou idylliques) ne sont ni utiles ni appropriées : il vaut mieux se concentrer sur une approche documentée et solide, axée avant tout sur une gestion intelligente des ressources et une exploitation durable des écosystèmes, permettant un progrès aussi uniforme et digne que possible des communautés humaines. Le choix des sources est fondamental à cet égard, tant en ce qui concerne la qualité de la recherche menée qu'en ce qui concerne sa pertinence : disposer de données à jour dans ce contexte est absolument crucial.

À moyen et long terme, la stratégie adoptée par les médias et les groupes de pression visant à promouvoir les scénarios les plus sombres et les informations filtrées de manière unidirectionnelle risque d'être contre-productive, diminuant et invalidant la recherche et, plus généralement, la communauté scientifique.

Les "apocaholics" - les maniaques de l'apocalypse (le néologisme a été créé par Gary Alexander, qui se définit lui-même comme un "apocaholic" en voie de guérison) - profitent du pessimisme naturel de la nature humaine, du réactionnaire caché en chacun de nous. Pendant 200 ans, les pessimistes ont toujours fait la une des journaux, même si les optimistes ont eu raison beaucoup plus souvent. Les pessimistes archétypaux sont glorifiés, comblés d'honneurs, rarement remis en question et encore moins souvent confrontés à leurs erreurs passées. (Ridley, Matt. Un optimiste rationnel : Comment évolue la prospérité. Turin : Codice Edizioni, 2014)

Le problème se pose déjà au sein même de la filière académique : il est essentiel de respecter la méthodologie scientifique, même lorsqu'elle semble invalider ses propres thèses et, en un sens, aller à l'encontre de ses convictions les plus profondes. Les chercheurs et chercheuses doivent faire preuve de la plus grande rigueur dans la collecte, le traitement et la diffusion des données, et veiller à ce que les résultats publiés soient transparents, documentés et reproductibles. C'est là, vraiment, une garantie pour la survie de la communauté humaine : la science ne peut et ne doit pas devenir un outil de manipulation ou commercial ; elle ne doit pas non plus devenir l'otage du politiquement correct ou de visions unilatérales.

En conclusion, il est important de toujours prendre en compte que l'espèce humaine fait effectivement partie des systèmes naturels : la dichotomie homme-nature est l'un des récits possibles, mais pas nécessairement le plus pertinent. Faisant partie du système, elle interagit, crée, détruit, transforme l'énergie, les ressources et la matière comme aucune autre espèce ne peut le faire. Il est difficile de dire à quel point elle est actrice et en même temps victime des équilibres complexes, autopoïétiques, parfois tordus, dans lesquels elle est immergée.

L'homme peut regarder sereinement vers les futurs possibles : les scénarios post-apocalyptiques sont à confiner au cinéma. En regardant les nombreuses prévisions faites sur l'avenir, nous pouvons affirmer sans crainte que nous sommes peu doués pour cet exercice. L'analyse de l'avenir reste en effet une chimère ; y convergent nos désirs, nos peurs, nos perceptions, nos préjugés, notre imagination. Le résultat de ces analyses en dit beaucoup plus sur le présent que sur l'avenir.

Au cours des dernières décennies, de nombreux petits pas en avant ont été réalisés dans la politique environnementale et le développement social des communautés humaines. Il est juste d'apprécier ce qui a été bien fait, tout en élaborant des solutions aux nombreux problèmes qui touchent encore les différents pôles d'intérêt de la durabilité.

9. Lectures

9.1. Débat d'identité

Comme il s’agit d’identité, le débat identitaire entre la liberté et la durabilité est émotionnel. Les conflits deviennent tangibles dans le cas des biens de consommation à fortes émissions, à l’instar des voyages en avion, des voitures, de la viande ou du logement. La viande et les voitures seront bientôt aussi stigmatisées que le sont aujourd’hui la cigarette et l’avion. L’utilisation du numérique se voudra plus fortement écologique. Les équipements engloutissent énormément de matières premières rares et leur consommation d’énergie est considérable. Le streaming est particulièrement néfaste. Le streaming équivaut au nouveau trafic aérien.
Cachelin, Joël Luc. Culture 2040: tendances, potentiels, scénarios de promotion. Forum Kultur und Ökonomie. Basel: Christoph Merian Verlag, 2020.

9.2. L'agrosystème
Le binôme homme-environnement a toujours été caractérisé par une relation conflictuelle, accentuée surtout ces derniers siècles. Le développement et le progrès de la société humaine engendrent de nouvelles problématiques environnementales de plus en plus pressantes, dont la résolution est rarement aisée. L'homme fait partie intégrante de la nature, mais les stratégies qu'il met en œuvre pour résoudre les problèmes techniques ne doivent pas mettre en péril la vie sur Terre.

L'agrosystème est un écosystème particulier. L'activité agricole humaine se substitue à l'action des agents naturels. Chaque intervention technique vise à atteindre le profit maximal, plutôt que de maintenir l'équilibre entre les multiples facteurs qui caractérisent un écosystème. L'agriculteur moderne utilise les espèces végétales les plus productives, effectue des interventions agronomiques (travail du sol, fertilisation, interventions phytosanitaires) uniquement pour accroître la productivité du sol, souvent au détriment des caractéristiques chimico-physiques du sol cultivable.

Les principaux facteurs qui caractérisent l'agrosystème sont décrits ci-dessous.

1. Faible nombre d'espèces présentes : par rapport à l'écosystème naturel, où cohabitent de nombreuses espèces végétales, l'agrosystème est moins complexe. Le nombre d'espèces cultivées est inférieur à celui que l'on trouve dans l'écosystème. Souvent, l'agriculteur oriente toutes ses actions uniquement vers la production, en décidant de cultiver exclusivement les espèces les plus productives à haut rendement. En Italie, par exemple, dans les zones de plaine, la monoculture du maïs a remplacé dans les années 1970 les prairies et les herbages. Cette simplification n'est pas une pratique écologique positive, car elle empêche l'autorégulation des facteurs naturels : la plante cultivée n'entre pas en relation symbiotique avec les autres formes de vie. La monoculture est possible tant qu'aucun agent externe n'intervient (comme des parasites animaux et végétaux difficilement contrôlables) pour perturber l'équilibre précaire du système plante-sol ; ainsi, une forte infestation d'insectes parasites, tels que la pyrale du maïs, peut entraîner d'importantes pertes de production.

2. Récolte des productions (biomasse) : la récolte des produits est fondamentale d'un point de vue économique, mais elle devient un facteur déstabilisant pour l'équilibre naturel. L'enlèvement soudain de la biomasse entraîne la rupture du cycle de la matière organique dans le sol. Pour cette raison, le sol s'appauvrit rapidement et, dans de nombreux cas, devient stérile. Le système plante-sol est un système ouvert : sa capacité à continuer à produire dépend presque entièrement de l'apport externe d'éléments nutritifs.

3. Demande énergétique élevée : alors que la seule source d'énergie dans l'écosystème est le soleil, l'agrosystème enregistre d'importants apports énergétiques extérieurs au système lui-même. Dans de nombreux cas, le bilan entre l'énergie obtenue par les cultures et celle utilisée par l'industrie opérant dans le secteur agricole (production de tracteurs, d'engrais, d'herbicides et autres) est négatif. Il s'agit là d'un point faible de l'agriculture intensive, pour laquelle il est nécessaire d'utiliser de plus en plus d'énergie pour maintenir une production constante. À long terme, ce déséquilibre entraîne des conséquences économiques négatives et des problèmes environnementaux.

Agriculture et environnement

70% de la population mondiale est constituée d'agriculteurs : dans les pays pauvres, à l'opposé de ce qui se passe dans les pays industrialisés, le nombre de travailleurs agricoles est en forte augmentation. Malgré le grand nombre de travailleurs, la production agricole mondiale ne suffit pas à satisfaire les besoins nutritionnels de la population de la planète, qui est en forte croissance. La faim dans le monde est un gros problème. Le secteur agricole est appelé à augmenter la production destinée à l'alimentation humaine. De nombreuses stratégies ont été mises en œuvre et de multiples plans de révolution verte ont été proposés pour résoudre le problème. Aucune résolution semble cependant avoir été couronnée de succès.

Les premières grandes œuvres de remise en état du sol réalisées au XIIe siècle, principalement par des ordres monastiques (les moines cisterciens installés au XIIIe siècle à Morimondo, en Lombardie, ont assaini la vallée du Tessin et conçu les "marcites", un type particulier de prairie sur laquelle circule en continu un mince voile d'eau), les interventions d'aménagement du territoire (les terrasses de la région des Cinque Terre en Ligurie), la création en montagne de pâturages d'altitude et d'autres types d'interventions ont certainement contribué à accroître la production agricole, à consolider de manière définitive la relation fonctionnelle entre l'agriculture et le territoire, mais aussi à modifier profondément les caractéristiques de l'environnement naturel préexistant.

Initialement, ces interventions étaient limitées, ce qui a entraîné une interaction stable et assez équilibrée avec l'environnement environnant. Ensuite, les nouveaux systèmes de culture se sont progressivement développés : l'activité agricole a créé de nouveaux environnements hautement productifs mais en équilibre écologique précaire, qui s'est progressivement détérioré, surtout au cours des dernières décennies, à tel point que si par le passé l'agriculture était considérée comme la seule "maîtresse de l'écologie", aujourd'hui elle est considérée comme l'une des principales causes de la dégradation de l'environnement. Les causes sont principalement imputables à l'utilisation indiscriminée de composés chimiques de synthèse (engrais, herbicides, pesticides), à la déforestation et aux travaux mécaniques réalisés de manière incorrecte. Les dommages dus à la pollution agricole ont été constatés même dans les zones où l'agriculture n'est pas pratiquée (la pollution des glaces des calottes polaires, des eaux douces, des mers et des océans).

Basé sur Cavalli, P. 318-320

9.3. Nature et anthropocène

Actuellement, l'Homme utilise la moitié de la planète pour vivre, cultiver les terres et faire paître leurs animaux. En additionnant tous les humains, on pèserait 10 fois que ce que pèsent tous les autres mammifères réunis. On a construit des chemins dans les forêts. On a ajouté des particules de plastique dans le sable des océans. On a changé la composition chimique des terres avec les engrais. Et bien sûr, on a changé la composition de l'air. Quand vous respirez, vous inhalez 42 % de CO2 de plus que si vous respiriez en 1750. Tous ces changements, et bien d'autres, sont maintenant parfois rassemblés sous la notion « d'Anthropocène. » C'est un terme que les géologues suggèrent de donner à notre époque actuelle, à cause de l'influence de l'homme sur la nature. C'est juste une idée, mais c'est utile pour réfléchir à la dimension de l'influence humaine sur la planète.

 

9.4. Ressources hydriques

Juste au-delà du petit lac se trouvait un sentier secondaire, le Garvey Springs Trail, qui descendait abruptement jusqu'à une vieille route goudronnée longeant la rivière, juste en dessous d'un endroit appelé Tocks Island, et qui m'aurait ramené, après un large et paisible détour, jusqu'au centre d'information où j'avais laissé ma voiture. La distance à parcourir était de six kilomètres et l'air devenait de plus en plus chaud, mais la route était ombragée et calme - en environ une heure, je n'ai croisé que trois voitures - donc la promenade s'est avérée assez agréable et riche en vues reposantes de la rivière au milieu de prairies verdoyantes. Selon les normes américaines, le Delaware n'est pas une rivière particulièrement imposante, mais il possède une caractéristique qui le rend presque unique : c'est le dernier cours d'eau d'une certaine importance qui est resté complètement intact. Le fait qu'une rivière coule comme la nature l'a prévu pourrait sembler une vertu inestimable. En réalité, dans ce cas, le manque d'intervention humaine entraîne des inondations continues et désastreuses. Celle de 1955 est depuis lors rappelée comme "la grande inondation". En août de cette année-là, ironiquement au sommet de l'une des pires sécheresses de ces dernières décennies, deux ouragans ont frappé successivement la Caroline du Nord, bouleversant le climat de toute la côte est. D'abord, près de trente centimètres de pluie sont tombés en deux jours sur toute la vallée du Delaware. Six jours plus tard, vingt-cinq centimètres de plus sont tombés en moins de vingt-quatre heures. À Camp Davis, une colonie de vacances, quarante-six personnes, principalement des femmes et des enfants, ont cherché refuge contre l'eau montante dans le bâtiment principal. Au fur et à mesure que le niveau de l'eau montait, ils ont déménagé aux étages supérieurs, puis au grenier, puis sur le toit, en vain. À un moment indéterminé de la nuit, un mur d'eau de neuf mètres de haut s'est abattu en rugissant sur le bâtiment, le balayant littéralement. Incroyablement, neuf personnes ont réussi à survivre. Ailleurs, des ponts ont été emportés et des villes riveraines ont été inondées. Avant que la journée ne se termine, le Delaware avait augmenté de treize mètres. Lorsque les eaux ont enfin commencé à se retirer, quatre cents personnes avaient perdu la vie et toute la vallée du Delaware était dévastée.

Dans ce chaos de boue, l'armée est arrivée avec le projet de construire un barrage à Tocks Island, très près de l'endroit où je marchais. Selon les plans, le barrage non seulement aurait maîtrisé la rivière, mais aurait également permis la création d'un nouveau parc national, au cœur duquel un lac récréatif de près de soixante-cinq kilomètres aurait été créé. Huit mille résidents ont été évacués, et l'opération a été menée de manière assez approximative. Un des évacués était aveugle, et de nombreux agriculteurs ont vendu leurs propriétés seulement en partie, de sorte qu'ils se sont retrouvés avec soit de la terre sans ferme, soit des fermes sans terre à cultiver. Une femme, dont les ancêtres avaient cultivé cette région depuis le XIXe siècle, a dû être littéralement soulevée et traînée hors de chez elle en hurlant et en se débattant, pour le plaisir des photographes et des opérateurs de télévision.

Le fait est que les ingénieurs de l'Armée américaine ne construisent pas les choses très bien. Un barrage construit sur la rivière Missouri, dans le Nebraska, s'est ensablé de manière si catastrophique qu'une infiltration boueuse a commencé à se déverser dans la ville de Niobrara, rendant nécessaire à un certain moment l'évacuation permanente. Un autre barrage dans l'Idaho a cédé, heureusement dans une zone inhabitée et après quelques signaux d'avertissement. Malgré tout cela, plusieurs petits villages ont été balayés et onze personnes sont mortes. Et nous parlons de barrages plutôt petits. Le barrage de Tocks Island aurait contenu l'un des plus grands réservoirs artificiels du monde, avec soixante-cinq kilomètres d'eau derrière lui. Plus en aval, il y avait quatre grandes villes - Trenton, Camden, Wilmington et Philadelphie - ainsi que de nombreuses petites villes. Une catastrophe sur le Delaware aurait été une véritable tragédie pour toutes ces villes.

Et voilà que le corps des ingénieurs de l'armée se met à concevoir légèrement le fait de retenir des milliards de litres d'eau du dépôt glaciaire notoirement instable. Sans tenir compte de toutes les préoccupations environnementales soulevées par le projet, notamment le fait que les niveaux de salinité sous le barrage augmenteraient de manière catastrophique, détruisant l'écologie sous-jacente, sans parler des huîtres inestimables de la baie du Delaware.

En 1992, après des années de protestations croissantes venant de bien au-delà de la vallée du Delaware, le projet fut enfin abandonné, mais à ce stade, des villages entiers et des fermes avaient déjà été détruits. Une belle et paisible vallée agricole qui avait été pratiquement intacte pendant deux siècles était désormais perdue à jamais. "Un avantage du projet", souligne le guide de l'Appalachian Trail à New York et au New Jersey, "a été que les terres acquises par le gouvernement fédéral pour la zone de loisirs ont servi à garantir à la piste une sorte de couloir protégé".

Pour être honnête, je commençais vraiment à en avoir assez de cette histoire. Je comprends que l'Appalachian Trail devrait être une expérience de contact avec la nature et je suis d'accord sur le fait qu'il y a de nombreux endroits où ce serait une aberration que les choses soient différentes, mais parfois, comme dans ce cas, l'Appalachian Trail Conference me semble un peu trop phobique vis-à-vis des contacts humains. Personnellement, j'aurais été tout à fait heureux de marcher entre les fermes et les hameaux, plutôt que de traverser un "couloir protégé" silencieux.

Tout cela doit sûrement avoir quelque chose à voir avec l'impulsion innée américaine de dompter et d'exploiter la nature pour ce qu'elle a à offrir, mais l'attitude de l'Amérique envers le paysage, quelle que soit la façon dont on le considère, est vraiment bizarre, à mon avis. Je ne pouvais m'empêcher de comparer mon expérience avec une autre que j'avais eue trois ou quatre ans auparavant au Luxembourg, où j'avais fait une randonnée avec mon fils pour le compte d'un magazine. Le Luxembourg est un endroit beaucoup plus agréable à parcourir à pied que ce que l'on pense généralement. Il y a beaucoup de forêts, mais aussi des châteaux, des fermes, des villages perchés et des vallées sinueuses : tout le répertoire habituel européen, pour ainsi dire. Les sentiers que nous avons suivis passaient pendant longtemps à travers une végétation dense, mais de temps en temps, ils émergeaient des arbres à intervalles réguliers pour nous conduire sur des routes larges et ensoleillées, bordées de clôtures, de champs cultivés et de fermes. Partout où nous étions, nous pouvions toujours rejoindre un boulanger ou un bureau de poste, entendre le tintement d'une cloche à l'entrée d'un magasin et écouter des conversations que nous ne comprenions pas. Nous dormions toutes les nuits dans une auberge et mangions dans un restaurant en compagnie d'autres personnes. Nous avons ainsi eu une idée complète du Luxembourg, pas seulement de ses arbres. Ce fut une expérience fabuleuse, et cela l'a été parce que le paysage était merveilleusement compact, un tout sans couture apparente.

Basé sur Bryson, P. 223-227

 

9.5. Équilibres et perceptions

Lorsqu'une population ne croît pas pendant une longue période et que la courbe démographique est plate, cela signifie que chaque génération de nouveaux parents a la même taille que la précédente. Jusqu'en 1800, la courbe démographique est restée presque plate pendant des millénaires. Avez-vous déjà entendu dire qu'autrefois les êtres humains vivaient en harmonie avec la nature ?

Eh bien, oui, il y avait un équilibre, mais s'il vous plaît, enlevez vos lunettes roses. Jusqu'en 1800, les femmes avaient en moyenne 6 enfants. Donc la population aurait dû augmenter à chaque génération. Au lieu de cela, elle est restée à peu près stable. Vous vous souvenez des squelettes d'enfants dans les anciens cimetières ? En moyenne, quatre enfants sur six mouraient avant de devenir parents à leur tour, ne laissant que deux enfants survivants pour créer la génération suivante. Il y avait un équilibre, mais il ne s'agissait pas du fait que les êtres humains vivaient en harmonie avec la nature. Plutôt, ils mouraient en équilibre avec elle. C'était absolument brutal et tragique.

Aujourd'hui, l'humanité atteint à nouveau un équilibre. Le nombre de parents n'augmente plus. Cependant, cette situation est très différente de celle d'autrefois. L'équilibre actuel est agréable : les parents ont en moyenne deux enfants, et aucun des deux ne meurt. Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, nous vivons en équilibre.

Basé sur Rosling, 2018

Dans le court texte de Rosling, un thème récurrent est introduit : celui de la perception et du rôle informatif des médias. Pour rester sur le sujet des altérations des écosystèmes, l'un des chapitres les plus présents dans les médias mondiaux concerne le réchauffement climatique. D'un côté, les médias rapportent une donnée scientifique, mais de l'autre, ils le font avec une emphase toute particulière.

Exercice 6 

Regardez le premier graphique et commentez-le en classe. Si vous étiez un journaliste, quel titre donneriez-vous à l'article accompagnant cette image ? Avez-vous déjà rencontré des titres ou des graphiques similaires dans les médias ? Maintenant, regardez le deuxième graphique et répétez les activités proposées pour le premier graphique. Rappelez-vous que les deux graphiques sont corrects, seule l'échelle temporelle diffère.

 

10. Sources

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