Les conséquences écologiques et sociétales de la perte de biodiversité

Malgré les difficultés que pose la quantification globale de l'évolution de la biodiversité, il existe des preuves irréfutables des changements de la biodiversité au fil du temps, tant de façon naturelle que sous l'effet des pressions exercées par l'homme. Ce chapitre passe rapidement en revue certaines de ces preuves, suivies d'un résumé de la façon dont la biodiversité est susceptible d'évoluer dans un futur proche.

Ce chapitre présente les mesures de la biodiversité qui sont potentiellement utiles pour la recherche sur le fonctionnement et la stabilité de la biodiversité et des écosystèmes. Toutes les mesures permettant de quantifier la diversité taxonomique, la diversité phylogénétique et la diversité des traits fonctionnels sont formulées dans un cadre intégré de nombres de Hill (nombre effectif d'espèces) et de leurs généralisations. Ce cadre comprend également des mesures interprétables permettant d'évaluer la régularité de l'abondance des espèces.

L'écologie des écosystèmes, la sous-discipline de l'écologie qui adopte une approche écosystémique pour étudier la biosphère, cherche à comprendre comment l'énergie et les ressources circulent dans un système intégré, des composants abiotiques aux composants biotiques et inversement. Les écosystèmes sont façonnés non seulement par des facteurs abiotiques mais aussi par les espèces présentes dans et autour d'eux.

La théorie a permis de clarifier deux grands ensembles de processus qui sous-tendent les effets de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes, à savoir les effets de sélection et les effets de complémentarité. Dans les communautés multitrophiques, la biodiversité peut être caractérisée selon deux dimensions, à savoir la diversité horizontale (par exemple, la richesse en espèces au sein d'un niveau trophique) et la diversité verticale (par exemple, le nombre de niveaux trophiques).

Ce chapitre passe en revue le rôle joué par les expériences dans l'avancement des connaissances sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes (BEF). Dans les expériences BFE, la caractéristique déterminante est qu'une certaine mesure de la diversité – richesse spécifique, diversité fonctionnelle, etc. – est manipulée en tant que variable fixe indépendante, et les variables de réponse liées au fonctionnement des écosystèmes sont mesurées en tant que variables aléatoires dépendantes.

Ce chapitre passe en revue les progrès, les preuves et les défis permettant de comprendre les conséquences des changements de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes dans les données d'observation. Il examine à la fois les avantages et les défis liés aux données d'observation, car différents schémas d'analyse et considérations sont nécessaires pour l'inférence causale lorsqu'il n'est pas possible de réaliser des expériences de manipulation contrôlée, par exemple à des échelles spatiales plus grandes.

Ce chapitre passe en revue les nouvelles avancées théoriques et montre comment elles apportent à la fois une résolution au débat historique et une nouvelle perspective sur la stabilité écologique. La biodiversité est considérée comme fournissant l'équivalent biologique d'une assurance économique. La relation aire-invariabilité propose une approche continue de l'échelonnement spatial de la stabilité des écosystèmes.

Ce chapitre passe en revue les expériences sur les relations biodiversité-stabilité et résume leurs résultats. Les expériences menées dans les prairies constituent l'essentiel de la recherche expérimentale sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes (BFE). Les écosystèmes aquatiques diffèrent des écosystèmes terrestres à bien des égards, en partie à cause des différences de taille et de stœchiométrie des producteurs primaires entre les deux habitats.

Comprendre si la biodiversité préserve le fonctionnement des écosystèmes contre les fluctuations environnementales dans les écosystèmes naturels à des échelles spatiales plus grandes est devenu un défi majeur pour l'écologie moderne. Les communautés naturelles peuvent différer des communautés expérimentales de manière importante. Néanmoins, conformément à la théorie et aux résultats expérimentaux, la biodiversité de plusieurs niveaux trophiques est généralement associée à une grande stabilité de la production de biomasse.

Ce chapitre présente des exemples d'utilisation de la biodiversité pour accroître les services écosystémiques dans les écosystèmes gérés, en particulier la fourniture durable de services de production dans les écosystèmes agricoles et forestiers. Les occasions de gérer la diversité spécifique dans les agro-écosystèmes se présentent aussi bien dans les prairies que dans les cultures arables. La diversité à l'échelle de l'exploitation peut procurer de nombreux avantages écologiques et économiques.

Ce chapitre discute des relations biodiversité-santé qui sont soit ignorées, soit mal comprises, par la médecine et la biologie modernes travaillant sur les maladies infectieuses. Il discute d'abord du rôle central, mais insoupçonné, des parasites et des micro-organismes dans le fonctionnement, la stabilité et la résilience des écosystèmes. Il présente des exemples choisis aux interfaces entre écosystèmes, biodiversité et maladies infectieuses humaines.

Ce chapitre vise à clarifier ce qu'est l’évaluation économique et à fournir une brève introduction aux méthodes d’évaluation, en soulignant leurs applications et leurs limites. La biodiversité et de nombreux services écosystémiques sont des exemples de biens publics : tout le monde dans une zone géographique peut profiter de leurs avantages, et le fait que quelqu'un en profite ne réduit pas la capacité des autres à en profiter.

La compréhension des impacts du réchauffement climatique anthropique sur la végétation terrestre nécessite une compréhension de base de la façon dont les voies directes et indirectes – médiées par la biodiversité – du changement climatique impactent le fonctionnement des écosystèmes. La décomposition et la minéralisation de la litière végétale sont des éléments clés du cycle mondial du carbone et représentent des incertitudes majeures dans la relation climat-biodiversité.

La relation entre les sociétés humaines et la biodiversité est complexe : les sociétés humaines dépendent de la biodiversité, mais de nombreuses activités qui soutiennent les sociétés entraînent une perte de biodiversité. La biodiversité et les sociétés humaines sont liées par des rétroactions multicouches qui ont un impact sur la prise de décision, la production agricole, le bien-être, les groupes de revenus et la structure des écosystèmes. Les politiques doivent établir un lien entre les valeurs culturelles, les émotions, la santé, les moyens de subsistance et la biodiversité.

Ce chapitre examine deux stratégies de conservation très répandues, les zones protégées et la restauration écologique, tout en mentionnant brièvement quelques stratégies supplémentaires. Il explique comment la protection de la biodiversité peut également contribuer à protéger le fonctionnement et les services écosystémiques, et comment l'augmentation des niveaux de biodiversité dans les programmes de restauration peut accroître leur efficacité.