Approche et indicateurs écosystémiques

Auteurs : Marieke D'ARGENT, Patrick ASTRUCH, Mélanie CABRAL, Thomas SCHOHN, Bruno BELLONI, ( GIS Posidonie )

Note : Les termes soulignés dans le récit renvoient à des pages qui vous permettront d'en savoir davantage concernant une thématique spécifique ; cliquez si vous êtes curieux !

Trois, quatre ou cinq étoiles, statistiques et sondages, notes et résultats : le chiffre occupe une place prépondérante dans notre quotidien. Et pour cause ! Un grand nombre d’avis positifs constitue désormais une garantie de qualité pour nos futurs choix, visites ou achats. L'évaluation de la qualité de l'environnement n'échappe pas à cette règle, au travers de  différentes directives. 

Vous êtes-vous déjà demandé quelle note méritait tel milieu naturel en termes de qualité ? 

Estimer l’état de santé ou la qualité d’un écosystème par l'application d’un indice, c’est loin d’être aussi simple que de laisser un avis Google, mais c’est possible ! Et c'est justement le principe de l'indicateur EBQI (Ecosystem-Based Quality Index, ou indice de qualité basé sur l'écosystème), un indice basé sur une approche écosystémique, destiné à servir d'outil pour une gestion durable et cohérente des milieux marins méditerranéens.

Mais avant de se pencher plus précisément sur le fonctionnement même de cet indice, intéressons-nous en premier lieu au concept-même de l'approche écosystémique.

Tout d’abord, revenons rapidement sur la définition d’un écosystème.

Il s'agit d'un ensemble formé par un biotope (= environnement physique, géographique) aux paramètres spécifiques (géologie, température, climat), et une biocénose (= ensemble des êtres vivants interagissant entre eux : végétaux, animaux, micro-organismes, êtres humains).

Plusieurs types de relations co-existent au sein d'un écosystème :

• Les relations dites interspécifiques, telles que le parasitisme ou la symbiose, reliant des organismes d'espèces différentes entre eux ;
• Les relations dites intraspécifiques, ayant lieu au sein-même d'une espèce, telles que la reproduction ;
• Les relations existantes entre les organismes et leur habitat.

Par définition, l’équilibre de ce système est donc basé sur ses composantes, et les flux d’énergies et de matières entre elles.

À titre d’exemple, le rayonnement solaire constitue la source primaire d'énergie. Cette énergie est alors convertie en énergie chimique par les organismes photosynthétiques, eux-mêmes consommés par des organismes plus gros.

Les relations trophiques (de nature alimentaire) ayant lieu au sein de la chaine trophique, représentent l’un des principaux flux au sein des écosystèmes.

Des pressions d’ordres naturel et anthropique (anomalie thermique, fréquentation, pollution, espèces exotiques envahissantes, abrasion mécanique des fonds, eutrophisation, etc.), peuvent influer sur les écosystèmes et leurs composantes. Ainsi, observer les réactions de certains organismes (espèces ou groupes d’espèces) permet d’estimer les conséquences de ces pressions et l’état de santé général du milieu. En réponse aux pressions, certaines espèces, qualifiées de bio-indicatrices, peuvent en effet présenter des changements notables de leur densité, leurs comportements, leur physiologie, leur biochimie, etc.

Toutefois, se focaliser sur une seule ou quelques espèces indicatrices pour évaluer l'état d’un écosystème entier ne fournirait qu'une information partielle ; cela reflèterait davantage l’état de cette ou ces espèces, plutôt que l’état de santé global du milieu. Il est donc important de prendre un compte plusieurs espèces ou groupes d'espèces et leurs relations, pour avoir une estimation la plus juste possible ; cette démarche est qualifiée d'approche écosystémique.

Ce changement d'échelle constitue l'un des piliers de la  Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin  (DCSMM). Véritable stratégie de gestion intégrée de l'environnement, l'approche écosystémique a pour objectif la conservation de l'environnement, tout en bénéficiant de ses services. Cela revient à appliquer les grands principes des politiques durables, en articulant la préservation de l'environnement au développement économique et au bien-être humain. L'Homme peut être défini comme une espèce clé et ingénieure, et doit donc ainsi trouver une place compatible avec la conservation des autres compartiments de l'écosystème.

En tant que bénéficiaire associé, le  GIS Posidonie  mène et contribue à plusieurs actions dans ce programme, à savoir :

• Établir une stratégie et définir des méthodologies d'évaluation de l'état de conservation des habitats d'intérêt communautaire
• Mettre en œuvre le plan de renforcement de capacité : (ateliers de formation de gestionnaires d'aires marines protégées à l'approche écosystémique)
• Faire évoluer les pratiques par l'analyse des pressions sur les habitats naturels
• Animer une plateforme technique internationale sur les habitats marins Natura 2000 (organisation d'un colloque international sur la gestion écosystémique, co-organisation d'un séminaire transfrontalier sur les évaluations et la gestion des habitats profonds).
• Évaluer l'état de conservation des habitats d'intérêt communautaire.

Le principe de l’EBQI est donc de prendre en compte les principaux compartiments fonctionnels d'un écosystème en les évaluant à partir d'un certain nombre de paramètres simples.

On pourrait presque comparer l’EBQI à une recette : il permet de déterminer quels sont les ingrédients, en quelles proportions, avec quel degré de confiance vis-à-vis de leur provenance, et quels sont ceux dont on pourrait améliorer le goût pour perfectionner celui du plat final. 

Mais l'EBQI va plus loin qu'une évaluation environnementale, puisqu'il cherche aussi à répondre à la problématique suivante :

Comment concilier l’expertise scientifique à une collecte significative de données sur le terrain ?

Autrement dit, comment optimiser le travail de terrain pour le gestionnaire, sans perte d’informations pour l’obtention de résultats significatifs ?

Plusieurs ateliers de formations auprès des gestionnaires de l'environnement ont déjà eu lieu dans le cadre du LIFE Marha, et d'autres sont encore à prévoir jusqu'en 2024. Outre leurs aspects théoriques et pratiques, ces formations sont également l'occasion pour les gestionnaires de faire part de leurs retours (faisabilité/praticité des collectes de données notamment).

Alors un EBQI, comment ça se calcule ?

Une fois que les compartiments fonctionnels, leurs paramètres et l'indice de confiance final sont définis, il devient alors possible de calculer l'EBQI. Pour cela, tous les statuts pondérés de tous les compartiments étudiés sont additionnés ; cette somme est ensuite divisée par la somme maximale réalisable. Par convention ce rapport est converti en note sur 10.

On obtient une valeur d'EBQI comprise entre 0 et 10, associée à un IDC, qui permet de connaître l'état général d'un écosystème, et de comprendre sur quels compartiments agir en particulier. Il devient alors possible d'établir un lien entre l'état d'un compartiment avec une ou plusieurs pressions, facilitant ainsi une gestion adaptée et efficace du milieu.

Par exemple, si les compartiments relatifs au peuplement de poissons sont catégorisés comme mauvais (faible biomasse* de piscivores), on peut supposer qu'il existe une pression de pêche. Dans ce contexte, des mesures de régulation de la pêche pourraient être envisagées.

 _{*masse d'êtres vivants présents dans un écosystème} 

À ce jour, dans le cadre du LIFE Marha, l'EBQI est mis en œuvre sur 4 écosystèmes méditerranéens majeurs : l'herbier à Posidonia oceanica, les algues infralittorales, le coralligène et les grottes sous-marines.

Note : faites défiler latéralement le compartiment ci-dessous pour mieux découvrir ces milieux.

Entre 2014 et 2023, 300 évaluations EBQI ont été collectées en Méditerranée française sur l'herbier de posidonie, la roche infralittorale à algues photophiles et le coralligène. Le GIS Posidonie a réalisé ou contribué à plus de la moitié d'entre eux. La source de ces données est variée. Majoritairement des données originales acquises par le GIS Posidonie et le MIO quelques évaluations par des bureaux d’études ainsi que par des gestionnaires.

Entre 2019 et 2021, le GIS Posidonie a pu former les agents du Parc naturel marin du Golfe du Lion (PNMGL) et de la Réserve Naturelle Marine de Cerbère-Banyuls (RNMCB) à l’application de l’EBQI.

Le PNMGL s’étend sur une superficie de 400 000 ha ; la RNMCB, au sein du Parc, correspond à une réserve intégrale de 65 ha, entourée par 600 ha de réserve dite partielle, dans laquelle les activités sont régulées voire interdites.

La formation des agents a eu lieu en trois temps : - une première phase d’initiation théorique et pratique à l’approche écosystémique et aux protocoles EBQI (juin 2019) ; - une deuxième étape de présentation de la base de données aux gestionnaires, sous la forme d’une rencontre en visio (2020) ; - la troisième étape consistait en une nouvelle formation, axée sur les difficultés rencontrées par les gestionnaires concernant quelques descripteurs particuliers notamment sur le coralligène (2021).

À l’issue de cela, les agents étaient aptes à collecter les données et calculer l’EBQI pour trois écosystèmes (herbier à Posidonia oceanica, roche infralittorale à algues photophiles, coralligène).

Globalement, les sites échantillonnés en-dehors de la Réserve marine arboraient un statut médiocre ou intermédiaire, en partie lié à une faible biomasse de poissons carnivores et piscivores. L’EBQI met donc en avant l’efficacité de l’effet réserve de la RNMCB. À titre d’illustration, la biomasse** en poissons est plus importante au sein de la réserve, la pression de prédation sur les oursins serait donc plus intense qu’en-dehors de la Réserve. Ce constat montre une fois de plus l’intérêt de la conservation et des Aires Marines Protégées pour le maintien de la qualité des écosystèmes. Les données acquises par le PNMGL et la RNMCB sont d’ailleurs directement exploitées dans le cadre du projet d’extension de la réserve.

 ^{**Quantité (masse) d'organismes animaux ou végétaux vivant dans un écosystème donné.} 

La prochaine étape est d'établir l'incidence des pressions anthropiques sur la qualité des écosystèmes. Cependant, les connaissances sont partielles concernant :

• la capacité de charge des écosystèmes : seuil limite à partir duquel un bien ou un service écologique se dégrade ;
• leur résistance : soit leur capacité à résister à de petites perturbations au cours du temps ;
• leur résilience : soit leur capacité à récupérer après une forte perturbation.

Certains milieux peuvent être très résilients, mais peu résistants face à une perturbation donnée. D'autres présentent à la fois de faibles résistance et résilience, à l'instar de l'herbier de posidonie. En effet, face à  la pression induite par le mouillage , l'herbier de posidonie est peu résistant puisque l'action des ancres sur le fond peut entraîner des dégradations des faisceaux de feuilles et des rhizomes. De plus, même lorsque les pressions sont supprimées, la très lente croissance horizontale de l'herbier (environ 3 cm/an) induit une résilience et un potentiel de recolonisation très faible.

Dans le cadre de Marha, l'objectif est de tester et d'améliorer les méthodes d'application de l'EBQI ; en ce sens, les retours des gestionnaires sont précieux, puisqu'ils permettent d'identifier des pistes d'amélioration. L'objectif principal est de proposer des indicateurs opérationnels (simples et rapides à mettre en œuvre), pour un déploiement adopté à une plus grande échelle. L'intérêt est de fournir un outil d'aide à la décision pour la gestion des habitats marins, à l'échelle de l'aire marine protégée et de la façade méditerranéenne française.

Par ailleurs, les indicateurs EBQI ont été développés dans le contexte de la Méditerranée nord-occidentale. Il serait intéressant de développer ces méthodes dans des contextes biogéographiques différents, dans les régions du sud et de l'est de la Méditerranée (abondance d'espèces exotiques envahissantes, température moyenne plus élevée, hyper-oligotrophie*, pressions anthropiques différentes).

* _{très faible concentration en éléments nutritifs, correspondant aux composés organiques ou minéraux nécessaires à la vie et au maintient des organismes vivants (eau, glucides, lipides, protéines, vitamines, sels minéraux).} 

En effet, l'approche écosystémique présente l'avantage de pouvoir s'appliquer à n'importe quel écosystème, qu'il soit marin, lagunaire et même terrestre. À titre d'exemple, un indice EBQI a récemment été développé pour les fonds détritiques côtiers (Astruch et al., 2023). Un autre indice du même type a même été développé dans le golfe du St-Laurent, au Canada au niveau des zones côtières peu profondes de la Baie de Sept-Iles, où on observe une mosaïque d'écosystèmes hétérogènes, pour lesquels il n'existait jusqu'alors que peu de données (Ferrario et al., 2021).