|
|
|
|
(Vers note2 (26/01/2005))
------------------------------------------------------
La diversité biologique: quelques réflexions sur sa signification et sa mesure (Note 1)
par J.P. Mommaerts (Action Environnement Beauvechain)
1. Introduction: peut-on considérer la bio-diversité comme étant un but en soi?
Le maintien ou la restauration de la bio-diversité de l’environnement sont à l’ordre du jour. Citons, par exemple, ces deux thèmes fréquemment évoqués:
(1) la dégradation qualitative des écosystèmes ruraux. On se demande ce que sont devenus les bleuets ou les hannetons d’antan...voire les moineaux d’hier et aujourd’hui? L’instauration d’un fauchage tardif des bords de routes et chemins est une des initiatives récentes visant à restaurer la bio-diversité et, ainsi, à redonner à nos campagnes la palette colorée qu’elles avaient depuis longtemps perdue…
(2) le danger planant sur les grands écosystèmes forestiers tropicaux car ils hébergent de nombreuses espèces rares ou restant encore à découvrir (on parle de “réservoir génétique”). Ainsi, ces forêts sont aussi le réservoir de nombreuses molécules pouvant un jour se révéler d’un intérêt capital dans la recherche médicale… Par conséquent, il est impératif de maintenir la bio-diversité de ces écosystèmes.
Les personnes bien informées insistent sur le fait que le “retricotage” de l’environnement va de pair avec cette restauration de la bio-diversité. Par exemple, on a écrit, à propos du fauchage tardif:
“Ce type de gestion permet à toute une série d’espèces végétales et animales d’accomplir leur cycle de vie complet. Et l’on sait que plus la bio-diversité botanique est importante, plus l’écosystème pourra accueillir d’hôtes animaux, soit spécifiquement attachés aux diverses espèces végétales présentes, soit bénéficiant de l’abri et du micro-climat offerts par ce milieu particulier”.
Mais on voit aussi, dans nos deux exemples, transparaître certaines tonalités anthropocentriques: rétablir la qualité paysagère (aspect visuel plaisant), maintenir le réservoir des espèces potentiellement utiles, faire revenir les espèces disparues (nostalgie)… Dans cette optique, la restauration ou la préservation de la bio-diversité pourraient - si l’on n’y prend garde - être présentées comme étant un but en soi.
Cet article vise à repositionner quelque peu la bio-diversité (nous parlerons plutôt de diversité spécifique), voir quel rôle elle peut jouer dans l’environnement et, par la même occasion, donner aux défenseurs de l’environnement quelques arguments supplémentaires.
On verra d’abord comment on peut évaluer la diversité spécifique et, ainsi, aller au-delà de la simple notion de “richesse”, exprimée en “nombre d’espèces présentes”.
2. Comment évaluer la diversité spécifique ?
Répondre à cette question est déjà une manière de définir la diversité spécifique.
La façon la plus simple est de l’exprimer par le nombre d’espèces présentes:
Ainsi, selon les bords de routes et chemins soumis à fauchage tardif à Beauvechain, on dénombre quelques 20 espèces herbacées (fleurs + graminées) dans les zones les plus pauvres, à quelques 50 espèces dans les zones les plus riches (voir étude de AEB).
On notera que la mesure de la diversité s’applique, pour des raisons de cohérence, à des groupes taxonomiques bien identifiés (ex. les végétaux, les insectes, les oiseaux, etc.) plutôt qu’à des écosystèmes entiers (ex. les végétaux + les insectes + les oiseaux + … + les éléphants). Pour quantifier la diversité d’un écosystème entier on mesurera donc en parallèle la diversité de quelques groupes-témoins.
Une façon plus exacte d’appréhender le concept de diversité est de considérer le rapport d = S / N
où d = l’indice de diversité S = le nombre d’espèces trouvées N = le nombre total d’individus
Ainsi, un champ de maïs qui ne comporterait par définition qu’une seule espèce ( S=1 ) et un million de plants de maïs ( N= 1000000 ), présenterait une diversité d proche de zéro.
Inversement, un écosystème super-diversifié qui, par hypothèse, ne compterait qu’un individu par espèce (ç-à-d S = N), présenterait un indice de diversité égal à un.
On le voit, l’échelle de diversité est ici comprise entre 0 et 1.
L’indice de Margalef, pas tellement différent de l’indice proposé ci-dessus, se base sur l’observation que si le nombre d’individus croît plutôt selon une progression géométrique, le nombre d’espèces croît plutôt selon une progression arithmétique: d = (S - 1) / loge N
A l’instar de l’indice de Margalef, la plupart des indices un peu plus compliqués (ex. l’indice de Shannon) cherchent à rendre compte du fait que dans les communautés biologiques, les abondances se déclinent selon un spectre asymétrique, à une extrémité duquel on trouve de nombreuses espèces représentées par un seul ou quelques individus seulement, et à l’autre extrémité duquel on trouve quelques espèces peu nombreuses mais aux effectifs très abondants…
3. Rôle écologique de la diversité spécifique
3.1. Diversité et rétroactions négatives
L’étude - assistée par modélisation mathématique - des écosystèmes aquatiques, terrestres, marins, forestiers, polaires, désertiques… nous raconte invariablement la même histoire : le nombre et le jeu des interactions “proies-prédateurs”, “nutriments-producteurs primaires”, “lumière-photosynthèse”, etc. contribuent à la stabilité (*) de ces écosystèmes. On comprend que plus il y a de diversité, plus nombreuses et variées sont les interactions. Ce sont en particulier les interactions du type “rétroaction négative” (**) qui amènent la stabilité.
(*) Par stabilité on comprend la capacité d’un écosystème de revenir à sa position d’équilibre après qu’une perturbation l’en ait éloigné. C’est un concept dynamique. Ex. Un bateau “stable”, au sens dynamique du terme (mais “instable” au sens du passager), est celui qui peut rouler fortement mais revient toujours à sa position d’équilibre. Inversement, le bateau qui ne roule pas par mer forte mais chavire sans espoir de retour si l’on dépasse une certaine condition, n’est pas stable au sens dynamique du terme (ex. le catamaran).
(**) On parle de rétroaction négative lorsqu’une action donnée entraîne automatiquement une réaction dans le sens opposé. Exemple: le thermostat qui commande à la chaudière de fournir plus de chaleur lorsque la température baisse et inversement. Autre exemple: la lumière favorise la croissance des plantes. Il s’ensuit que celles-ci se font de plus en plus d’ombre, ce qui a, à son tour, pour effet de contre-carrer cette croissance. Dans ces deux exemples, la rétroaction conduit à la stabilisation.
Un système stable peut s’accomoder d’oscillations parfois importantes. Citons, par exemple, les oscillations des proportions relatives des populations animales dans le couple “proies - prédateurs”. Ces oscillations se font autour d’un point d’équilibre identifiable. On retiendra donc que, plus les rétroactions négatives sont nombreuses, plus le système est dynamiquement stable. Inversement, si l’on touche aux rétroactions, on affaiblit la stabilité du système… Le lien avec la diversité spécifique n’est pas exactement quantifiable mais il est clair que celle-ci détermine le nombre et le jeu des interactions.
Lorsque la stabilité du système est trop affaiblie, celui-ci peut glisser vers un nouvel état, tout aussi naturel en soi, mais que d’aucuns peuvent regretter (cf. le point de vue anthropocentrique). Exemple:
Dans la partie méridionale de la mer du Nord, la chaîne alimentaire classique
« nutriments - phytoplancton - zooplancton - poissons - recyclage bactérien »
a été fortement perturbée par les apports de nutriments par les grands fleuves régionaux : le Rhin, l’Escaut, la Tamise, l’Humber, l’Elbe… C’est l’eutrophisation, avec, comme conséquence, non seulement un bouleversement quantitatif (accroissement de la biomasse) mais aussi un bouleversement qualitatif (remplacement de la flore phytoplanctonique, très diversifiée, par une flore monospécifique à Phaeocystis Poucheti, algue peu accessible au zooplancton). Du coup, nous nous retrouvons avec une chaîne alimentaire raccourcie:
« nutriments - phytoplancton - recyclage bactérien ».
Ainsi, une nouvelle stabilité (mais sans doute d’un type différent: voir l’exemple du catamaran? (*)) a été trouvée. Ce nouvel état comporte quelques conséquences déplaisantes pour les utilisateurs de notre écosystème marin: aujourd’hui, amoncellements de mousses algales nauséabondes sur les plages et demain peut-être, déficit mesurable de la production piscicole, dû non plus seulement à la sur-pêche (contrainte exercée par le haut), mais aussi à un déficit alimentaire (contrainte exercée par le bas).
On peut aussi citer l’exemple des climax forestiers:
la forêt primaire originelle se trouve à son optimum (le climax), état dynamiquement stable représentant l’aboutissement d’une évolution millénaire. La diversité y est importante. On trouve encore des lambeaux de cette forêt dans la ceinture inter-tropicale : Amazonie, cuvette africaine, Indonésie… partout en situation de saccage accéléré. Si cependant on laisse l’écosystème au repos, après décimation de la forêt primaire, on assiste à l’apparition d’un nouveau climax, qui correspond à l’installation d’une forêt secondaire. Il s’agit d’un nouvel état stable, différent du précédent. Il est atteint en un temps beaucoup plus bref que pour la forêt primaire. Il faut se rendre compte que jamais plus ne pourra se reconstituer la forêt primaire originelle.
En principe, les états stables secondaires sont plus fragiles que les états stables primaires, car, moins divers, ils comportent moins de possibilités de rétroactions négatives. Le glissement vers un autre type de stabilité - peu dynamique mais puissante - est à craindre.
On peut penser ici au cas des “pestes” telles les orties, gratterons et autres ronces qui, suite à un “glissement”, ont réussi à s’installer là où existait précédemment un environnement beaucoup plus diversifié. Il y a aussi les “fleurs d’eau”, les lentilles d’eau et autres jacinthes d’eau, devenues à peu près permanentes dans certains écosystèmes aquatiques. Le fait remarquable réside dans la solidité de ces installations. En particulier, ces biocoenoses ne paraissent pas souffrir du fait que la diversité spécifique est devenue très faible: la stabilité est maintenant déconnectée de la diversité. Nous sommes sans doute dans le cas du bateau qui ne roule pas mais pourrait chavirer inopinément (voir (*)).
Voyons enfin, à l’aide d’un dernier exemple, ce que peut impliquer une très faible diversité lorsque celle-ci est imposée:
On peut facilement comprendre qu’une mono-culture (ex. un champ de froment) - de diversité nulle par définition - est plus exposée aux risques du climat, des parasites, des concurrents, des prédateurs, etc. que ne l’est une zone naturelle, riche en espèces variées. En effet, avec la mono-culture, on a “mis tous ses oeufs dans un même panier”! Le résultat est “instable” - selon la perception ordinaire qu’ont les gens de la stabilité - et il a de tout temps fallu compenser cette “instabilité” par des travaux agricoles pénibles et, plus récemment, en appliquant moultes potions insecticides, herbicides, virocides, fongicides, molluscicides, etc. ou en ayant recours aux OGM. On notera la contradiction qui existe entre cette analyse et les exemples qui ont précédé. En effet, selon notre perception dynamique de la stabilité, cet écosystème manifeste, au contraire, des signes de stabilité active en tendant incessament à revenir vers un état d’équilibre potentiel, caractérisé par une plus grande diversité spécifique. C’est là une question de définition, bien sûr… Ce qui est vraiment remarquable dans cet exemple, c’est qu’il raconte que les écosystèmes ne se laissent pas aisément imposer leur type de stabilité: n’est pas ortie qui veut…
3.2. Diversité et redondances
Les écologistes ont observé que, dans une zone riche en espèces variées, se multipliaient les redondances (***).
(***) la “redondance” désignait anciennement la superfluité de mots, d’ornements, dans le discours. A notre époque technologique, avide de fiabilité, il s’agirait, par exemple, plutôt du doublement ou du triplement des pièces de rechange embarquées dans quelqu’expédition…
Il y a redondance lorsque plusieurs espèces - concurrentes mais non mutuellement exclusives - occupent un même créneau fonctionnel (ou “niche écologique”). Cet arrangement rend plus probable, en cas de perturbation de l’écosystème, qu’un maximum de créneaux restent malgré tout occupés par une ou quelques unes de ces espèces redondantes qui auraient réussi à s’adapter à cette perturbation. Ainsi, les fonctionnalités de l’écosystème seraient maintenues, notamment le type de chaîne trophique, le type d’abris fournis, le micro-climat (lumière, humidité,...). On comprend que chaque nouvelle perturbation érodera cette capacité de résistance, avec comme effet la perte progressive de créneaux et la baisse de la diversité.
La théorie des redondances est relativement récente et vient en renfort de l’explication de la stabilité des écosystèmes par la richesse en rétroactions négatives (du moins lorsque ces écosystèmes sont pris à leur plus haut niveau de complexité).
Un cadre théorique se met donc en place pour justifier l’intérêt porté à la diversité spécifique ou bio-diversité: préserver la diversité spécifique revient à garantir la stabilité des écosystèmes c’est-à-dire, en cas de perturbation, garantir le maintien des fonctionnalités dans ces écosystèmes. Il est en outre souhaitable de garantir cette stabilité à un aussi haut niveau de complexité (ç-à-d de diversité) que possible. En effet, les exemples donnés plus haut soulignent les risques de glissements vers des états nouveaux, peu souhaitables. On a vu que ces états s’accompagnaient d’effets indésirables pour les habitants et utilisateurs des écosystèmes concernés (ce qui justifie un tant soit peu la tonalité anthropocentrique, déjà mentionnée plus haut).
4. Conclusion
Dans l’introduction on a exprimé la crainte que la restauration ou la préservation de la bio-diversité puissent être comprises comme étant un but en soi.
Dans cet article, on a plutôt mis en évidence la relation étroite qui existe entre diversité et fonctionnalités de l’écosystème. Dans cette optique, la diversité est comprise comme étant une propriété importante de l’environnement, déterminante pour sa stabilité. En restaurant ou préservant cette diversité, on vise en fait à garantir cette stabilité. Là se situe, pensons-nous, le principal objectif à faire valoir, proclamer et atteindre.
|
Si vous voulez vous faire membre:
|