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Existe-t-il un point de non-retour dans les écosystèmes ?

15.09.2020, par

Parler de point de basculement a-t-il du sens en écologie ? La forêt amazonienne perd sa capacité à fixer le CO2 atmosphérique dès le premier arbre coupé...

Y a-t-il vraiment, dans les écosystèmes, un seuil de perturbations au-delà duquel le milieu se détériore brutalement ? Cette idée, qui guide aujourd’hui les politiques environnementales, est remise en question par un groupe d’écologues. Après avoir recensé et analysé plus de 4 000 études écosystémiques, ils affirment que les points de basculement sont pratiquement inexistants : les écosystèmes se dégradent en réalité bien avant.

C’est le paradigme sur lequel sont bâties la plupart des politiques environnementales, qu’il s’agisse de préserver la qualité des lacs et rivières, de surveiller la fragmentation des zones forestières ou l’acidification des milieux océaniques : l’idée qu’il existe pour chaque type de perturbation un seuil à ne pas dépasser, au risque de voir se dégrader brutalement l’écosystème concerné, voire d’assister à sa disparition pure et simple.

Si l’idée de seuils à ne pas dépasser facilite la gestion environnementale, est-ce qu’elle correspond pour autant à une réalité écologique ?

« L’Europe, par exemple, fixe des seuils de concentration maximale pour les nutriments dans les eaux de rivière (azote, phosphate, nitrites…) ; au-delà de ces limites, on considère que la rivière est en train de s’asphyxier, illustre José M. Montoya, écologue à la Station d’écologie théorique et expérimentale de Moulis1, qui cosigne dans Nature Ecology and Evolution une étude sur les effets de seuils et points de basculement 2. Dans les forêts tropicales, on calcule des pourcentages de masse forestière en deçà desquels les autres espèces, plantes, animaux…, ne peuvent subsister. »

Avec ses collègues, le chercheur s’est posé la question : si l’idée de seuils à ne pas dépasser facilite la gestion environnementale, est-ce qu’elle correspond pour autant à une réalité écologique ? Et s’il n’y avait pas de points de basculement, mais une dégradation beaucoup plus progressive des écosystèmes ? « C’est une intuition que beaucoup d’écologues ont depuis longtemps, mais qu’il était difficile de vérifier jusqu’à présent, faute d’une puissance de calcul suffisante pour mener une analyse de grande ampleur », confie José Montoya.

4600 écosystèmes passés au crible

Le cocktail nitrates-phosphates-pesticides est à l'origine des invasions d'algues vertes sur des plages françaises.

Munis des outils aujourd’hui à leur disposition, les chercheurs ont donc décidé de se lancer dans une vaste étude statistique : ils ont trouvé dans la littérature scientifique et passé au crible 4 600 études d’écosystèmes dans lesquels des dégradations étaient observées du fait des changements globaux. « On est remonté 45 ans en arrière et on a choisi toutes les études qui mesuraient d’un côté la pression environnementale exercée et, de l’autre, la réponse des écosystèmes à travers leurs différentes fonctionnalités (fixation du CO₂ atmosphérique, biomasse totale des plantes, pollinisation…). Pour chaque étude, on a calculé la dynamique de l’écosystème et de quelle manière l’ampleur de la réponse était liée, ou pas, à la force de la pression environnementale exercée. »

Précision : pour pouvoir parler de point de basculement, il faut qu’à un moment donné, une perturbation de petite intensité provoque une réponse très importante de l’écosystème. « C’est comme la tasse que l’on pousse du doigt sur la table, sans qu’il ne se passe rien… jusqu’à ce qu’on arrive au bord de la table et que la dernière poussée provoque la chute de la tasse sur le sol », illustre le chercheur.

Un nouveau regard sur la conservation

Résultat : ce point de basculement n’a pu être observé que dans 5 % seulement des études passées au crible. Dans les autres études, aucun seuil n’a pu être calculé à partir duquel l’écosystème changeait brutalement d’état.

Dans la plupart des écosystèmes, ce qu’on observe, c’est une détérioration progressive du milieu, avec son lot de conséquences dès l’apparition des premières perturbations.

« On ne dit pas que les effets de seuil n’existent pas. On peut par exemple en retrouver dans les récifs coralliens, où à partir d’une certaine augmentation de température et d’une disparition des poissons herbivores, le corail s’efface au profit des prairies d’algues, précise José Montoya. Mais dans la plupart des écosystèmes, ce qu’on observe, c’est une détérioration progressive du milieu, avec son lot de conséquences dès l’apparition des premières perturbations : disparition de certaines espèces, ou de certaines fonctionnalités de l’écosystème. »

Exemple : perdre des plantes dans un écosystème, c’est perdre dès la première plante qui disparaît la capacité de fixer du CO₂ atmosphérique ; le mécanisme est proportionnel, et n’est pas compensé par d’autres espèces dans l’écosystème.

Pour le chercheur, il est important de prendre en compte ce changement graduel des écosystèmes pour mieux envisager leur conservation. Ne plus réfléchir en termes de basculement permettrait également de réintroduire l’idée de diversité des milieux : ainsi, aucune rivière ne se ressemble, et ce qui n’a pas d’effet dans l’une sera potentiellement nocif dans l’autre. « Si l’on veut conserver la truite de montagne, la qualité de l’eau doit être maximale, et les niveaux de concentration maximum tolérés ne suffiront pas », illustre l’écologue. ♦

Notes

1. Unité CNRS/Université Paul-Sabatier.
2. Thresholds for ecological responses to global change do not emerge from empirical data, Nature Ecology and Evolution, août 2020.

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