Face aux changements globaux, un enjeu majeur pour nos sociétés est la protection de la biodiversité. Dans ce contexte, des territoires tels que les bassins versants ont besoin d’identifier les zones à risques vis-à-vis de cet enjeu. Pour aider les politiques publiques à adapter leurs mesures face ces changements et mieux anticiper les actions à mener en priorité sur les territoires, il est devenu essentiel de se projeter, i.e. de simuler les conséquences dans le futur de nos actions passées et présentes et analyser différents scénarios de futurs potentiels changements au sein des territoires.

Les lacs et étangs du littoral aquitain sont des écosystèmes uniques à l’échelle nationale mais également européenne. Ces milieux hébergent une diversité biologique importante et notamment d’un point de vue végétal. Les communautés à isoétides représentent ainsi un ensemble d’espèces d’intérêt patrimonial. Elles sont cependant aujourd’hui fortement menacées, notamment par les activités humaines. Alors que des opérations de conservation et de restauration sont envisagées pour protéger ces espèces, il est essentiel d’acquérir des connaissances sur la diversité génétique des populations et son lien avec la diversité taxonomique afin de mieux comprendre le fonctionnement des métapopulations et métacommunautés de ces habitats reconnus d’intérêt communautaire.

Dans un contexte agricole, les Zones Tampons Humides Artificielles (ZTHA), éléments paysagers à l’interface entre parcelles et milieu aquatique, sont conçues de manière à intercepter les eaux de drainage et réduire naturellement les concentrations de pesticides circulant dans l’hydrosphère. Ces écosystèmes artificiels sont également des refuges favorables pour de nombreux taxons et contribuent au rétablissement des continuités écologiques. De par leur fonction de rétention, les ZTHA sont cependant des réservoirs potentiels de pesticides susceptibles d’avoir des effets non intentionnels sur les populations qu’elles abritent et les fonctions écologiques associées. L’impact sur la biodiversité va dépendre de dynamiques chimiques (saisonnalité des flux de pesticides en lien avec les pratiques agricoles et l’hydrologie du bassin) et écologiques (cycles de vie des espèces, stades en milieu aquatique).

Le changement climatique altère le fonctionnement des êtres vivants et poussent les écosystèmes vers leurs limites écologiques, au-delà desquelles ils ne seront pas en capacité de maintenir leur fonctionnement et de fournir des services écosystémiques au niveau actuel. Cela aura des conséquences dramatiques pour la vie sur Terre (érosion de la biodiversité) et les sociétés humaines (conditions de vie). Pour les agroécosystèmes gérés et biodiversifiés comme les prairies permanentes, la diversité, tant du point de vue écologique que de leur fonctionnement, pourrait être un levier d’action important pour adapter les systèmes d’élevage à ces changements et les accompagner dans leur transition.

Les prairies permanentes jouent un rôle essentiel pour le maintien de l’élevage à l’herbe et la fourniture de services écosystémiques clés pour la transition agroécologique (pollinisation, contrôle des ravageurs, fertilité des sols) et la société (stockage de carbone, purification de l’eau, valeur esthétique). En France, les prairies permanentes sont un des écosystèmes les plus diversifiés mais aussi un des plus menacés à l’échelle nationale. En effet, leur surface a considérablement diminué au cours des dernières décennies, ce qui entrave le fonctionnement des paysages agricoles ainsi que la conservation d’une biodiversité patrimoniale unique. Mais les changements globaux sont également susceptibles d’avoir un effet sur les caractéristiques des prairies restantes. Nous manquons cependant de connaissances sur la dynamique temporelle de la biodiversité et du fonctionnement écologique des prairies permanentes à l’échelle nationale, ainsi que sur les causes sous-jacentes et conséquences de cette dynamique.

Dans un contexte de changement climatique avec des périodes de stress hydriques de plus en plus fréquentes, notamment dans les milieux tropicaux semi-arides et méditerranéens, l’agroforesterie figure parmi les innovations clés pour l’adaptation de l’agriculture. Ces systèmes tendent à améliorer la résilience des sols, par la promotion de la biodiversité édaphique et des fonctions sous-jacentes. Ces fonctions résultent d’interactions complexes entre les différentes composantes biologiques du sol (faune, flore, fonge) et s’opèrent à différentes échelles spatiales et temporelles dans le système agroforestier. Afin de tirer profit de ces dernières, il est nécessaire de comprendre la manière dont s’organise la vie dans le sol, à différentes échelles, en réponse à l’hétérogénéité générée par la présence d’arbres dans les cultures.

Modélisation intégrée des réseaux d’activités, services écosystémiques, et de la biodiversité en Camargue. Étude des dynamiques et des compromis pour un territoire durable dans un contexte de changements globaux et de transition agroécologique. La Camargue (delta du Rhône) est un socio-écosystème complexe qui présente de nombreux enjeux en termes de biodiversité et d’activités économiques et culturelles. Dans un contexte de changements globaux, le delta est confronté à des forçages anthropiques (gestion de l’eau dans les espaces agricoles et naturels, pratiques agricoles) et climatiques (précipitations, évapotranspiration) qui affectent l’équilibre hydro-salin de ce territoire. Ce fonctionnement hydro-salin est un élément central dans la dynamique des habitats et espèces de Camargue, et des réseaux d’activité et de services associés.

L’utilisation croissante de plastiques de nature diverse conduit à l'accumulation et au stockage à long terme de microplastiques dans les sols. Des travaux récents dans la littérature montrent l’impact des microplastiques sur les organismes du sol et les conséquences sur les fonctions écologiques essentielles qu’ils assurent. Mais il s’agit encore d’approches écotoxicologiques au travers d’effets sur certains organismes pris isolément (microorganismes, micro-, macrofaune et plantes), sans aborder les questions des interactions de ces organismes entre eux. De plus dans les sols agricoles la présence de microplastiques est souvent associée à des apports via des amendements organiques. L’impact des microplastiques sur le fonctionnement biologique des sols en présence de ces matrices organiques est encore peu documenté.

Mélanger les espèces est une pratique agroécologique centrale qui permet d’accroître le fonctionnement écologique des agroécosystèmes (résistance aux aléas, stabilité des performances, efficience d’utilisation des ressources, régulation des bioagresseurs) dans un contexte de changement global (réduction des intrants, changement climatique). Toutefois, cette pratique s’accompagne d’une complexification dans le choix et la conduite des cultures et requiert pour les agriculteurs des connaissances et des outils pour les aider dans sa mise en œuvre.

Cette thèse "Multifonctionnalité de systèmes de culture combinés à des bandes fleuries : Une approche interdisciplinaire pour relier la biodiversité et les services écosystémiques rendus" a été co-financée par l'ex métaprogramme ECOSERV auquel BIOSEFAIR a succédé.