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Les zones de montagne sont particulièrement sensibles à l’effet conjoint des changements climatiques et des changements d’usages. En effet ; le climat des zones de montagne se réchauffe à une vitesse plus rapide que les autres régions et en Europe, les montagnes ont connu une reforestation importante au début du siècle. Ces changements ont déjà conduit à des réorganisations importantes de la biodiversité qui ont eu des conséquences pour les fonctions et services rendus par les écosystèmes de montagnes. Les changements climatiques futurs devraient amplifier ces réorganisations.

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.

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).

La gestion des espèces exotiques envahissantes pose des problèmes complexes relevant d’approches interdisciplinaires couplant écologie et économie. Les outils bio-économiques d’aide à la décision sont encore peu développés et les modèles existants souffrent notamment d’un manque de réalisme écologique, d’une complexité importante les rendant peu applicables à des cas concrets et d’une relative déconnexion avec les problématiques et besoins rencontrés par les gestionnaires de milieu. Ils fournissent généralement des résultats généraux ayant relativement peu d’impact sur le terrain.

La trame dite de « vieux bois » est constituée d’éléments favorables à la biodiversité forestière, notamment celle qui dépend du bois mort pour une partie de son cycle de vie. Par exemple, les cavités de pic noir et la maturité forestière caractérisée par des éléments liés au vieillissement des arbres et à l’absence d’exploitation (bois mort, gros arbres), sont des facteurs essentiels pour la conservation de nombreux taxons forestiers. L’évaluation de l’état de conservation des habitats forestiers repose sur des méthodes principalement indirectes (bioindicateurs, dynamique de station forestière). Or pour les espèces à enjeux, la contribution des éléments de structure forestière à l’état des populations est mal connue. Il est donc difficile de mesurer l’effet de mesures de conservation des habitats naturels sur la conservation d’espèces patrimoniales.

Les paysages ruraux français ont été profondément modifiés sous l’effet conjoint des changements globaux, climatiques et socio-écologiques, entraînant une recomposition des liens entre biodiversité et systèmes de cultures et d’élevage. Pour mieux quantifier les dynamiques socio-écologiques à l’origine de ces changements, il est nécessaire d’utiliser des métriques intégratives rendant compte de la complexité des relations entre pratiques agricoles, hétérogénéité du paysage et biodiversité. La dimension sonore de la biodiversité a fait l’objet d’avancées conceptuelles et méthodologiques importantes avec l’émergence de l’écoacoustique des paysages et des indices de diversité acoustique permettant de quantifier simultanément les sons d’origine biologique et anthropique.

Le rôle de la diversité génétique dans le maintien de la diversité des espèces et le fonctionnement des écosystèmes est maintenant reconnu. Face aux changements environnementaux, cette diversité contribue largement à la résilience des écosystèmes comme aux capacités d'adaptation des espèces. Intégrer la diversité génétique au sein des espèces est par conséquent essentiel afin de déployer des actions de gestion et de conservation. Les lacs et étangs du littoral aquitain, écosystèmes uniques à l’échelle nationale et européenne, hébergent une diversité biologique végétale importante aujourd’hui fortement menacée. Améliorer la connaissance génétique des communautés les composant fournira un support permettant d'améliorer leur gestion.

Le pastoralisme est objet d’attentes sociétales articulant production de biens alimentaires et maîtrise de dynamiques écologiques contribuant à la durabilité du socio-écosystème des régions méditerranéennes. Il est toutefois objet de fortes remises en cause, posant la question de ses formes futures et relations aux autres activités des territoires, en particulier dans le cadre des recompositions territoriales (basculement vers une économie résidentielle et touristique, expansion forestière, changement climatique…).

L’agroforesterie définie au sens large par la présence d’arbres dans les paysages agricoles, est un exemple de cultures mixtes qui augmentent la « biodiversité planifiée ». Ces arbres de par leurs structures pérennes permettent la mise en place d’un microclimat qui varie dans le temps, entrainant une modification de la biodiversité associée et l’activité des organismes par diversification des habitats. Cependant, peu de travaux se sont intéressés aux effets de l'agroforesterie sur les organismes du sol et sur les fonctions qu'ils remplissent.

L’intensification agricole a dégradé les écosystèmes et il est désormais nécessaire de mieux prendre en compte le rôle écologique de la biodiversité dans les agrosystèmes et les services écosystémiques. Depuis deux décennies, les vignobles améliorent leur gestion durable en en privilégiant les plantes de couvertures en inter-rangs pour limiter l’érosion des sols, une gestion extensive des bordures de parcelles, des réseaux de fossés. Ces pratiques maintiennent une végétation spontanée, source de nombreux services écosystémiques dont par exemple la régulation des écoulements, la maîtrise de l’érosion hydrique ou la rétention des polluants organiques. Ceci est un enjeu majeur notamment dans les vignobles méditerranéens pour lesquels le changement climatique risque d’accentuer les épisodes pluvieux intenses.