Ingénierie écologique et réhabilitation d’écosystèmes.

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« L’ingénierie écologique désigne la gestion de milieux et la conception d’aménagements durables, adaptatifs, multifonctionnels, inspirés de, ou basés sur, les mécanismes qui gouvernent les systèmes écologiques. Les processus purement chimiques ou physiques ne relèvent pas du périmètre de l’ingénierie écologique.

A ce titre, l’ingénierie écologique est un ensemble conceptuel spécifique des sciences écologiques mais ouvert sur les problèmes économiques et sociaux. Elle se distingue donc du développement soutenable, qui se base sur une logique économique respectueuse de l’environnement et du progrès social.  » – définition du CNRS

L’un des buts de l’ingénierie écologique est la réhabilitation des écosystèmes.


La réhabilitation d’un écosystème

L’homme dépend de la nature pour certains services appelés services écosystémiques (Millenium Assessment) :

  1. Approvisionnement : eau, nourriture, bois, oxygène etc.
  2. Régulation : régulation du climat, stockage du carbone par une forêt en croissance
  3. Services culturels : éducation etc.
  4. Maintien d’un lieu favorable à la vie : cycle des nutriments, formation des sols etc.

Un des buts de la réhabilitation d’un écosystème est de retrouver un ou plusieurs de ces services écologiques. Les organismes ingénieurs créent, modifient, détruisent ou maintiennent des habitats par leurs actions mécaniques (Jones et al, 1994) et ont,  par ce fait, un impact sur les conditions abiotiques et biotiques (biodiversité) d’un biotope. Ils peuvent être :

  1. autogéniques comme les arbres qui par leur propre structure physique constituent de véritables habitats ayant un impact sur la lumière et le vent.
  2. allogéniques à l’image des castors, l’archétype de l’organisme ingénieur, qui coupent du bois, construisent et conservent des barrages abritant des plantes sensibles à la lumière, des invertébrés vivants en eaux calmes. Ces derniers vont nourrir les poissons qu’on peut pêcher (services écologiques).

Ainsi, ils représentent potentiellement des partenaires de choix pour l’ingénierie écologique qui permettent, de par leur nature autonome, de réduire les efforts à produire par l’homme dans l’entreprise d’une restauration d’écosystème ou de la gestion d’espèces invasives. Le modèle proposé dans l’article illustre, entre autres, leur influence sur le passage d’un état à un autre d’un écosystème.

L230xH124_siteon0-f2c30Comprendre l’influence des organismes ingénieurs et l’intérêt à les utiliser

De prime abord, les organismes ingénieurs agissent comme des enzymes sur une réaction chimique. Ils facilitent ou catalysent le passage d’un état de l’écosystème à l’autre en abaissant la barrière d’efforts à fournir par l’homme pour passer d’un état à un autre. En fait ce n’est pas tout à fait vrai, et même faux. Un écosystème est beaucoup plus compliqué qu’une réaction chimique et les organismes ingénieurs vont influer sur l’état final atteint. On peut alors se demander s’il s’agit vraiment d’une restauration proprement dite ou si d’une manière générale, on ne chercherait pas à amener un écosystème à un état intéressant pour l’homme plutôt que de le réhabiliter vraiment. C’est une question importante dès lors que l’on veut utiliser des organismes ingénieurs dans un objectif de « restauration ».

En effet, si on les introduits dans un écosystème, on ne se ramène plus exactement à l’état « initial ». De plus si on veut à terme, restaurer un écosystème et réintroduire avec succès des espèces qui avaient disparues, il est important de vérifier qu’elles peuvent potentiellement coexister avec le(s) organisme(s) ingénieur(s) dont on s’est servi. Enfin la définition des organismes ingénieurs, précise qu’ils peuvent très bien détruire un habitat. Se pose alors la question du choix des espèces ingénieurs.

lutte-biologique-villeurbanneComment choisir ?

Peut-on toujours introduire ces organismes avec succès ? Quel risque y a-t-il à cette introduction? Autant de question à travailler en amont. En effet, un exemple d’utilisation d’organismes vivants dans l’intérêt de l’homme dans un contexte écologique est la lutte biologique contre des indésirables via des ennemis naturels. Or, il y a eu des ratés comme par exemple :

–          l’introduction des coccinelles aux Etats Unis contre les pucerons qui a accéléré l’extinction d’un Lycaenidé et supprimé des espèces de coccinelles indigènes par compétition ou prédation.

–          L’introduction de mangoustes dans les Antilles pour lutter contre les rats et les serpents qui a amené à l’extinction de populations d’oiseaux et de lézards.

Il convient donc de prendre des précautions élémentaire car contrairement à la lutte biologique, l’emploi d’organisme ingénieurs résultent en des conséquences complexes, de grandes ampleurs et difficile à gérer comme l’introduction d’espèces invasives associées. Il faut donc :

  • Une bonne connaissance a priori de l’écosystème de la cible (biologie de la cible, structure du réseau trophique)
  • Prévoir via les modèles, tester via l’expérimentation à diverses échelles
  • un suivi à long terme
  • un choix de l’organisme ingénieurs minutieux (screening complet des organismes potentiels, biologie des organismes (sensibilité aux conditions environnementales, capacité de dispersion : sujet de mon stage de M1 sur la dispersion des vers de terre)

WormsLe ver de terre, mon exemple d’organisme ingénieur…

Je terminerai positivement sur cet exemple d’organisme ingénieur qu’on commence à utiliser.  Les vers de terre fabriquent un véritable environnement : la drilosphère et concentrent les ressources dans les agrégats biogéniques (les turricules) qu’ils produisent. Ils  créent des patchs de nutriments pour l’ensemble de la faune et la flore du sol, et augmentent souvent la croissance des plantes (Scheu 2003). Ainsi, ils peuvent jouer un rôle considérable dans l’agriculture (Senapati et al, 1999) car dans les agrosystèmes, l’intensification, recourt généralement à l’utilisation de pesticides, et au travail mécanique du sol, qui conduisent à la dégradation globale de ces écosystèmes et de la biodiversité, et au final, à une moindre fertilité du sol (Mäder, Fliebbach et al. 2002).

Les organismes ingénieurs sont des partenaires de choix, il faut cependant les utiliser avec précaution, on ne voudrait pas se retrouver avec des vers de terre et des castors partout…

Philippe F. NAI

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