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Évaluer les services rendus par les écosystèmes agricoles pour mieux les gérer

Une étude novatrice réalisée par l’Inra a évalué finement les services écosystémiques que rendent à l’agriculteur et à la société les espaces dédiés à la production agricole. Ces nouvelles connaissances, présentées lors d’un colloque le 24 octobre 2017, devraient permettre de mieux gérer ces écosystèmes et de mieux baliser les pistes pour réduire l’utilisation d’intrants en agriculture.

Culture de pommes de terre. © Agroscope & Office de l’agriculture et de la nature du canton de Berne (Suisse), Brändle Gabriela, Zihlmann Urs, Chervet Andre
Par Nicole Ladet - Anaïs Tibi - Bertrand Schmitt
Mis à jour le 13/11/2017
Publié le 24/10/2017

Les écosystèmes agricoles sont l’un des six volets de l’Evaluation française des écosystèmes et des services écosystémiques (EFESE), programme lancé en 2012 par le Ministère en charge de l’Environnement pour apporter des connaissances sur l’état actuel et l’utilisation durable des écosystèmes (voir encadré 2). En 2014, le Ministère de l’Environnement a sollicité l’Inra pour prendre en charge le volet relatif aux écosystèmes agricoles. Le programme fédérateur de recherche EcoSerV (Services rendus par les écosystèmes), lancé par l’Inra en 2013, a également soutenu cette étude qu’il va ensuite compléter et étendre.
L’écosystème agricole, vu comme l’ensemble des parcelles dédiées à la production de biomasse agricole, est configuré et géré par l’agriculteur qui combine, dans ses pratiques de production, processus écologiques et apports d’intrants exogènes. L’un des enjeux forts associés à l’analyse des services écosystémiques est la conception de systèmes de production reposant sur la valorisation de ces services, donc peu consommateurs en intrants exogènes et répondant aux enjeux de société tels que la conservation de la biodiversité ou la limitation des impacts environnementaux.

Quatorze services écosystémiques évalués

Partant d’une typologie internationale des services écosystémiques, les experts de cette étude en ont définis quatorze comme étant particulièrement pertinents pour les écosystèmes agricoles. Tout service écosystémique supposant un bénéficiaire humain, il faut, dans le cas des écosystèmes agricoles, distinguer, parmi les bénéficiaires, la société qui peut bénéficier directement de services comme la régulation du climat avec l’atténuation des GES ou le stockage du carbone, et l’agriculteur qui, lui, bénéficie directement de services comme la pollinisation des espèces cultivées ou la fourniture d’azote minéral aux cultures.
Pour chaque service, l’étude a d’abord cherché à quantifier le niveau de fourniture du service en termes biophysiques, à la résolution spatiale la plus fine possible, à l’échelle de la France et en considérant l’état actuel des écosystèmes et des pratiques agricoles. L’ensemble des résultats originaux issus de cette étude constitue un système d’information qui pourra être complété et mobilisé pour des travaux futurs.

Des enseignements par service : exemple de l’azote et du climat

Pour évaluer la quantité d’azote minéral fournie par l’écosystème au sol, à la fois par la minéralisation et par les symbioses racinaires, le modèle de culture STICS, élaboré par l’Inra, a été mobilisé. La comparaison des résultats obtenus entre les systèmes actuels et des systèmes en fertilisation minérale intégrale, montre que, pour les 8 principales grandes cultures, 40 à 50 % des besoins annuels des plantes en intrants sont pourvus par le service écosystémique (avec 60 % des valeurs situées entre 40 et 44 %). Dans tous les cas, ces résultats montrent qu’on pourrait limiter les apports en engrais minéraux actuellement effectués.

Pour évaluer la régulation du climat, les experts ont estimé le stock de carbone actuel dans l’écosystème (notamment sols et structures ligneuses) et les variations annuelles de ce stock. En moyenne, les sols des systèmes de grandes cultures de l’écosystème agricole français tendent aujourd’hui à déstocker du carbone (- 0,3 pour mille chaque année avec des valeurs comprises majoritairement entre - 5 ‰ et + 4 ‰) mais ces résultats seraient différents si les prairies avaient pu être intégrées.

Vers des approches multi-services

Les experts qui ont réalisé l’étude soulignent qu’il est essentiel de procéder à une évaluation biophysique de qualité des services écosystémiques avant d’en tenter une évaluation économique. Celle-ci est particulièrement délicate et les résultats obtenus service par service ne peuvent être additionnés les uns aux autres, chacun ayant pour référence un état initial différent.
Deux approches ont été envisagées pour permettre une évaluation multi-services. L’approche par « bouquets de services » s’appuie sur les co-occurrences statistiques des niveaux de chaque service et permet de repérer les services dont les niveaux de fourniture convergent ou s’opposent. Cependant, cette approche ne renseigne pas sur les causes de ces corrélations car elle n’identifie pas les interactions entre services. Une approche complémentaire a donc visé à rechercher les causes communes qui déterminent plusieurs services. Ainsi, on montre, par exemple, que l’abondance et la diversité des auxiliaires des cultures joue simultanément sur 3 services écosystémiques : pollinisation, régulation des graines d’adventices, régulation des insectes ravageurs.

Gérer la biodiversité grâce aux services écosystémiques mais pas seulement

L’outil « services écosystémiques » ne peut pas constituer l’unique outil de gestion des écosystèmes car, par exemple, il peut y avoir de la biodiversité emblématique qui rend peu de services mais qu’il importe de gérer et préserver. Trois approches : évaluation des services écosystémiques, connaissance de la biodiversité emblématique, et diminution de l’impact des pratiques agricoles doivent être conjuguées dans la gestion des écosystèmes.

Et après ?

L’étude livrée ici se fonde sur les grandes cultures selon les systèmes de culture moyens actuellement mis en place, pour lesquels les données sont disponibles. Il serait intéressant de l’étendre à une grande variété de systèmes de culture et pratiques culturales dont l'agriculture bio ou les mode de conduite sans labour, pour définir des systèmes agricoles s’appuyant au maximum sur les services écosystémiques et donc beaucoup moins gourmands en intrants. En outre, l’étude actuelle est beaucoup plus centrée sur les productions végétales (primaires) que sur l’élevage (secondaires).

Le système d’information original produit par cette étude va être mobilisé par le programme fédérateur de recherche EcoSerV pour poursuivre les recherches et continuer à l’enrichir. Plusieurs thèses financées par ce métaprogramme y contribuent déjà.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Olivier Thérond, Muriel Tichit
Délégation à l'expertise scientifique collective, à la prospective et aux études de l'Inra (DEPE) :
Anaïs Tibi

Une étude inscrite dans un cadre international

Suite au Millenium Ecosystem Assessment, et en réponse à la Convention sur la diversité biologique, l'Union européenne s'est dotée en 2011 d'une stratégie visant à enrayer la perte de biodiversité à l’horizon 2020. Cette "Stratégie de la biodiversité pour 2020" s’articule autour de six objectifs, le 5e appelant les États-membres à réaliser, avec l'appui de la Commission, sur leur territoire national une cartographie et une évaluation de l'état des écosystèmes et des services écosystémiques qu'ils rendent. Un groupe de travail dédié a été constitué en 2013 dans ce but – le Mapping and Assessment of Ecosystem and their Services (MAES) –, sa première action étant d'accompagner le développement d'un cadre d'analyse dont les Etats-membres puissent se saisir afin que les diverses évaluations soient réalisées en cohérence. Le programme MAES s'est saisi de la classification CICES comme typologie de référence des services écosystémiques.

Les écosystèmes agricoles sont l’un des six volets de l’évaluation française des écosystèmes et des services écosystémiques (EFESE) : les écosystèmes urbains, littoraux, montagne, forêts, humides… ont été étudiés par d’autres organismes. L’évaluation EFESE s’inscrit dans le programme MAES, lui-même participant à la plate-forme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES).

Une étude conduite par la DEPE

L’étude est conduite par une équipe-projet de la Délégation à l'expertise scientifique collective, à la prospective et aux études de l'Inra (DEPE) dans le respect des principes de travail établis par l’Inra pour l'expertise scientifique collective, dont l'exercice d'étude est un dérivé.

Une quarantaine d’experts et de contributeurs scientifiques d'origines institutionnelles diverses (Inra, CNRS, MNHN, établissements d'enseignement supérieur, JRC…) aux compétences disciplinaires complémentaires (écologie, agronomie, hydrologie, zootechnie, économie, etc.) ont été mobilisés pour réaliser ce travail, dont l'ingénierie de données a été réalisée en grande majorité par les équipes de l'Inra, avec l'appui de l'US ODR.

Ce collectif était piloté par deux responsables scientifiques qui en ont guidé les réflexions et ont donné les orientations scientifiques du travail.