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www.environnement.ens.frENS Centre de formation sur l’environnement et la société
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Ecole Normale Supérieure 24 rue Lhomond, 75005 Paris, Rez-de-chaussée, bureaux E026
UE CERES Ecologie du développement durable David Claessen
Cours « Biodiversité et services écosystémiques »
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Histoiredesidées
• 1798Malthus«popula&on,croissanceexponen&elle,limita&on»• 1805VonHumboldt«géographiedesplantes»• 1809Lamarck«individu,évolu&on,transmuta&on»• 1838Verhulst«fonc&onlogis&que»• 1859Darwin,Wallace«biocénose,lu:epourlavie,sélec&onnaturelle,fitness»• 1866Haeckel«écologie»• 1875Suess,Vernadsky«biosphère»• 1910Lotka,Volterra«écologiemathéma&que,cyclesprédateur-proie»• 1911Cowles,Clements«successionécologique»• 1927CharlesElton«nicheécologique,chainetrophique,écologieanimale»• 1932Gause«principed'exclusioncompé&&ve»• 1935Tansley,Lindeman,Odum«écosystème»• 1947Lack«écologieévolu&ve»• 1957Hutchinson«nicheécologique»• 1962RachelCarson«environnement,environmentalism,écologisme»• 1963Holling,McArthur,Rosenzweig«réponsefonc&onnelle,paradoxofenrichment»• 1973Maynard-Smith«théoriedesjeux,stratégieévolu&vementstable(ESS)»• 1976McArthur,Wilson«labiogéographieinsulaire»• 1969Levins«métapopula&ons»• 1976May«chaos»• 1988Wilson«biodiversit黕 1998Levin«systèmecomplexeadapta&f»
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Biodiversité
• E.O.Wilson1988• DéfiniDon
– DiversitégénéDque(ou«intraspécifique»;variabilitédesgènes,entrelesindividusoulespopulaDons)
– Diversitéspécifique(ou«interspécifique»;ladiversitédesespècesvivantes,parleurnombre,leurnatureetleurabondance)
– Diversitéécosystémique(ladiversitédesécosystèmesprésentssurTerrequiformentlabiosphère)
• 1992:SommetdelaTerre,RiodeJaneiro– lapréservaDondelabiodiversitéestconsidéréecommeundesenjeux
essenDelsdudéveloppementdurable– «ConvenDonsurladiversitébiologique»,traitéinternaDonale:
• 2012:CréaDondel’IPBES– IntergovernmentalScience-PolicyPlaGormonBiodiversityand
EcosystemServices,– «Plate-formeintergouvernementalesurlabiodiversitéetlesservices
écosystémiques»– Un«Giec»pourlabiodiversité…
1. La conservation de la biodiversité ;
2. L’utilisation durable de ses éléments ;
3. Le partage juste et équitable des avantages découlant de l'exploitation des ressources génétiques
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Qu’est-cequ’unécosystème?
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Qu’est-cequelabiodiversité?
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LOSS LOSSNutrient recycling and loss
Water recycling and loss
Whatisanecosystem?
• Thesystemofallorganismsandthenon-livingcomponentsoftheirenvironment– i.e.,“everything”– inadelimitedspace(lake,
forest,prairie,valley,ocean…)• Intermsof
– Energyflow– Magercycling(C,N,P,…)– Foodchain,foodweb:whoeats
whom?– EcologicalinteracDons
LOSS
N2
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Foodchain(chainetrophique)
Predators
Herbivores
Plants
NutrientsDetritus
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Foodweb(réseautrophique)
Predators
Herbivores
Plants
NutrientsDetritus
Predators
Herbivores
Plants
Nutrients
Predators
Herbivores
Plants
Nutrients
Herbivores
Plants
Herbivores
Plants
Herbivores
Plants
DetritusDetritus
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EXPORT
NPK
PESTICIDES
Whatisanagro-ecosystem?
• Asimplifiedecosystem– Asingleplantspecies:thecrop– Genotype:arDficiallyselected
(opDmizedforperformanceunderferDlizaDonandpesDcidetreatments)
– Modifiedenvironmenttofavorcropgrowth:
• Increasenutrients(ferDlizaDon)• Reduceherbivores,diseaseandcompeDtors
(pesDcides,fungicides,herbicides,plowing)
– HarvesDng:biomassexport– PoorsoilacDvity,highnutrientloss
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LOSS
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NutrientsDetritus
EXPORT
NPK
PESTICIDES
Plants
Herbi
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NorwoodFarm,UK(125ha)
12Pocock et al 2012
560 species 1501 interactions: - Trophic - Mutualistic
(pollinisation)
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CharacterisDcsofnaturalecosystems,tradiDonalandmodernagriculture
13Malézieux, 2012
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Whatisbiodiversity?
GENES
SPECIES
FUNCTIONS
Diversity of:
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Soil fertility
Water quality
Nutrient cycling
Carbon sequestration
Pathogen transmission
Pollinisation
Fossile energy
Natural resources
Pharmacology Epidemic risk
Trophic interactions
Primary production
Water cycle
Geochemistry
Sol stability
Air quality
Agricultural production
Climate regulation
Resistance to invasion of exotic species
Ecosystem“funcDons”and“services”
GENES
SPECIES
FUNCTIONS
“FUNCTIONS”
“SERVICES”
Diversity of:
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Cardinale et al (2012)
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Cardinale et al (2012)
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Cardinale et al (2012)
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Naeem et al (2012)
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Naeem et al (2012)
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Biodiversité & fonctionnement de l’écosystème - Cycles biogechimiques - Réseau d’interactions écologiques
Naeem et al (2012)
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TheIPBESConceptualFramework—connecDngnatureandpeople(Diaz2015)
= Plate-forme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques
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AGeneralFrameworkforAnalyzingSustainabilityofSocial-EcologicalSystems(Ostrom2009)
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Asocial–ecologicalapproachtomanagingmulDpleagro-ecosystemservices(Lescourretetal2015)
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Mots-clés
• Biodiversité• Ecosystème,agroécosystème• FoncDonsécologiques,écosystémiques• Servicesécosystémiques• Systèmesocio-écologique
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