Résilience des services écosystémiques à l’échelle du paysage : un cadre conceptuel et une analyse pour un socio-écosystème de montagne

par Caroline Devaux

Thèse de doctorat en Biodiversité écologie environnement

Sous la direction de Sandra Lavorel.

Soutenue le 01-03-2016

à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec LECA - Laboratoire d'ECologie Alpine (laboratoire) et de Laboratoire d'écologie alpine (Grenoble) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Jacques Brun.

Le jury était composé de Grégory Loucougaray.

Les rapporteurs étaient Anne Bonis, Bernard Amiaud.


  • Résumé

    L’intérêt que porte la communauté scientifique ainsi que politique aux les services écosystémiques et à leur résilience face aux changements globaux (environnementaux ou sociétaux) en cours est grandissant, ce qui se reflète par le nombre d’études à ce sujet, le rapport d’évaluation des écosystèmes pour le millénaire et la mise en place d’un groupe de travail sur la résilience (« Resilience Alliance »). Les définitions de la résilience sont elles aussi très variées, avec des concepts tels que la résistance, la résilience spécifique (« de quoi à quoi ? »), la résilience générale, l’adaptabilité et la transformabilité, que nous nous sommes appropriés dans le but de développer un cadre conceptuel et méthodologique pour étudier la résilience de la fourniture de services écosystémiques, en particulier dans le but de comparer les potentiels de résilience des différents types de prairies subalpines du col du Lautaret (Hautes-Alpes, France) pour un ensemble de services sélectionnés. Nous avons proposé deux approches pour évaluer les potentiels de résilience des différents états dans lequel peut se trouver un socio-écosystème, en considérant la résilience comme la capacité d’un système à maintenir une fourniture stable de services écosystémiques (composante résistance) mais aussi sa capacité à l’adapter (différentes composantes selon le degré d’adaptation : résilience, transition, transformation). Une première étape d’évaluation d’un ensemble de services d’intérêt sur la zone d’étude est suivie d’une première analyse de la résilience de chacun de ces services spécifiquement, basée sur l’évaluation de « gammes opérationnelles » pour chaque service, définies comme les gammes de valeurs que peut prendre le dit service dans un état donné du socio-écosystème. L’échelle organisationnelle à laquelle ces gammes sont évaluées les relie aux différentes composantes de la résilience. Les résultats confirment l’intérêt de s’intéresser à la résilience spécifique de chaque service, car leur profil de résilience sont différents, c’est-à-dire que les prairies aux plus forts potentiels ne sont pas les même d’un site à l’autre, bien que dans tous les cas les potentiels de résilience soient plutôt forts, au contraire des autres potentiels.La deuxième analyse part de l’hypothèse théorique que la diversité des traits de réponse (hétérogénéité et redondance) améliore la résilience. Nous avons fait l’hypothèse que, lorsque les traits de réponse sont ceux utilisés pour modéliser les services écosystémiques, la diversité fonctionnelle d’une communauté végétale peut-être reliée à sa résilience générale en termes de services écosystémiques. Nous avons relié plusieurs mesures de la diversité fonctionnelle aux potentiels de résilience (entropie et diversité fonctionnelle dans leur dimension α et β, redondance et complémentarité des groupes fonctionnels). Cependant, les résultats obtenus par l’analyse des prairies du Lautaret nous amènent à réfuter l’hypothèse proposant que la diversité fonctionnelle des communautés végétales permet d’expliquer le profil de résilience des services écosystémiques analysés, car ils ne concordent pas avec les profils de résilience trouvés par l’approche des gammes opérationnelles. Au final, nous préconisons d’utiliser l’approche des gammes opérationnelles, qui permet de connaître le profil de résilience de chaque service, dans le cadre d’étude portant sur la capacité d’un socio-écosystème à maintenir la fourniture de ses services écosystémiques. Cette approche peut de plus être enrichie d’une approche de scénarisation qui permettrait de déterminer « à quoi » la fourniture de chaque service est résiliente.

  • Titre traduit

    Resilience of ecosystem services at landscape scale : Conceptual framework and analysis for a mountain socio-eco-system


  • Résumé

    As evidenced by the number of studies on the subject, the recent millennium ecosystem assessment and the establishment of a working group on resilience (« Resilience Alliance »), the interest of the scientific community in ecosystem services and their resilience in the face of global change (environmental or social) is steadily increasing. Definitions of resilience are highly varied, and we used concepts such as resistance, specific resilience (« of what to what ? »), generalised resilience, adaptability and transformability to develop a conceptual and methodological framework to study the resilience of ecosystem service provision. This conceptual framework was applied to compare the potential resilience of differing sub-alpine grasslands types in three local government areas in the area of the Col du Lautaret (Hautes-Alpes, France) for a number of locally and regionally important ecosystem services. We proposed two approaches for evaluating the potential resilience of the different states in which a socio-ecosystem can exist, by considering resilience as the capacity of a system to maintain a stable provision of an ecosystem service (resistance component), as well as its capacity to adapt this provision if needed (components of resilience, transition, transformation depending on the degree of adaptation). A first stage of the quantification of ecosystem services was followed by an initial analysis of each of these services via the evaluation of their « operating ranges », defined as the range of values that a service can take given a particular state of the socio-ecosystem. The organizational scale at which these ranges are evaluated links them to other components of resilience. Our results confirm the utility of considering the specific resilience of each service, as the profiles of their resistance are different. In particular, the types of grasslands with the highest resilience component potential are not the same from one site to another, even though in all cases these resilience component potentials are rather high as compared to other components potentials. The second analysis is based on the theoretical hypothesis that it is the increasing diversity of response traits (heterogeneity and redundancy) which increases resistance. We hypothesised that, when it is response traits that have been used to model ecosystem services, the functional diversity of a plant community can be linked to its overall resistance in terms of ecosystem services. We linked a number of measures of functional diversity to resilience potential, including the α and β dimensions of entropy and functional diversity, and the redundancy and complementarity of functional groups. The obtained results for the grasslands at Lautaret lead us to reject the hypothesis which proposes that the functional diversity of plant communities can be used to predict the patterns of resilience of the analysed ecosystem services, as these do not correspond to the patterns of resistance obtained from the approach using operating ranges. Finally, we suggest that to assess the capacity of a socio-ecosystem to maintain the provision of ecosystem services, our approach using operating ranges is preferable as it allows for the quantification of the resistance profile of each service. This approach could be further developed using scenario building so as to determine « to what » the provision of each service is resistant.


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