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Résultats - Modélisation et scénarios

Biodiversité, changement climatique et déforestation à Madagascar

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La biodiversité de Madagascar est menacée par la déforestation et par les changements climatiques. Le projet BioSceneMada vise à anticiper l’influence de deux phénomènes à l’aide de scénarios.

Contexte

L'île de Madagascar abrite un grand nombre d'espèces endémiques et une biodiversité exceptionnellement riche. Les conditions environnementales très variées donnent lieu à une grande diversité bêta. Mais les forêts tropicales, qui concentrent la majeure partie de la biodiversité, sont fortement menacées par les changements climatiques et par la déforestation.

Question

Quelles sont les zones à plus fort risque de perte de biodiversité face à la déforestation et au changement climatique à Madagascar ?

Méthodes

  • compilation et vérification de données d'inventaires portant sur près de 5 000 espèces représentatives de la flore et de la faune de l'île
  • développement d'un script pour modéliser les niches climatiques des espèces et déduire leur probabilité de présence et leur aire de distribution présente et future
  • création de MadaClim, un site internet qui reprend toutes les données climatiques actuelles (WorldClim) et celles issues des modèles du Giec, distribuées spécifiquement pour Madagascar et associées à des variables supplémentaires
  • détermination du lien entre climat et stock de carbone forestier
  • utilisation de modèles de communautés afin d'identifier les facteurs (climat, barrières géographiques comme les bassins versants) déterminant les assemblages d’espèces
  • élaboration de cartes du couvert forestier malgache et d'un logiciel (Python deforestprob) qui détermine les zones à risque de déforestation
  • production de cartes du couvert forestier futur à Madagascar et d'un modèle qui permet d’estimer le taux de déforestation (ha/an) pour l’ensemble des pays africains

Résultats

  • la surface recouverte par la forêt risque de diminuer de moitié en 2050 par rapport à l'an 2000, et de trois quarts en 2100. Dans le futur, les forêts se concentreront dans les zones peu accessibles et situées en altitude.
  • les aires protégées devraient être efficaces à moyen terme en contribuant à déplacer la déforestation sur des milieux à plus faible biodiversité. Mais, avec des taux de déforestation constants, les aires protégées les plus accessibles ne seront pas épargnées au long terme.
  • les forêts les moins impactées par la déforestation devraient aussi être les plus affectées par les changements climatiques
  • le climat est un facteur déterminant pour l'assemblage de certains mammifères et surtout des espèces poïkilothermes (reptiles et amphibiens). Pour les lémuriens, le facteur principal est le bassin versant. Il faudra tenir compte des deux types de facteurs
  • Les changements climatiques devraient induire des modifications fortes des assemblages d'espèces, entraînant une diminution d'environ 20 % des stocks de carbone forestier à Madagascar à l’horizon 2100 par rapport à 2010

Implications

  • les résultats de BioSceneMada devraient s’avérer utiles pour réfléchir aux stratégies de conservation de la biodiversité les plus efficaces pour contrer l’effet du changement climatique et de la déforestation à Madagascar.
  • les prochaines étapes du projet seront de faire connaitre ces résultats et de diffuser les méthodes scientifiques utilisées auprès des institutions environnementales malgaches
  • Les informations sur le lien entre climat, biodiversité et stockage de carbone viendront éclairer les décisions prises dans le cadre du programme REDD+
  • les conclusions sur les facteurs influençant les assemblages d'espèces pourront aider les décideurs à continuer d'améliorer le Système national d’aires protégées (SAPM), en identifiant les zones refuges pour la biodiversité face aux changements climatiques
  • le projet BioSceneMada développe un Atlas de la biodiversité de Madagascar, incluant les points de présence des espèces, leur distribution actuelle, leur distribution future potentielle et une estimation de leur vulnérabilité au changement climatique.

Des îlots de biodiversité face aux changements climatique

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Contexte

En Bolivie, les glaciers qui surmontent la Cordillère Royale alimentent en eau les zones humides des hautes Andes tropicales (THAW, pour Tropical High Andean Wetlands). Mais les changements globaux ont causé une perte du volume des glaciers.

Questions

  • Quels seront les impacts de la fonte des glaciers sur la biodiversité des zones humides des hautes Andes tropicales ?
  • Quelles en seront les conséquences sur les services écosystémiques associés (stockage du carbone, régulation de l'eau et production de fourrages pour les troupeaux) ?

Méthode

  • Simulation de la baisse des apports en eau glaciaires aux zones humides (modèle de comportement des glaciers)
  • Etude des relations entre les espèces animales et végétales et la surface recouverte par les zones humides
  • Analyse des pratiques d'utilisation des terres (modèles multi-agents)

Résultats

  • Les zones humides des hautes Andes tropicales se sont fragmentées
  • Les oiseaux et le zooplancton sont davantage susceptibles d'être sévèrement affectés
  • La diminution des écoulements d'eau vers les zones humides risque d'homogénéiser les conditions environnementales, d'où une diminution de la diversité taxonomique à l'échelle locale et régionale et une transformation des assemblages de plantes terrestres

Implications

  • Une carte digitale indique le statut de conservation de plus de 1500 zones humides et sera utilisée pour identifier des secteurs prioritaires pour les programmes de conservation
  • Un jeu de rôles permettra aux fermiers de tester virtuellement les effets de leurs décisions sur les services écosystémiques dans un contexte de changements climatiques (en cours de construction)
  • Le cadre méthodologique créé a fait l'objet d'une publication disponible gratuitement en espagnol pour les acteurs locaux et pourra s'appliquer à d'autres régions montagneuses

 

Souris des villes, gerbilles des champs, des envahisseurs au Sénégal

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Contexte

Deux espèces envahissantes de rongeurs progressent au Sénégal à la faveur des changements globaux, l'une profitant du développement des infrastructures et transports humains et l'autre des évolutions climatiques et environnementales des dernières décennies au Sahel.

Questions

Quels sont les principaux facteurs responsables de l’invasion de la gerbille nigériane et de la souris grise au Sénégal ? Quelles sont les aires géographiques susceptibles d’être envahies dans un futur proche ?

Méthodes

Deux types de modèles, statistique et multi-agents, ont été élaborés pour étudier les distributions respectives de la souris grise et de la gerbille nigériane en fonction de facteurs distincts.

Résultats

Le projet CERISE a abouti à des cartes présentant :

- La distribution estimée de la gerbille nigériane. Les modèles montrent une progression jusqu’à environ 200 kilomètres au sud de la Mauritanie depuis son arrivée dans les années 1980, ce qui correspond aux observations sur le terrain. Les facteurs substrat (densité de sable), végétation (surface couverte en herbacées et indice de végétation) et climat (température) sont cruciaux pour expliquer la distribution de cette espèce.

- Les transports commerciaux et les déplacements de souris grises associés, à plusieurs échelles de temps. Les simulations varient selon les dates des marchés locaux, la nature et le nombre d'habitants des agglomérations, et la probabilité d’embarquement des souris dans les véhicules.

Implications

Les résultats des chercheurs permettront aux communautés locales de faire face à l'invasion par ces deux espèces. Pour cela, de nombreuses actions d'information (affiches, banderoles, film d'animation, pièce de théâtre, émissions de radio) ont été réalisées.

 

Pour continuer à vivre au fil de l’eau, un jeu qui en vaut la chandelle

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Contexte

Dans la région de Curuai, au nord du Brésil, les habitants vivent en fonction du cycle de variation du niveau de l'eau. Mais leur mode de vie est en train de changer sous l'effet des crues exceptionnelles plus hautes et plus fréquentes liées aux changements climatiques

Questions

  • Quels sont les effets des nouvelles pratiques des populations locales sur la biodiversité ?
  • Les ribeirinhos pourraient-ils s’emparer des connaissances sur les variations hydrologiques afin de mieux s’adapter aux modifications de leur environnement ?

Méthodes

  • Prélèvement et analyse d'échantillons provenant des milieux naturels (teneur en nutriments, identification des espèces de microorganismes)
  • Modélisation d’accompagnement (ComMod) avec un jeu de rôles dans lequel les agriculteurs et les pêcheurs gèrent une propriété en fonction de contraintes (main d’œuvre, bétail et localisation)
  • Modélisation hybride (en cours de développement) : le jeu de rôles y est associé à un modèle informatique qui prend en compte le niveau des ressources naturelles

Résultats

  • L’incertitude ressentie par les populations rend difficile l’adoption de stratégies adaptées sur le long terme.
  • L'augmentation des niveaux d’eau pendant les crues réduit la superficie des pâturages. Les agriculteurs en ouvrent de nouveaux sur la terre ferme, d'où la déforestation qui est observée, entrainant une dégradation de la qualité des sols.
  • Les fortes crues conduisent les habitants à abandonner leurs logements sur pilotis pour aller vivre en ville. Les zones urbaines rejettent des effluents qui polluent l’eau (prolifération de cyanobactéries toxiques), ce qui constitue une menace tant pour la santé humaine et animale que pour les dynamiques des populations de poissons.

Implications

Plusieurs projets ont été lancés pour améliorer la modélisation hybride que les habitants utiliseront pour prendre en compte la biodiversité dans leurs décisions.

 

 

Les forêts de Guyane, si utiles mais en péril

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Contexte

Les écosystèmes forestiers de Guyane française sont menacés par les changements climatiques.

Questions

  • De quelle manière la biodiversité et les services écosystémiques (stockage de carbone, ressource en bois) varient-ils entre les paysages et selon le climat ?
  • Quelles pourraient-être les conséquences des changements climatiques ?

Méthodes

  • installation de stations micro météorologiques dans la forêt
  • quantification et spatialisation du stockage de carbone forestier sur l’ensemble du territoire
  • modélisation des couplages entre dynamique forestière et variabilité climatique
  • classement des essences commerciales selon leur vulnérabilité au stress hydrique

Résultats

  • CLIMFOR a produit la première carte de la biomasse aérienne de la Guyane ainsi que des cartes d'irremplaçabilité de la biodiversité et des services écosystémiques étudiés
  • les inventaires forestiers constituent une source d'information pertinente malgré l'incertitude liée aux noms vernaculaires
  • le stress hydrique lié à la saison sèche est le facteur déterminant de la dynamique et du fonctionnement de la forêt
  • la saison sèche devrait s’intensifier dans les décennies à venir

Implications

  • les gestionnaires actuels des forêts naturelles et exploitées doivent adapter leurs modes de gestion aux climats du futur
  • pour cela, les cartes d'irremplaçabilité et l'analyse de la sensibilité de quelques essences forestières au stress hydrique selon le degré de compétition seront utiles
  • la carte de la biomasse aérienne en Guyane est importante pour le rapportage de la France au titre de la CCNUCC et du Protocole de Kyoto