Une étude inédite publié dans Communications naturelles ont découvert que les agroécosystèmes d’Allemagne centrale, en particulier les prairies et les terres cultivées, peuvent avoir une capacité accrue à fournir simultanément plusieurs biens et services lorsque la gestion des terres réduit l’utilisation de pesticides et d’engrais azotés minéraux.
Cette découverte reste vraie dans les conditions climatiques futures potentielles, la biodiversité des sols étant censée être un élément important de ce que l’on appelle la multifonctionnalité, selon des chercheurs du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv), du Centre Helmholtz pour la recherche environnementale (UFZ), l’Université de Leipzig et l’Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU).
L’étude est également la première à utiliser des mesures mixtes de multifonctionnalité écologique et économique qui prennent en compte les préférences des parties prenantes pour différents services écosystémiques. Par exemple, les agriculteurs accordent une plus grande valeur à la productivité alimentaire que les autres parties prenantes. En outre, la société dans son ensemble bénéficie de services de régulation tels que la séquestration du carbone et la préservation de la qualité de l’eau.
À ce jour, un débat considérable existe sur la méthode agricole idéale qui correspond aux diverses valeurs de la société. L’agriculture intensive utilise des engrais minéraux et des pesticides de synthèse pour augmenter les rendements, tandis que l’agriculture extensive évite les produits agrochimiques. Chacune comporte des compromis : l’agriculture intensive peut augmenter les rendements mais peut polluer, tandis que l’agriculture extensive peut nécessiter davantage de terres en raison de rendements plus faibles par unité de surface.
« La conception unique de l’étude nous a permis d’évaluer les effets des principaux facteurs de changement mondial, tels que le changement climatique et l’utilisation des terres, sur la fourniture de services écosystémiques », explique le premier auteur Friedrich Scherzinger, ancien élève d’iDiv et de l’Université de Leipzig. Scherzinger a dirigé l’étude de son mémoire de maîtrise à l’Université de Leipzig et à l’Université de Graz. « Ces services écosystémiques sont essentiels au bien-être humain. La combinaison de la recherche économique et écologique offre une vision plus holistique des parties interconnectées de l’écosystème. »
Intégrer l’écologie et l’économie dès le départ
Les chercheurs ont utilisé une expérience sur le terrain à grande échelle avec cinq types d’utilisation des terres dans deux scénarios climatiques différents (climat actuel et potentiel futur) : le Global Change Experimental Facility (GCEF), exploité par l’UFZ.
La partie multifonctionnalité écologique de l’évaluation a exploré 14 fonctions écosystémiques, telles que le lessivage de l’azote et la production de biomasse aérienne ; tandis que l’évaluation de la multifonctionnalité économique a intégré la valeur financière totale des six services écosystémiques résultants : la production alimentaire, la régulation du climat, la qualité de l’eau, la santé des sols, la conservation de la biodiversité et l’esthétique du paysage.
« Le Global Change Experimental Facility est une expérience unique », déclare le co-auteur et coordinateur du GCEF, le Dr Martin Schädler, écologiste à l’UFZ et à iDiv.
« Cela nous permet de comparer directement les réponses de différents types d’utilisation des terres au changement climatique dans des conditions standardisées, sans effets confondants des différentes conditions de site. Ceci est particulièrement important pour contraster les systèmes de production intensifs et extensifs qui, dans le monde réel, sont souvent établis. dans des contextes très différents. »
En intégrant dès le départ les préférences des agriculteurs, des résidents locaux, des agences de conservation de l’environnement et des agences de tourisme pour différents services écosystémiques, les chercheurs proposent une évaluation plus complète des services écosystémiques qui surmonte les inconvénients d’une évaluation purement économique.
« Des niveaux de biodiversité plus élevés stabilisent les rendements de la biomasse et les rendent plus résilients aux perturbations, à l’instar d’un portefeuille d’actions diversifié », explique le professeur Martin Quaas, économiste à iDiv et à l’université de Leipzig et auteur principal de l’étude. « Sur la base de cet effet, nous pourrions calculer une valeur d’assurance naturelle de la biodiversité. »
Les résultats suggèrent que le climat futur et la gestion intensive réduisent la multifonctionnalité écologique des prairies et des terres cultivées. Globalement, la mesure de la multifonctionnalité économique est environ 1,7 à 1,9 fois plus élevée pour la gestion extensive que pour la gestion intensive, et cela s’applique aussi bien aux prairies qu’aux terres cultivées.
Cependant, si l’on considère uniquement les préférences des agriculteurs, les prairies gérées de manière intensive présentent une multifonctionnalité plus élevée que celles qui ne le sont pas. Les résultats de l’étude sont basés sur des mesures par unité de surface, mais ils n’ont pas été évalués en fonction de la quantité de rendement produite.
Relier la biodiversité des sols aux services écosystémiques
L’étude a également exploré la relation entre la biodiversité des sols (la variété de la vie dans le sol) et la multifonctionnalité écologique selon les types d’utilisation des terres et dans les conditions climatiques actuelles et potentielles futures.
Les résultats suggèrent que la biodiversité des sols pourrait constituer un élément important de la capacité de l’écosystème à remplir simultanément plusieurs fonctions, et que les écosystèmes à faible biodiversité des sols pourraient être particulièrement vulnérables aux conditions climatiques futures.
« Environ 60 % de toutes les espèces sur Terre vivent dans le sol. Ces créatures du sol sont non seulement incroyablement diverses, mais constituent également l’épine dorsale fonctionnelle de nos écosystèmes », explique le professeur Nico Eisenhauer, écologiste des sols à iDiv et à l’université de Leipzig et auteur principal de l’étude. étude.
« L’étude indique que nous pouvons maintenir la biodiversité des sols grâce à des stratégies de gestion ciblées pour soutenir les multiples services que la nature nous fournit. »
L’étude constitue une étape essentielle vers une approche holistique et globale, les auteurs mettant en garde contre une diminution significative des avantages que la société tire de la terre en raison du changement climatique, de la perte de biodiversité et de l’utilisation massive de produits agrochimiques.
« Notre étude révèle que les agriculteurs maximisent leurs revenus grâce à une gestion intensive, tandis que la fourniture de services écosystémiques est plus élevée dans le cadre d’une gestion extensive », explique Scherzinger.
« Étant donné que ce sont traditionnellement les agriculteurs qui gèrent les terres, les bénéfices sociétaux ne peuvent être optimaux sans un système qui encourage les agriculteurs de manière à combler l’écart de revenus entre la gestion intensive et extensive. »
Cependant, des aspects pertinents, tels que la diversité des paysages et l’empreinte foncière (la superficie nécessaire par unité de rendement), n’ont pas été pris en compte dans cette étude, ce qui rend difficile de tirer des conclusions quant au type d’agriculture qui est finalement le mieux adapté à l’objectif visé.
« Les recherches futures devraient se concentrer sur la fourniture de services écosystémiques au niveau du paysage et sur le rôle de l’hétérogénéité du paysage pour un résultat sociétal optimal », conclut Scherzinger.
Plus d’information:
Friedrich Scherzinger et al, La gestion durable des terres améliore la multifonctionnalité écologique et économique sous le climat ambiant et futur, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-48830-z