© Biocodex, 2008 © G Boeuf, 2012

Biodiversidad y cambio climático

Gilles Boeuf, Laboratoire Arago, Université Pierre et Marie Curie /CNRS, Banyuls-sur-mer, Muséum national d’Histoire naturelle, Collège de France, Paris,

Paris, el 4 de junio 2015

© GBoeuf, 2009

> 1.7 M especies continentales

< 0.3 M especies marinas

Guyane, les Nouragues, © GBoeuf, 2011

Es la parte viva de la naturaleza, el vivo en su diversidad y complejidad

« …Most organisms smaller than 1 mm occur worldwide wherever their required habitats are realised. This is a consequence of ubiquitous dispersal driven by huge population sizes . Metapopulations of microbial eukaryotes are cosmopolitan…” Finlay & Fenchel 2004. “…Current evidence confirms that, as proposed by the Baas-Becking hypothesis, ‘the environment selects’ and is, in part, responsible for spatial variation in microbial diversity. However, recent studies also dispute the idea that ‘everything is everywhere’… ». .Martiny et al., 2006.

P Lebaron, Lab Arago, Banyuls 2002

13 %

© SagaScience, 2010

100 M à 1 Md/g 2,5 t /ha

1 à 3 m de mycelium 3,5 t/ha

1 000 à 2 000

100

5

Tous animaux : 1 à 5 t/ha

23 %

© Biocodex, 2008

©P. Bouchet, MNHN,

Photo Chevasssus

Jacques Weber

Photo Chevasssus

C’est ça la biodiversité ! © B Chevassus-au-Louis, 2005

La biodiversité en danger ?

1 Destruction et pollution

2 Surexploitation

3 Espèces invasives 4 Changement climatique

Jackson et al., 2001

The ‘fishing down’ effect is

ubiquitous. It describes

the systematic extirpation of

marine megafauna

© M. Taquet

Has the Earth’s sixth mass extinction already arrived?

Barnosky et al., Nature, 2011

Les sept plaies de la

crise écologique

Le dérèglement climatique s’accélère, La crise du productivisme agricole, La pénurie d’eau potable, Les ressources halieutiques s’épuisent, La déforestation progresse toujours, La biodiversité s’effondre, Des produits toxiques de plus en plus disséminés.

13

Europe et amérique latine

Questions communes : Le changement climatique s’accélère, La question de l’eau est prégnante, Les pertes de biodiversité continuent, L’intensifisation agricole continue, avec pesticides et insecticides, La dissémination anarchique des espèces se poursuit…

Questions différentes : La surpêche et la déforestation sont mieux contrôlées, Les prévisions des impacts du changement climatique sont mieux établies, Les impacts sont différents bien entendu selon les pays et régions, les situations locales.

Effets du dérèglement

climatique

Fonte des glaciers, Cyclones tropicaux, fortes pluies et inondations, Sécheresses, le manque d’eau, La chute de l’oxygène dans l’eau, La remontée du niveau de la mer.

Les derniers rapports en France…

Chile, abril 2015 Antofagasta

Las lagunas altiplanicas… Chile

Paranal, II Región, ESO

© G Boeuf, 2015

Questions sud américaines

Pays amazoniens, Brésil, Bolivie,Venezuela, Equateur, Colombie, Pérou, Guyanes… Jusqu’en 1988, au Brésil, perte de 400 000 km2 de forêt, en 88-89, 700 000 ! La déforestation est une cause majeure du dérèglement climatique… Brésil,Indonésie… 30 % de la surface de la Terre étaient couverts de forêts tropicales, la moitié partie depuis 60 ans…,

La Cuenca del Amazonas encierra el 50% de la biodiversidad mundial y en ella se encuentra 1/3 de los árboles del planeta. Por último, unos 40 millones de personas viven en una de las mayores sociodiversidades de todo el planeta, con más de 250 pueblos indígenas, poblaciones extractivistas, ribeirinhos, etc…La relación entre la Amazonia y el clima se da en dos direcciones. Su tala y quema es la principal contribución de la región al cambio climático. A su vez, el calentamiento global producirá un acelerado proceso de substitución de selvas primarias por sabanas. Carlos García Paret, economista experto en cooperación y desarrollo local, 2011.

Le projet Amancay

Projet de l’INSU du CNRS, comment le climat pourrait évoluer en Amérique du Sud Tropicale dans le contexte du changement global ? Pour comprendre comment la machine climatique fonctionne, une méthode consiste à explorer l'évolution du climat au cours d'époques passées. En Amérique du sud, le récent recul des glaciers, depuis 1950, est équivalent au recul impressionnant observé en Europe après le « petit âge glaciaire », entre 1650 et 1950 !

"Il ne s'agit pas d'un sujet pour l'avenir, mais pour le présent, et les impacts sont bien plus importants que nous le pensions", a déclaré à la presse José Graziano Da Silva, directeur général de la FAO. "Les sécheresses à répétition, comme celle que traverse le sud du Brésil, sont un signe que le changement climatique est bel et bien là. L'Amérique latine est devenue un grenier du monde. L'impact en Amérique du Sud affecte la sécurité alimentaire de toute la planète. Nous le voyons déjà", a-t-il insisté. "On avait l'idée que le monde était devenu un grand supermarché, que chacun pouvait acheter ce qu'il voulait (...) Nous avions atteint une situation d'approvisionnement complet. Désormais, le changement climatique implique que nous ne savons pas ce qu'il va se passer", a t-il poursuivi, 7 mai 2014, Santiago de Chile. 47 millions de personnes en Amérique du sud soufrent de la faim, soit 8 % de la population…

Limitaciones de los modelos

N de Noblet, 2014

Volume 11 Numéro

3 | décembre 2011

La modélisation en sciences de l'environnement : approches et questionnements Section courante Migration et changement climatique en Amérique Latine : Quels enjeux Kaenzig Raoul et Piguet

Étienne

22

"El cambio climático no es sólo un problema medioambiental. Implicará cambios importantes en todas las áreas de la toma de decisiones políticas", dijo el secretario ejecutivo adjunto de la CEPAL, Antonio Prado. "La puerta de Ecuador al mundo –Guayaquil- es muy vulnerable", dice Jose-luis Samaniego.

En el período 2000-2008, estos desastres le costaron a América Latina un promedio de cerca de US$ 8.600 millones al año. El costo podría subir entre US$11.000 millones y US$250.000 millones al año, dependiendo del método de cálculo. America Central es particularmente vulnerable a una combinación de deforestación, disminución de las precipitaciones en algunas áreas y condiciones climáticas extremas.

La presión sobre el abastecimiento de agua en Guatemala, Honduras y Nicaragua será particularmente seria. "América Central tendrá que depender de la infraestructura para la irrigación y no de las precipitaciones", advirtió el ministro de Ambiente de Costa Rica, Jorge Rodríguez. Para la redacción del informe se usaron estudios de casos de países individuales: - El estudio de Chile concluyó que la parte central del país podría sufrir un descenso en las precipitaciones de cerca del 30% antes de 2100, lo que afectaría la cantidad de agua disponible para beber y para las plantas hidroeléctricas. - El estudio de Uruguay estimó que el costo del cambio climático sería de aproximadamente el 10% del PIB en el período hasta 2050. - El informe señaló que el aumento del nivel del mar causará pérdidas económicas

"muy importantes" en la segunda mitad del siglo. CEPAL habla de duro impacto económico, 2010.

Les migrations humaines

© Kaenzig et Piguet, Vertigo, 2011

Temperature

Métabolisme, dévelopment, croissance, reproduction… T° préférendum, inversion sexuelle, espèces invasives, migrations théorie métabolique, dispersion, maladies, précipitationq, precipitations, sécheresse, inondations…

• Prévisions du GIEC, + 0.85 °C durant le dernier siècle, + 1.8 – 4°C pour 2100 ? maxi + 6.4 ? + 0.12 en 30 ans pour la mer profonde en Méditerranée

L’avenir agricole Demain, nourrir 9 milliards d’humains, Produire plus sans augmenter indéfiniment les surfaces agricoles, 1 500 millions d’ha actuellement, Ne pas gaspiller l’eau (80 % aujourd’hui !), Arrêter les usages de pesticides et d’insecticides dangereux, diminuer les engrais, Produire des produits sains, Ne pas détruire la biodiversité, en tirer parti, Développer les polycultures, Créer de l’emploi, faible mécanisation, De vrais programmes de recherche fondamentale !

Lowland plant lag behind climate warming

Comparison of floristically (green) and climatically (red) reconstructed temperature trends 1965 - 2008. a, Trends in lowland forest plant communities (<500m a.s.l.). b, Trends in highland forest plant communities (500–2,600m a.s.l.). The thickness of lines shows the range of reconstructed temperature trends (n=1,000 trends). Dashed lines indicate the start of the contemporary climate warming period (1987–2008). Breaks in trends are due to no sample convergence for the years 1965 (in highland areas), 1972 and 1974 (in both lowland and highland areas).

Dupouey et al. 2004

R. Bertrand et al, Nature 2011, 479, 517-520

Tracking habitat change: expected changes in the distribution of holm oak and beech in France in the 21st century

Differences in the climatic debts of birds and butterflies at a continental scale

Devictor et al., Nature Climate Change, Jan 2012,

Figure 3 | European variations in the temporal trend of bird and butterfly CTI. The map shows the temporal trend of bird and butterfly CTI for each country. The height of a given arrow is proportional to the temporal trend and its direction corresponds to the sign of the slope (from south to north for positive slopes). The arrow is opaque if the trend is significant.

Oiseaux et papillons volent moins vite que ne change la température : la traque à l’habitat ! 33km pour les oiseaux, 114 km pour les papillons, sur 18 ans. 1°C vers le N, 249 km en Europe, accumulation de la « dette climatique ».

Biodiversité

la ville et la santé

Collège de France I, 7 janvier 2014 1 Renforcer les continuités écologiques, 2 Mieux intégrer la biodiversité en ville, 3 Mieux connaître et mieux faire connaître.

Renforcer les trames vertes et bleues

L’artificialisation des sols !

30

Marégraphes

1.7 +/- 0.3 mm/an entre 1900 et 1990

Satellites

« altimétriques »

Sea level rise since1900

3.3 +/- 0.4 mm/an

depuis 1990

La mer ne monte pas de manière

uniforme! (tendances régionales

entre 1993 et 2014)

mm/an

© A Cazenave, 2015

Figure 3a : Taux de CO2 atmosphérique (en μatm) et conséquence en terme de concentration en CO2 dissous dans l’océan (en μmol/kg) (adapté d’après FAQ sur l‘acidification des océans, EPOCA, 2012)

L’océan absorbe un 1/4 des émissions anthropiques de CO2

©

32

Océan : ~ 39000 PgC

CO2

340

360

380

1960 1980 2000

8,9

2,6

2,6 PgC/yr

0,9

+4,3 Gt/an

Flux de carbone en milliards de tonnes de carbone par an – 2004-2013 (Le Quéré et al. 2014)

Fuels Fossiles

Déforestation

© L Bopp, 2014

European Environment Agency

Contributed by John Guinotte

Climate change stressors: ocean acidification

J Mc Glade, 2009

CO2 + H2O = H2CO3 H+ + HCO3- = 2 H+ + CO3

2-

CO2 + H2O + CO32- = 2 HCO3

- Sabine, 2010

- 0.1 since the pre-industrial period -0.3 to 0.4 for the end of the 21rd Century?

8.18 8.08

pH decrease: Much lower biocalcification, Shells and skeletons,fragilisation and growth, Internal ionic imbalance, Zooxanthellae photosynthesis decrease, Increase sensitivity to T° increase, Alien invasive algae proliferation, Altered oceanic trophic chain, Jellyfication? Acclimation, adaption or extinction?

Totally linked with CO2 emissions

La productividad del fitoplancton y el exporte de carbono podrían disminuir en respuesta al cambio climatico

Bopp et al. 2013, IPCC WG2, 2014

Diminution de l’export de carbone biologique 10-15% en 2100 (scénario RCP85) Impact « négatif » sur l’absorption de carbone par l’océan

Capture stable mais un effort de pêche qui s’accroît considérablement

*Effective effort indexed on 2000 based on average 2.42% increase annually

Effo

rt (

GW

or

wat

ts x

10

9)

Cat

ch (

mill

ion

to

nn

es)

Year

5

10

15

20

25

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Catch

Effective effort*

Watson et al. (2012)

2048

© G Boeuf, 2004

© P. Cury, 2012

« Shifting baseline » 1926 – Thon rouge en mer du Nord 1957 - Trophées de Key West (USA)

Début des années 80 – Key West 2007 – Key West

© P Bouchet, 2012

Key role of foraging fish in marine ecosystems (Cury et al., 2000)

Les écosystèmes marins sont des composants clés de ces cycles

© L Bopp, 2014

Les écosystèmes marins sont des composants clés de ces cycles

Production de Sulfure de Diméthyle (DMS)

© L Bopp, 2014

Les écosystèmes marins sont des composants clés de ces cycles

Export de Carbone vers l’océan profond

© L Bopp, 2014

Nombre de catastrophes 1900-2006 (Em-Dat, OFDA international disaster database)

Security risks & hot spots caused by climate change

Degradation of

Freshwater Resources

Increase of Storm and

Flood Catastrophes

Decrease of

Food Production

Migration

Hot Spot

WBGU 2007

Réponse des systèmes aux

perturbations

Rés

ista

nce

Temps

Eta

t d

u s

yst

ème

Renouvellement(différenciation)

Edgar Morin, 2010, Bayard, Paris

Comment vivre en temps de crise ?

Le vaisseau spatial Terre est emporté par un quadrimoteur, la science, la technique, l’économie et le profit. Et chacun de ces moteurs est profondément ambivalent. Le probable est catastrophique, il est que nous allons vers l’abîme. Pourtant, il y a toujours eu de l’improbable dans l’histoire humaine, le futur n’est jamais joué. Le propre de la métamorphose, comme de toute création, est de ne pas être prévisible… il nous manque la conscience d’humanité planétaire… Homo faber, H. demens, H. sapiens.