Impacts du changement climatique : Eau et Biodiversité

Le Vendredi 3 janvier 2020
Afin de décrire l'état du Climat et ses impacts sur l'ensemble du territoire français, l’ONERC (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique) s’est doté d’indicateurs. Un indicateur est une information, associée à un phénomène, permettant d’en indiquer l’évolution dans le temps, de façon objective, et pouvant rendre compte des raisons de cette évolution. Dans cette fiche, les indicateurs s'intéressent à l'eau et la biodiversité.

Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

Définition de l'indicateur

Cet indicateur rend compte de l’évolution, en France métropolitaine, du front d’expansion de la chenille processionnaire du pin depuis les années 1970.

Contact, origines des données, date d'actualisation de l'indicateur Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

Responsable de l’indicateur : Alain ROQUES
Organisme propriétaire des données : INRA (Institut National de la Recherche Agronomique)
Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : 12 novembre 2019

Méthode de calcul de l'indicateur Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

La cartographie de la distribution de la chenille processionnaire était assez grossière par le passé et liée à sa seule importance économique. Elle était obtenue par repérage visuel non exhaustif et non géo-référencé des nids. L’observateur les reportait ensuite manuellement sur une carte Michelin. Depuis, l’INRA a pris la décision, compte tenu de son intérêt pour l’étude du changement climatique, de constituer une base de références suffisamment fiable pour servir de référence à des comparaisons scientifiques sur le long terme de l’expansion de cet insecte. La cartographie du front d’expansion de la processionnaire du pin à l’échelle de la France métropolitaine (hors Corse) a été réalisée selon une grille de 8 km x 8 km calée sur le réseau systématique de suivi du Département de la Santé des Forêts (DSF). Elle se base sur les données actualisées à un pas de temps de 5 ans pour le front de colonisation Nord (de la Bretagne au Jura ; enregistré en 2005-2006 et 2010-2011), de 10 ans pour le Massif Central (enregistré en 2004-2005), et elle établit le premier enregistrement des fronts de colonisation dans les Alpes et les Pyrénées à ce grain d’observation (enregistrés en 2010-2011 selon une grille de 16x16 non calée sur le réseau systématique).

Fiabilité de l'indicateur Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

D’origine méditerranéenne, cet insecte présente, contrairement à la plupart de ses congénères, un développement larvaire hivernal et se trouve pendant ce stade, favorisé par une augmentation même minime de la température qui régule ses chances de survie. Par comparaison avec le début des années 1990, la progression est visible aussi bien en latitude qu’en altitude (Alpes, Pyrénées, Massif central). Le front de progression annuelle est aisément identifié par l’observation des nids d’hiver blancs, bien visibles à distance. Les jeux de données basés sur une cartographie grossière existants avant l’an 2000 ont été remplacés par des collectes géo- référencées de présence des nids dans le Bassin Parisien et les Alpes du Sud depuis 2003. Ce dispositif a été généralisé sur toute la France durant l’hiver 2005-2006, pour lequel on dispose d’une carte de référence complète du front d’expansion. La carte du Bassin Parisien est réactualisée tous les ans et la carte globale tous les 5 ans.

Justification de l'indicateur Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

L’utilisation d’indicateurs d’ordre biologique présente l’intérêt d’une approche intégrée des conséquences du changement climatique. En l’occurrence, les contraintes thermiques de l’insecte sont d’une part une température létale inférieure à -16°C et, d’autre part, des capacités de nutrition nocturne liées à l’exigence d’une température du nid d’au minimum 9°C durant le jour suivie d’une température de l’air supérieure à 0°C la nuit suivante. Alors que ces contraintes forçaient par exemple en Région Centre l’insecte à stationner au sud de la Loire dans les années 1970, le réchauffement climatique les a progressivement levées permettant une expansion continue vers le Nord au rythme moyen de 2,7 km/an entre 1972 et 2009, avec une notable accélération à 4 km/an durant les 10 dernières années. L’insecte a ainsi progressé de 100 km vers Paris en parallèle à une augmentation moyenne de 1,1°C de la température durant la même période. On dispose par ailleurs d’un modèle prévisionnel de l’expansion adapté aux différents scenarii climatiques pour le futur. Un argument supplémentaire réside dans l’impact sanitaire conséquent (urtication/allergies/choc anaphylactique) pour l’Homme et les animaux domestiques.

Perspectives pour l'indicateur Front d’expansion de la chenille processionnaire du pin

Le front Bassin Parisien est réactualisé tous les ans mais le front global sur toute la France seulement tous les 5 ans.

Évolution du front d’expansion de la chenille processionnaire du Pin dans le Bassin Parisien entre 2010 et l'hiver 2018-2019


Crédits : INRA

La carte de la région parisienne montre que le front de colonisation Nord fusionne avec les foyers introduits accidentellement en Ile-de-France et que Paris intra-muros est désormais atteint, probablement du fait de l’extension des foyers de Nanterre et de Bagneux/Arcueil.

4km/an

la chenille processionnaire du pin a progressé de 4 km/an vers le nord durant les 10 dernières années

Progression du front d’expansion de la chenille processionnaire en France entre la période 1969-1979 et l'hiver 2015-2016


Crédits : Institut National de la Recherche Agronomique

La carte globale, réactualisée tous les 5 ans, montre l’expansion latitudinale de la processionnaire du pin en France entre les hivers de la période 1969-1979 et l’hiver 2015-2016. D’origine méditerranéenne, cet insecte présente, contrairement à la plupart de ses congénères, un développement larvaire hivernal. Il se trouve, pendant ce stade, favorisé par une augmentation même minime de la température hivernale qui régule ses chances de survie. En l’occurrence, les contraintes thermiques de l’insecte sont d’une part une température létale inférieure à -16 °C et, d’autre part, des capacités de nutrition nocturne liées à l’exigence d’une température du nid d’au minimum 9 °C durant le jour suivie d’une température de l’air supérieure à 0 °C la nuit suivante. Alors que ces contraintes forçaient par exemple en Région Centre l’insecte à stationner au sud de la Loire dans les années 1970, le réchauffement climatique les a progressivement levées permettant une expansion continue vers le Nord. Les populations situées à l’Est et à l’Ouest du Massif Central, séparées à l’origine, se sont également rejointes au nord de ce massif. Une progression similaire est visible en altitude (Alpes, Pyrénées, Massif central). La progression la plus importante du front Nord a eu lieu dans la région Champagne-Ardennes.

Indice de sécheresse annuelle en métropole

Définition de l'indicateur

Cet indicateur rend compte de la sécheresse agricole (ou édaphique) en France métropolitaine calculé comme le pourcentage en moyenne sur l’année de la surface du territoire où l’on a observé des conditions anormales d’humidité du sol.

Contact, origines des données, date d'actualisation de l'indicateur Indice de sécheresse annuelle en métropole

Responsable de l’indicateur : Michèle Blanchard
Organisme propriétaire des données : Météo-France
Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : 28 juillet 2017

Méthode de calcul de l'indicateur Indice de sécheresse annuelle en métropole

L’indice reproduit est un indicateur de la sécheresse agricole (ou édaphique) en France métropolitaine issu des travaux du projet Climsec (Soubeyroux et al, 2012), basé sur l’indice d’humidité du sol, Soil Wetness Index (SWI).
Il est calculé comme le pourcentage en moyenne sur l’année de la surface du territoire où l’on a observé des conditions anormales d’humidité du sol.
Le critère appliqué est le suivant : Moyenne sur les 12 mois de l’année de la surface du territoire où l’humidité du sol est inférieure au seuil des 10% des humidités du sol les plus faibles que l’on ait observées pour le même mois et au même lieu sur la période 1961-1990 (fréquence d’apparition de l’événement de sécheresse supérieure à 10 ans).

Fiabilité de l'indicateur Indice de sécheresse annuelle en métropole

La réanalyse hydrométéorologique de la chaîne Safran-Isba-Modcou (SIM) sur la période 1958-2008 (Vidal et al., 2009) a permis dans le cadre du projet ClimSec (soutenu par la Fondation Maif) de disposer d’une base de données homogène à haute résolution spatio-temporelle sur la France pour caractériser les déficits en eau des différentes composantes du cycle de l’eau.
Des indicateurs standardisés, basés sur les l’indice d’humidité des sols (SSWI) ont été définis et utilisés pour décrire la typologie des sécheresses dans le climat actuel (Vidal et al., 2009). Les données de base sont issues de la chaîne SIM, opérationnelle à Météo-France depuis 2003. Les données sont disponibles depuis 1959 à aujourd’hui.

Justification de l'indicateur Indice de sécheresse annuelle en métropole

Sous l’effet des changements climatiques, la fréquence et l’ampleur des sécheresses vont très certainement s’accroître (déclaration OMM du 15/12/2009). La France est particulièrement concernée par ce risque, comme ont pu le montrer les études sur les évolutions attendues du cycle hydrologique (voir Boé, 2007 par exemple) mais l’étude des sécheresses nécessite de s’accorder sur des définitions communes des différents types de phénomène – météorologique, agricole et hydrologique – et de définir des indices normalisés pour les caractériser.

Perspectives pour l'indicateur Indice de sécheresse annuelle en métropole

Intégration des données Climsec dans le portail Drias les futurs du climat.
Déclinaison de cet indicateur pour les observatoires régionaux.

Surface de la France affectée annuellement par la sécheresse sur la période 1959-2016

Graphique pourcentage annuel de la surface touchée par la sécheresse, France métropolitaine
Crédits : Météo-France

L’analyse de l’extension moyenne des sécheresses des sols depuis 1959 permet d’identifier les années ayant connu les événements les plus sévères comme 1989 et 1990, 2011, 2003 et 1976.
L’évolution de la moyenne décennale montre que l’extension moyenne des sécheresses tend à augmenter depuis les années 1990.
Cet indice permet d’appréhender le niveau atteint par une sécheresse à l’échelle de la France métropolitaine. Son évolution sur la période 1959-2016 permet d’identifier les années où la sécheresse affectait une part conséquente du territoire, par exemple 1976, ou encore les années 1989 et 1990, 2003 et enfin 2011. On notera également que la sécheresse 1976 a été l’événement le plus fort sur notre territoire depuis au moins 1959 pour les déficits d’humidité des sols suivi par les années 1989, 2011 et 2003. En regard, la moyenne sur 11 ans tracée permet de matérialiser l’accentuation de l’extension spatiale des sécheresses des sols depuis les années 1990. Depuis le début du XXIe siècle, 11 années sur 16 ont dépassé la moyenne des surfaces touchées sur la période 1961-1990. Ce constat est à mettre en rapport avec la tendance climatique observée de l’assèchement des sols en France sur quasiment tout le territoire et en toute saison.

Evolution de la date de migration de certains oiseaux

Définition de l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Cet indicateur présente l’avancée des dates d’arrivées printanières des migrateurs sur leurs zones de nidification, à partir d’effectifs nationaux ou régionaux. Le site retenu est la Pointe de Grave (33), à l’extrémité nord de la pointe du Médoc. Ce site concentre un flux important de migrateurs à la migration prénuptiale.

Contact, origines des données, date d'actualisation de l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Responsable de l’indicateur : Jérémy DUPUY, LPO (Ligue pour la Protection des Oiseaux)
Organisme propriétaire des données : LPO (Ligue pour la Protection des Oiseaux)
Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données :  13 novembre 2019

Méthode de calcul de l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Le site de la Pointe de Grave (33), situé à l’extrémité nord de la pointe du Médoc, concentre un flux important de migrateurs à la migration prénuptiale. Dans le cadre de cet indicateur, les espèces dites migratrices transsahariennes ont été sélectionnées afin d’apporter une homogénéité dans les stratégies de migration déployées par les migrateurs. En effet, les migrateurs transsahariens sont en grande majorité des migrateurs totaux, c’est-à-dire que l’ensemble de la population nicheuse européenne migre au sud du Sahara pour hiverner. Les données utilisées pour calculer cet indicateur ont été récoltées lors du suivi de la migration active menés dans le Sud-Ouest de la France par la LPO Délégation territoriale Aquitaine : dans le département de la Gironde (33), à la Pointe de Grave pour la migration prénuptiale. Durant ce suivi, des observateurs professionnels assistés par des écovolontaires, observent, identifient et comptabilisent les oiseaux en migration active, du lever au coucher du soleil. Au printemps, le suivi se déroule du 1er mars au 31 mai (avec cependant des différences selon les années) et a débuté en 1986 de manière partielle. Les données récoltées se décrivent sous la forme de totaux journaliers pour chaque espèce observée en migration active. Ainsi, chaque année, une date moyenne de passage est obtenue pour les espèces qui nous intéressent. Pour cet indicateur, la date moyenne a été privilégiée car elle apparaît comme la plus robuste (Moussus et al. 2010).

Fiabilité de l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Les espèces retenues sont celles pour lesquelles :
1/ la série d’observations est suffisamment longue pour être significative (jeu de données dépassant parfois 40 ans)
2/ le recensement, régional ou national, est de très bonne fiabilité

Justification de l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Dans l’étude du vivant, les oiseaux tiennent une place particulière. Sous nos latitudes et parce qu’ils sont diurnes pour la plupart, assez peu nombreux en terme de diversité (quelques centaines d’espèces au plus), facilement visibles (plumages colorés des mâles) et audibles (chants, cris), ils sont parmi les espèces les plus étudiées par les écologues, mais aussi parmi ceux qui touchent le plus le grand public. Les conséquences biologiques du changement climatique sur les oiseaux sont désormais bien connues (Møller et al. 2010). Une des réponses les plus documentées repose sur des décalages temporels dans la phénologie des espèces. Parmi ces décalages, l’avancée des dates d’arrivées printanières des migrateurs sur leurs zones de nidification est bien détaillée (Sokolov et al. 1998; Lehikoinen et al. 2004; Sparks et al. 2005; Jonzén et al. 2006; Zalakevicius et al. 2006).

Perspectives sur l'indicateur d'évolution de la date de migration de certains oiseaux

Les données présentées lors de l’étude n’auront a priori pas à subir, à court terme, de modifications de la procédure de récolte, ni de leur traitement statistique.

Date de retour des migrateurs transsahariens observés à la Pointe de Grave

Date de retour des migrateurs transsahariens observés à la Pointe de Grave
Crédits : ONB

En moyenne les migrateurs transsahariens observés à la Pointe de Grave pour leur migration prénuptiale reviennent 6 jours plus tôt entre les premières observations vers 1989 et 2017. Les 16 espèces ne répondent pas de la même manière au réchauffement climatique, ainsi le décalage temporel atteint presque 17 jours pour le Balbuzard pêcheur tandis qu'il est de moins de 1 jour en moyenne pour le Martinet noir. Cependant toutes les espèces de migrateurs transsahariens observés présentent une date retour plus précoce.

Températures moyennes des eaux du Léman

Définition de l'indicateur

Cet indicateur rend compte de l’évolution de l’évolution de la température en moyenne annuelle des eaux du Léman à 5, 100, 200 et 309 mètres de profondeur.

Contact, origines des données, date d'actualisation de l'indicateur Températures moyennes des eaux du Léman

Responsable de l’indicateur : Audrey KLEIN
Organisme propriétaire des données : Commission internationale pour la protection des eaux du Léman - CIPEL - www.cipel.org
Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données : 12 Novembre 2019

Méthode de calcul de l'indicateur Températures moyennes des eaux du Léman

La température moyenne par niveau est calculée en prenant la moyenne mensuelle, puis la moyenne des températures moyennes mensuelles.
Jusqu’en 1980, les données sont issues de la moyenne de plusieurs points de mesure. A partir de 1980, les données sont issues d’une seule station de référence située au milieu du lac dans la zone de profondeur maximale (46°27’05.1"N 6°34’23.8"E).

Fiabilité de l'indicateur Températures moyennes des eaux du Léman

Vu le grand volume et l’inertie du Léman, les données permettent de mettre en évidence des évolutions tendancielles de long terme de la température de la masse d’eau. La moyenne est calculée à partir de 18 et 21 données par année pour chaque niveau.

Justification de l'indicateur Températures moyennes des eaux du Léman

Le suivi de l’évolution de la température des eaux du lac est très important pour son impact sur :

  • la reproduction des poissons, notamment de l’omble chevalier (température inférieure à 7-8 °C entre 50 et 100 m de profondeur),
  • le brassage hivernal des eaux, permettant la réoxygénation des eaux du fond. 

Évolution de la température en moyenne annuelle des eaux du Léman (50, 100, 200 et 309 m)


Crédits : Commission internationale pour la protection des eaux du Léman

Crédits : Commission internationale pour la protection des eaux du Léman

Pour estimer l’évolution de la température dans les zones profondes, il faut retenir les années où on observe un brassage complet des eaux du lac.
La température des eaux de fond (309 m), en moyenne annuelle, est passée par un minimum de 4,4 °C en 1963 (après l’hiver 1962-1963) pour atteindre 5,8 °C en 2018. L’augmentation, qui n'est pas régulière, peut être estimée à 0,6 °C en 50 ans. La température des zones profondes (309 m) ne fait qu'augmenter depuis 2012 avec un minimum relatif de 5,1 °C, pour atteindre 5,8 °C en 2018.

Évolution de la température en moyenne annuelle des eaux du Léman à 5 mètres de profondeur


Crédits : Commission internationale pour la protection des eaux du Léman

Pour les eaux de surface (5 m), la température moyenne annuelle est de 13,4 °C en 2018. Selon la courbe de tendance et selon les observations, l’augmentation est 1,5 °C  entre 1970 (moyenne 1970-1979) et 2018 (moyenne 2007-2018).
A noter que les records de la température des eaux à une profondeur de 5 m des années 2009 et 2011, qui était de 13,3 °C, ont été largement dépassée en 2015 avec 14,98 °C qui devient l'année la plus chaude jamais observée. L'année 2018 sans égaler le record de 2015 se place parmi les années les plus chaudes observées avec une température de surface (0 m) qui égale celle de 2015 en atteignant une moyenne annuelle de 14,73 °C.