Impacts du changement climatique : Eau et Biodiversité

Le Vendredi 25 novembre 2016
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 : 23 février 2014

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. Cela a été réalisé sur la base de deux campagnes de relevés visuels menées durant les hivers 2004-2005 et 2005-2006 par des techniciens INRA spécialisés dans l’étude de cet insecte. La présence d’au moins un nid dans une maille de 8 km par 8 km est la base prise en compte pour l’ensemble de la France. Des relevés plus précis ont été opérés sur certaines zones (Bassin parisien, Briançonnais) avec géo-référencement de tous les nids. Les relevés s’opèrent donc sur la base du front 2005-2006, permettant de calculer des vitesses de progression annuelle pour chacune des zones géographiques concernées.

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 1972 et 2014


Crédits : Institut National de la Recherche Agronomique

La carte animée de la région parisienne montre une progression moyenne d’environ 100 km vers le nord entre 1972 et 2009 en parallèle à une augmentation moyenne de la température hivernale de 1,1°C dans la même zone. Cette progression naturelle était relativement limitée entre 1972 et 1992, avec un rythme de 2 ,7 km/an, puis s’est notablement accélérée, avec un déplacement moyen de 4 km/an durant les 12 dernières années. L’ensemble de la région est désormais favorable au développement de l’insecte, qui a pu aussi s’implanter en foyers ponctuels largement au-delà du front (points en rouge en 2006, rouge foncé en 2011 et violet en 2014 sur la carte) à la suite d’introductions involontaires par l’Homme avec le transport de grands pins.

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 1980 et 2014


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 l’hiver 1980-1981 et l’hiver 2005-2006. 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).

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 des populations de certains oiseaux

Définition de l'indicateur

Cet indicateur présente l’évolution des populations françaises d’oiseaux les plus susceptibles de réagir au changement climatique, à partir d’effectifs nationaux ou régionaux. Depuis 2008, la Ligue de protection des oiseaux (LPO) observe une douzaine d’espèces ou groupes d’espèces.

Contact, origines des données, date d'actualisation de l'indicateur Évolution des populations de certains oiseaux

Responsable de l’indicateur : Philippe DUBOIS
Organisme propriétaire des données : LPO (Ligue pour la Protection des Oiseaux)
Date de dernière actualisation de l’analyse technique et des données :  20 février 2013

Méthode de calcul de l'indicateur Évolution des populations de certains oiseaux

Les données des indicateurs sont de différents ordres.
Jeux 1 et 3 : données brutes, obtenues lors de recensements exhaustifs (cigogne blanche hivernante et oie cendrée)
Jeu 2 : pour les canards marins, les données sont des indices d’abondance annuels, générés par un module de calcul intégré à la base de données gérée par la LPO. Ce module calcule automatiquement les indices annuels, comparant l’évolution de l’année en cours à l’ensemble de la série de comptages selon la méthode utilisée par le logiciel TRIM3.
Jeu 4 : l’indicateur concernant la Guilde des oiseaux à affinités septentrionales a été mise au point par le CRBPO/MNHN et la LPO ne possède pas les données et le logiciel permettant d’y parvenir
Jeu 5 : moyenne horaire à partir de données saisonnières brutes, recueillies selon un protocole standard (macreuse noire lors de la migration d’automne).

Fiabilité de l'indicateur Évolution des populations 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.

Les données concernant les oiseaux d’eau (canards, oies) notamment, touchant un très grand nombre de sites, ont été traitées grâce à des outils informatiques qui permettent soit de « lisser » les données lorsqu’il manque des données sur certains sites, soit d’établir des indices d’abondance qui renseignent souvent mieux sur les tendances évolutives des effectifs.

Justification de l'indicateur Évolution des populations 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. Ils sont également une source d’enjeux à la fois économiques et politiques, dans des domaines comme l’agriculture ou la chasse. Peut-être moins sensibles – ou, plus exactement « moins rapidement sensibles » -aux changements climatiques que les plantes ou les insectes, ils ont également pour eux d’avoir été étudiés en détail et depuis longtemps. Le choix des espèces indicatrices dans la présente étude est également lié à ces différents éléments et enjeux. Ainsi, la plupart des oiseaux d’eau choisis sont des espèces « gibiers », c’est-à-dire qu’ils infèrent sur l’activité cynégétique française (la plus importante d’Europe). D’autres sont très connus du public et ont un pouvoir symbolique très fort comme l’oie cendrée et, surtout, la cigogne blanche. Historiquement enfin, la plupart sont connues pour être sensibles aux variations climatiques locales ou générales.

Questions-réponses sur l'évolution des populations de certains oiseaux

Les données présentées lors de l’étude (2007) n’auront pas à subir, à court terme, de modifications de la procédure de récolte, ni de leur traitement statistique.
Il y aura en revanche nécessité de collecter ces données auprès de leurs fournisseurs, notamment celles ne figurant pas dans les bases de données de la LPO.

Évolution des effectifs d’oies cendrées hivernantes en France entre 1968-2011


Crédits : LPO/ Wetlands International

L’oie cendrée Anser anser n’était, dans la première moitié du XXe siècle, qu’une simple migratrice, traversant notre pays deux fois par an pour aller hiverner notamment en Espagne.

Les conditions d’hivernage, liées au changement climatique, permettent désormais aux oiseaux d’hiverner en Europe tempérée, en France notamment, mais aussi dès le sud de la péninsule Scandinave. Les oiseaux effectuent désormais des trajets migratoires plus courts. Débuté dès les années 1960, mais de façon discrète, ce phénomène s’est accru singulièrement à partir des années 1980. Dans le même temps, les effectifs hivernants ont diminué en Espagne, une partie des oiseaux ne franchissant plus les Pyrénées. Les effectifs hivernants d’oie cendrée en France montre une croissance importante surtout entre 1991 et 2003. Un léger tassement s’observe dans la période 2007-2009. Cependant, à partir de 2010, on note une nouvelle augmentation, avec un nouveau record en janvier 2011 (28 342 oiseaux). Cette dernière augmentation peut être liée à une arrivée d’oiseaux suite à la vague de froid de fin 2010, et qui hivernaient un peu plus au nord (Benelux notamment).

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 : 18 décembre 2014

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

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 de 4,4 °C en 1963 (après l’hiver 1962-1963), à 5,2 °C en 2013 (après l’hiver 2012-2013). L’augmentation est de 0,8 °C en 50 ans. En 2011, la température moyenne au fond était de 5,5 °C.

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 11,8 °C en 2013. Selon la courbe de tendance, l’augmentation est de 1,5 °C entre 1970 et 2013. La moyenne décennale permet de lisser les variations climatiques interannuelles et de dégager la tendance.
A noter que les années 2009 et 2011 sont de loin les années les plus chaudes en surface. Pour mémoire, la température des eaux à une profondeur de 5 m était 13,3 °C en 2011.