Un indicateur de biodiversité est un indicateur de la diversité des espèces animales et végétales, à l'échelle régionale ou globale.
Depuis le troisième sommet de la Terre en 1992 et le sommet mondial sur le développement durable en 2012, le suivi de la biodiversité est reconnu comme urgent et nécessaire. Ce suivi pose des problèmes d'une grande complexité, car il est humainement et techniquement impossible d'appréhender et suivre la biodiversité dans son ensemble : pour le seul domaine des espèces, seules d'espèces ont été identifiées sur un potentiel de quinze à cent millions (et parmi celles qui sont décrites, seules quelques milliers sont relativement bien suivies). On cherche donc à avoir une idée réaliste de la situation via quelques indicateurs pertinents.
Ceux-ci doivent donner une idée juste de l'état de la biodiversité, des pressions qu'elle subit, et de la pertinence des réponses apportées par les actions de protection de la Nature. Il s'agit aussi de mesurer les tendances prospectives, pour éventuellement pouvoir les comparer à des situations que la planète a connues dans le passé. Il s'agit enfin d'aider les décideurs et les citoyens à hiérarchiser les priorités.
En 2014, un rapportUICN France (2014) Indicateurs de biodiversité pour les collectivités : cadre de réflexion et d’analyse pour les territoires. Paris, France. de l'UICN France, dans le cadre de son travail d'accompagnement des collectivités territorialesUICN France, « Page intitulée Collectivités et Biodiversité », consulté 2014-07-02., a proposé un cadre commun d’analyse et de réflexion pour définir leurs indicateurs de biodiversité.
Rappels sur la biodiversité Le terme de diversité biologique, utilisé dès les années 1960, a été remis au goût du jour et popularisé par Thomas Lovejoy en 1980. Il est désormais supplanté par sa contraction, le terme biodiversité, employé pour la première fois par Walter G. Rosen en 1986. D'après le Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE), la diversité biologique, ou biodiversité, est la . Elle inclut la diversité intraspécifique (diversité génétique), la diversité entre espèces (diversité spécifique) et la diversité des écosystèmes (diversité écosystémique). Hubbell (2001) en a proposé une définition plus précise : la . C'est cette définition qui sera conservée ici pour passer en revue les méthodes utilisées pour la mesurer.
Richesse spécifique Le terme de richesse spécifique utilisé largement depuis Jaccard (1902) donne le nombre de taxons donné dans un assemblage choisi. C'est la mesure la plus vieille et la plus intuitive de la diversité biologique mais elle n'est pas sans poser certains problèmes. Tout d'abord, il est rarement possible d'obtenir une richesse spécifique absolue, hormis pour des espèces de grande taille (grands mammifères, arbres). Il faut donc se contenter d'une estimation de la richesse spécifique obtenue via des inventaires souvent longs et coûteux à mettre en place. La richesse spécifique est ainsi souvent biaisée par l'intensité de l'effort d'échantillonnage, notamment pour des espèces dont la distribution spatiale est irrégulière.
Les différents types de diversité biologique Diversité spécifique La diversité spécifique prend en compte à la fois la richesse spécifique et l'abondance relative des espèces (« equitability ») dans un assemblage donné. Il existe de multiples indices pour mesurer la diversité spécifique qui donnent plus ou moins de poids à chacune de ses deux composantes. Ces indices ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients et leur utilisation dépend de l'objectif de l'étude menée. Les indices les plus utilisés sont les indices de Shannon, de Simpson. Hill (1973) a établi une expression synthétique des divers indices proposés ; elle a été analysée par Daget (1981, 2007).
Diversité taxonomique La diversité taxonomique prend en compte des informations phylogénétiques. Elle correspond, selon la définition fournie par Clarke et Warwinck en 1995, à la longueur moyenne du chemin, dans la classification hiérarchique, entre deux organismes choisis aléatoirement dans une communauté et tient donc compte de tous les niveaux taxonomiques (espèces mais aussi genres, familles et ordres). Autrement dit, elle part du principe qu'à richesse spécifique et « équitabilité » égales, la diversité d'une communauté sera plus grande si les espèces appartiennent à de nombreux genres différents que si elles sont toutes du même genre. Il existe différentes manières de la mesurer dont l'indice de Clarke et Warwick, le « taxonomic distinctness index » Warwick & Clarke,2000 qui est en fait une extension de l'indice de Simpson, robuste vis-à-vis des variations dans l'intensité de l'effort d'échantillonnage.
Diversité phylogénétique La diversité phylogénétique reflète l'histoire évolutive accumulée par une communauté d'espèces et peut donc être mise en relation avec la résilience des écosystèmes face aux changements environnementaux. La notion de diversité phylogénétique Vane-Wright et al., 1991 suppose ainsi que l'extinction d'une espèce ayant une longue histoire évolutive et peu d'espèces proches parentes serait davantage préjudiciable en termes de biodiversité que celle d'une espèce ou sous-espèce récemment apparue. La diversité phylogénétique est de plus en plus utilisée car il a été montré qu'elle expliquait bien la productivité des écosystèmes Cadotte et al., 2009 et qu'elle représentait une histoire évolutive présentant un intérêt en biologie de la conservation Mace et al., 2003Knapp et al., 2008.
Diversité fonctionnelle .
Diversité dans l'espace : Diversité alpha, bêta et gamma Les différents types de diversité ont également été décomposés en trois composantes : locale (diversité α), entre sites (diversité β) et régionale (diversité γ)Lande, 1996Graham & Fine, 2008.
Diversité alpha La diversité α est une mesure du nombre d'espèces présentes dans un habitat uniforme de taille fixe à un temps donné.
Diversité bêta La diversité β correspond au taux de remplacement des espèces dans un gradient spatial environnemental au sein d'une zone géographique donnée.
Diversité gamma La diversité γ est le taux d'addition de nouvelles espèces quand on échantillonne le même habitat en différents endroits. Elle correspond donc à la diversité à l'échelle régionale. Elle est très élevée dans les forêts tropicales humides, et moins élevées dans les milieux extrêmes (très froids, très chauds, très acides...)
Mesure de la biodiversité Pendant longtemps, la mesure de la biodiversité s'est basée sur le nombre d'espèces d'un milieu donné et sur des indices simples ne prenant en compte que le nombre voire la proportion relative de ces différentes espèces. Or, étant donné la complexité de la notion de biodiversité et les nouveaux enjeux liés à son érosion massive et rapide, ce type de mesures a rapidement montré ses limites. Dès lors, de nombreuses études s’intéressant aux différentes facettes de la diversité biologique et aux moyens de les évaluer plus finement ont vu le jour. Les mesures de la biodiversité prennent désormais en compte des aspects phylogénétiques ou fonctionnels, qui se révèlent pertinents en biologie de la conservation notamment.
Lacunes de connaissance Elles ont plusieurs explications, dont ; importance du nombre estimé de taxons (plus de 30 microbiennes du sol) ; manque de moyens humains (on forme moins de naturalistes et spécialistes de la taxonomie alors que les besoins n'ont jamais été aussi importants), manque de moyens matériels et financiers, notamment dans les pays du sud qui sont souvent les plus pauvres, alors qu'ils ont la plus grande richesse en biodiversité. Les outils de connaissance scientifique, concernant la génétique et la modélisation notamment, sont dans les pays du nord, qui eux ont déjà perdu une grande partie de leur biodiversité ; difficulté à choisir des indicateurs consensuellement reconnus comme représentatifs de tous les pans et aspects de la biodiversité ; manque d'outils simples adaptés à l'évaluation des aspects génétiques de la biodiversité ; difficulté à suivre les espèces très mobiles, les espèces des grands fonds, du sol, des zones tropicales éloignées et isolées, virus et bactéries, entités de type prion, etc.
Quels indicateurs de biodiversité ? Des efforts sont faits pour constituer des référentiels partagés d'indicateurs de biodiversité. Ces efforts sont récents mais nombreux et intenses.
Ces indicateurs sont nécessaires pour comprendre les principes qui régissent l'évolution de la biodiversité, la vitesse et l'ampleur des changements induits par les activités humaines, directs et indirects (ex : impact de l'augmentation des UV lié au trou de la couche d'ozone et impacts des modifications climatiques).
La Convention sur la diversité biologique engage les États signataires (tous les États de la planète) à publier en 2010 une évaluation précise de l'efficacité de leurs actions en faveur de l'arrêt de la régression de la biodiversité. Pour les y aider, le secrétariat a compilé une liste de potentiels, qu’il classe par niveau de perception (écosystème - espèce - gène) et par type de milieux (indicateurs généraux, biodiversité forestière, biodiversité agricole, biodiversité aquatique intérieure et marine, etc.).
On peut distinguer différents types de variables indicatrices : variables patrimoniales ( évolution du nombre d’espèces (incluant espèces dites « charismatiques », et « clé de voûte »), évolution de la variabilité génétique totale et de la diversité des écosystèmes) ; variables décrivant le caractère fonctionnel de la biodiversité, comme élément fondamental des écosystèmes ( état des réseaux trophiques, du maillage écologique, ou la résilience des différents services écosystémiques) ; état - pression - réponse (Les pressions sont décrites par des variables « négatives » (ex : espèces invasives, pollution lumineuse, fragmentation écologique et isolats génétiques...). Des seuils sont proposés ou validés, indiquant des degrés de menace directe ou indirectes, immédiates ou différées et des niveaux de gravité) ; diversité biologique dans la nature « banale » et/ou domestiquée (espèces élevées et cultivées), qui elle aussi peut se dégrader. Finalement, pour combler le manque d'indicateurs d'état faisant référence universelle, le GEO-BON (Group on Earth Observaion – Biodiversity Observation Network) a défini en 2013 un ensemble de variables essentielles de la biodiversité (VEB/EBV), à l'image des variables climatiques essentielles. Ces 21 EBV, organisées en 6 classes allant de la diversité génétique des espèces à la diversité écosystémique globale en passant par la composition et la fonctionnalité des communautés d'espèces, constituent l'ensemble nécessaire et suffisant des variables mesurables ou déductibles de mesures in situ, qui permettent de décrire et de prédire l'état et la dynamique de la biodiversité, et d'harmoniser les efforts de surveillance, de recherche, de prévision et de gestion dans ce domaine par nature très divers.
L'IPBES utilise le cadre conceptuel des EBV pour son analyse périodique des statuts et tendances de la biodiversité globale. En France, l'Observatoire national de la biodiversité rassemble un jeu d'indicateurs alignés sur les EBV, destinés à suivre la biodiversité: son état, les pressions et les menaces qui pèsent sur elle, et les réponses de la société; le cadre EBV est également le cadre conceptuel retenu pour le Programme national de surveillance de la biodiversité terrestre.
Qu'est-ce qu'un indicateur de biodiversité ? Définition De manière générale, un indicateur est le résumé d'une information complexe qui offre la possibilité aux différents acteurs (scientifiques, gestionnaires, politiques et citoyens) de dialoguer entre eux.