Dissertations / Theses on the topic 'Paiement pour services écosystémiques'

En se fondant sur une étude des Paiements pour Services Environnementaux (PSE) en général et du cas costaricien en particulier, ce travail entend répondre à la suivante : en quoi et comment une analyse institutionnaliste renouvelle-t-elle et enrichit-elle la compréhension des mécanismes de PSE par comparaison avec une approche “coasienne” qui a dominé jusqu’à présent? L’analyse institutionnaliste montre que le Programme costaricien de PSE est fondé non pas sur la logique de la transaction marchande mais sur celle de récompense où les paiements viennent renforcer la bonne intendance environnementale. Sa performance apparait également meilleure selon la perspective institutionnaliste, du fait des effets indirects et à long terme du programme sur le plan environnemental et de sa forte légitimité, bien que son impact social apparaisse toujours faible. Cette compréhension différente du programme aboutit à de nouvelles recommandations et de nouveaux enseignements du cas costaricien
Based on assessment of Payment for Environmental Services (PES) in general and of the Costarican program in particular, this work intends to answer the following question: to what extent and how an institutionalist analysis provide a new and better understanding of PES compared with a "coasean" approach that has prevailed to present ? The institutionalist analysis shows that the Costarican PES program is not based on the logic of a market transaction but rather on that of reward for good environmental stewardship. Its performance appears also better when assessed according to an institutionalist perspective, which emphasizes the indirect and long-term positive effects for the environment of the program and its strong legitimacy, while confirming the weakness of its social impact. This different understanding of the program leads to derive new recommendations and lessons from the Costa Rican case

A presente dissertação de mestrado consiste em um estudo de caso de três programas de pagamento por serviços ecossistêmicos - PSE, que ajudaram a definir o papel que o direito deve assumir na implementação e manutenção desses mecanismos. Buscou-se, primeiramente, delimitar algumas bases teóricas, sobretudo, o que se entende por desenvolvimento sustentável e sustentabilidade institucional. Para tanto, optamos por demonstrar a evolução conceitual de serviços ambientais para serviços ecossistêmicos e entender este como uma segunda fase daquele, destacando os reflexos desse entendimento na estrutura jurídica dos programas de pagamento por serviços ambientais, que optamos por chama-lo de pagamento por serviços ecossistêmicos. Em seguida, descrevemos toda a evolução das discussões sobre REDD+, exemplo de PSE, para enfatizar os desafios que o direito assume com essa nova concepção de serviços ecossistêmicos. A experiência indica que o sucesso dos programas analisados são, em grande medida, consequência da ideia de função promocional do direito, bem como da observação das suas funcionalidades, quais sejam, orquestração, sinergia, flexibilização e legitimidade, que garantem, antes de mais nada, a sustentabilidade institucional dos mecanismos, permitindo sua perfeita adequação à realidade em que se insere e, mais do que isso, permitindo a manutenção desses instrumentos, mesmo diante de mutações do meio em que estão inseridos.
This master\'s thesis consists of a case study of three payment programs for ecosystem services - PSE, which helped define the role of law should take the implementation and maintenance of these mechanisms. We tried to, first, define some theoretical bases, above all, what is meant by sustainable development and institutional sustainability. Therefore, we chose to demonstrate the conceptual evolution of environmental services for ecosystem services and understand this as a second phase that, highlighting the consequences of this understanding the legal structure of payment for environmental services programs we chose to call it payment for ecosystem services. We then describe the whole evolution of discussions on REDD+, PES example, to emphasize the challenges that the right has with this new concept of ecosystem services. Experience indicates that the success of the analyzed programs are to a large extent the consequence of the idea of promotional function of law and the observation of its features, namely, orchestration, synergy, flexibility and legitimacy that ensure, first of all , institutional sustainability mechanisms, allowing its perfect adaptation to the reality in which it operates and, more than that, allowing the maintenance of these instruments, even in the face of the changing environment in which they live.

Le changement climatique est une réalité qui peut difficilement être ignorée. Pour lutter contre ce phénomène, un ensemble d’outils nationaux et internationaux, réglementaires et volontaires, incitatifs et coercitifs sont mis en place. Parmi la cohorte de mécanismes, une forme semble être de plus en plus privilégiée : les Paiements pour Services Environnementaux (PSE). La présente thèse a pour objectif d’identifier les raisons d’une telle popularisation auprès de différents acteurs internationaux et nationaux mais également publics et privés. Il semble que les PSE soient considérés par l’ensemble de ces derniers comme étant en mesure de combiner une protection de l’environnement et le développement des populations locales. Cependant, la réduction de la pauvreté engendrée est-elle durable ? Les propos sont alors illustrés à travers un cas d’étude présent au Congo. Pour ce faire, une analyse institutionnelle de la montée en puissance du projet, ainsi qu’une analyse de l’impact de ce dernier sur les populations locales et leur vulnérabilité sont effectuées
Climate change is a reality that can hardly be ignored. To fight against this phenomenon, a set of national and international instruments, regulations and voluntary and coercive incentives had set in place. Among the cohort of mechanisms, one seems to be increasingly preferred: Payments for Environmental Services (PES). This thesis aims to identify the reasons for such a popularization from various international and national but also public and private actors. It seems that the PSE should be considered by all of them as being able to combine environmental protection and the development of local populations. However, is the reduction of poverty generated sustainable? The words are then illustrated through a case study present in Congo. To do this, an institutional analysis of the rise of the project, and an analysis of the impact of the latter on the local population and their vulnerability are made

Cette thèse vise à comprendre les mécanismes par lesquels les Paiements pour Services Environnementaux (PSE) émergent et influencent la conservation effective des écosystèmes naturels au Cambodge. Elle contribue également à poursuivre l’opérationnalisation des cadres conceptuels institutionnalistes d’analyse des PSE dans le cadre d’un pays parmi les moins avancés de la planète. Au Cambodge, les PSE apparaissent comme le résultat de processus politiques de négociations influencés par les institutions préexistantes et dans lesquelles certains acteurs, notamment le Gouvernement et les ONG, cherchent à influencer les décisions relatives à la définition de nouvelles règles d’utilisation des ressources naturelles afin que celles-ci s’alignent sur leurs intérêts. Ceci amène, au Cambodge, au blocage de certains types de PSE. La thèse cherche également à mesurer et expliquer l’efficacitéenvironnementale d’un cas de PSE communautaire. Ce type de mécanisme peut contribuer à la conservation efficace des forêts même lorsque la pression extérieure augmente. Néanmoins, ces effets dépendent de certaines caractéristiques du contexte socio-économique local, probablement parce qu’elles influencent la capacité de gestion collective des forêts que vise à renforcer ce type de PSE. De plus, la pérennité de ces effets n’est pas assurée sur le long terme. Le programme a ainsi érodé certaines perceptions des valeurs d’usage de la conservation de la forêt qui, dans un contexte de pauvreté et de dépendance forte des populations locales aux ressources naturelles, peuvent constituer des motivations partiellement intrinsèques à conserver
This thesis aims to understand the mechanisms through which Payments for Environmental Services (PES) emerge and influence the effective conservation of natural ecosystems in Cambodia. It also contributes to the operationalization of institutional conceptual frameworks for the analysis of PES, as it takes to the case of one of the world’s least developed countries. In Cambodia, PES appear to be the result of political processes (negotiations) influenced by pre-existing institutions and in which some stakeholders, such as the Government and NGOs,seek to influence decisions related to the definition of new rules for the use of natural resources so that they align with their interests. This explains why some types of PES schemes face political blockages at the national level. The thesis also seeks to measure and explain the environmental effectiveness of one community-PES. The case study leads to the effective conservation of forests even when the external pressure increases. However, this effect depends on some characteristics of the local socio-economic context, probably because they influence the likelihood of local collective management of forests, which the scheme aims to strengthen. In addition, the permanence of these effects is not guaranteed in the long run. The program has indeed eroded some perceptions of use values of forest conservation, which are, in a context of poverty and strong dependence of local communities on natural resources, the foundation for partially intrinsic motivation to conserve

Cette thèse questionne les vecteurs et les effets de l’adoption d’un concept « à la mode » dans les politiques de conservation de l’eau, celui de « Paiements pour Services Hydriques » (PSH). Elle adopte un positionnement multiscalaire et orienté vers les acteurs en cherchant à retracer les étapes allant de l’élaboration du concept de PSH dans des arènes scientifiques internationales à sa mise en œuvre sous la forme de projets localement. Elle s’organise autour de l’hypothèse de la production d’un territoire hydro-social construit autour de la notion de « service hydrique » entre usagers de l’amont et de l’aval d’un bassin-versant. L’enquête, principalement qualitative, se penche sur un cas d’étude, la région de Naivasha, où le premier projet de PSH actif du Kenya a été mis en œuvre. Elle combine une approche par la « traduction » et la mobilisation de concepts critiques de la political ecology. La thèse montre que l’adoption des PSH correspond à une période de transformation de la configuration conservationniste locale, notamment liée aux réorientations récentes des politiques de conservation de l’eau au Kenya. La problématisation du projet conduit à une focalisation nouvelle sur l’enjeu érosif et à une nouvelle distribution des rôles. Les discours autour du « succès » du projet cachent néanmoins les principaux bénéfices qu’en retirent les acteurs agricoles « enrôlés » comme « acheteurs » ou comme « vendeurs » de services hydriques. Dans la zone d’intervention du projet, la territorialisation associée aux PSH doit être relativisée, à la fois par le niveau de contrôle exercé et au regard de la transformation de la relation des individus à l’espace
This PhD thesis explores the drivers and effects of the adoption of a "fashionable" concept in water conservation, that of "Payments for Watershed Services" (PWS). It adopts a multiscalar and actor-oriented stance by seeking to reconstruct the main steps from elaboration of the PWS concept within international scientific arenas to its implementation in locally based projects. The thesis is organised around the hypothesis of the production of a hydro-social territory constructed on the "watershed service" between upstream and downstream riparian inhabitants. It mainly builds on qualitative methods and focuses on a case study in the Naivasha region, where the first active PWS project was implemented in Kenya. It combines a "translation" approach with the mobilisation of critical concepts of political ecology. The thesis shows that the adoption of PWS corresponds to a period of transformation of the local conservationist configuration, notably driven by the recent reorientations of water conservation policies in Kenya. The problematisation of the project focuses on soil erosion coming from the upper-catchment and leads to a redistribution of roles. The discourses that fuel the project's "success" hide the main benefits that agricultural actors "enrolled" as "buyers" or "sellers" of watershed services derive from it. In the implementation zone, the territorialisation related to the PWS project must be relativised, both by the level of control exercised and with regard to the transformation of individuals’ relation to space

Regroupés sous le vocable d’« instruments économiques » – ou instruments de marché (market-based instrument) –, les mécanismes de compensation écologique et de paiements pour services environnementaux se sont imposés comme des instruments incontournables des politiques de protection de la biodiversité et des écosystèmes. Articulés autour d’une pluralité de principes (principe pollueur-payeur, principe bénéficiaire-payeur, etc.) et de concepts (services écosystémiques, capital naturel, etc.) largement influencés par les approches économiques de la biodiversité et des écosystèmes, ces deux instruments caractérisent l’émergence d’une nouvelle approche des politiques environnementales. L’étude révèle la pluralité des liens juridiques qui unissent la compensation écologique et les paiements pour services environnementaux. Tantôt rapprochés, tantôt distingués, ces mécanismes s’imposent, in fine, comme les deux faces d’une même pièce. L’utilisation des paiements pour services environnementaux, à des fins de compensation écologique, apparaît toutefois comme une orientation préoccupante de nature à détourner cet instrument de son objet. En dépit de leurs vertus théoriques, l’efficacité des mécanismes de compensation écologique et de paiements pour services environnementaux pour la protection de la biodiversité se révèle discutable, justifiant un renforcement et une mise en cohérence de leur cadre juridique
Gathered under the term “economic instruments” – or market-base instruments -, mechanisms for ecological compensation and payments for environmental services have established themselves as the essential tool for the biodiversity and ecosystem protection policies. Built around a plurality of principles (polluter pays principle, beneficiary pays principle, etc.) and concepts (ecosystem services, natural capital, etc.) largely influenced by economical approaches of biodiversity and ecosystems, these two instruments characterize the oncoming of a new take on environmental policies. The study reveals the plurality of judicial links that unite ecological compensation and payments for environmental services. Sometimes close together, sometimes distinguishable, these mechanisms are, in fine, both sides of a same coin. The use of payments for environmental services, as ecological compensation, appears however as a preoccupying orientation, likely to deflect this instrument from its purpose. In spite of their theoretical virtues, the efficiency of ecological compensation mechanisms and payments for environmental services for the protection of biodiversity turns out to be questionable, justifying a reinforcement and more consistency in their legal framework

Durant ces dernières années. l'engouement suscité par les Paiements pour Services Environnementaux (PSE) n'a cessé de s'accroître et de nombreux programmes ont été mis en place à travers le monde. Néanmoins, malgré un nombre croissant d'études, l'efficacité de ces instruments pour la réduction de la déforestation reste contestée. Cette thèse contribue à cette littérature en se concentrant plus spécifiquement sur l'impact d'un programme fédéral mexicain de PSE : le PSA-H. Après une introduction générale retraçant l'émergence des PSE et les débats académiques autour de cet instrument, le second chapitre présente les spécificités du système foncier mexicain, les politiques environnementales et plus spécifiquement le PSA-H ainsi que les données utilisées dans l'analyse empirique. La thèse s'intéresse ensuite dans un troisième chapitre aux méthodes d'analyse d'impact et à leur application dans le contexte des instruments de conservation de la forêt. Ce chapitre montre que les PSE sont des traitements spécifiques et que de nombreux ajustements sont nécessaires pour pouvoir appliquer des méthodes d'analyse d'impact dans ce contexte. Par la suite, la thèse propose trois analyses empiriques s'appuyant sur des données d'enquêtes primaires et secondaires. Dans le quatrième chapitre, nous proposons une nouvelle méthode permettant d'estimer l'additionnalité et les effets de fuite du PSA-H dans notre zone d'étude. Les résultats montrent que les effets de fuite peuvent diminuer l'efficacité des PSE. Dans le cinquième chapitre, la thèse étudie comment l'usage de la terre peut influencer l'allocation des paiements au sein des communautés bénéficiaires. Les résultats de l'analyse empirique suggèrent que, en dépit de la volonté des autorités mexicaines de concevoir le PSA-H comme un instrument de compensation, la distribution suit une logique de récompense. Les agents qui déforestent reçoivent moins de paiements, ce qui montre que la logique pollueur-payé à la base des PSE Coasiens n'est pas respectée. Le sixième chapitre étudie les interactions entre le PSA-H et la foresterie communautaire. Les entreprises de foresterie communautaire se sont largement développées au Mexique depuis les années 1980. Dans une optique de coordination des politiques économiques, il est crucial de savoir comment elles interagissent avec le PSA-H. Les résultats de l'analyse empirique montrent que le PSA-H peut aider ces entreprises à se stabiliser et se développer. Enfin, dans une conclusion générale, la thèse discute les implications des analyses empiriques pour la conception des PSE et les perspectives de recherche qui en découlent
During recent years, Payments for Environmental Services (PES) have become a popular forest conservation instrument and numerous new schemes have emerged around the world, particularly in developing countries. Nevertheless, despite a growing body of academic literature on the topic, little remains known of the effectiveness of PES schemes in reducing deforestation. This dissertation contributes to the literature with a specific focus on the impact of a federal Mexican PES scheme : the PSA-H. We begin with a general introduction retracing the emergence of PES and the current academic debates surrounding the mechanism. Chapter 2 introduces the particularity of the land tenure system in Mexico, the country's environmental policies and the PSA-H scheme and presents the data used in our empirical analysis. Chapter 3 looks at impact evaluation methodologies and how they have been used in the context of forest conservation instruments. We show that PES schemes are very complex treatment and that evaluating their impact using classic impact evaluation techniques requires many adjustments. After discussing these challenges, we propose three empirical essays based on primary and secondary data. Chapter 4 presents a new methodology allowing us to estimate the additionality and leakages of the PSA-H in our study area. Our results provide evidence that leakages can undermine PES effectiveness. Chapter 5 studies how land use can influence the allocation of PES payments within the beneficiary community. Using original survey data, our results show that, despite the attempts of the Mexican authorities to design the PES scheme as compensation for avoiding deforestation, payments have been redistributed as a reward for existing conservation. The deforesting agents receive less remuneration than other recipients, which shows that the polluter-paid principle at the origin of the Coasean notion of PES has not been appropriated. Chapter 6 studies the interactions between the PSA-H and Mexico's Community forest enterprises (CFEs) which are run by the communities and implement sustainable extraction activities in community forests. In a search for a relevant policy mix, it seems crucial to know how they interact with the PSA-H. The results of our empirical analysis show that the PSA-H can help these enterprises to develop and stabilize over time. Finally, in the conclusion, we discuss the implications of the empirical essays for the design of PES schemes and future research

Forgés par les théoriciens de l’économie environnementale dans les années 1990, les Paiements pour Services Environnementaux (PSE) sont des instruments promus comme d’innovants mécanismes de marché permettant la conservation des ressources naturelles. Cette construction savante circulant dans les sphères académiques et politiques internationales coexiste dans la pratique avec une « variété de PSE ». Présenté comme un idéaltype en matière de PSE, le Programme de Paiement pour Services Environnementaux (PPSE) du Costa Rica, introduit en 1996, est pourtant aux antipodes du modèle théorique de l’économie environnementale. En effet, les PSE tico sont des instruments incitatifs largement financés et mis en oeuvre par l’Etat, qui subventionnent non seulement la conservation des forêts privées mais également la production de bois. Cette thèse « réinjecte » les variables politiques, très souvent occultées dans la littérature en économie environnementale, afin d’expliquer les spécificités des instruments PSE costariciens. En cherchant à saisir « par le bas » les impacts de l’internationalisation de l’action publique, elle identifie deux variables dans les processus de « traduction » de ces instruments importés de l’international, opérant au niveau national et local : le gouvernement par les coalitions d’acteurs et les règles formelles et informelles du régime politique national. Cette enquête interroge la démocratisation et l’éclipse de l’Etat associées communément aux politiques environnementales. Elle montre au contraire que le régime politique costaricien structure et autorise un jeu plutôt fermé et « discret » (Culpepper, 2011) de coalitions d’acteurs, distant du « politics » et structuré autour des intérêts productifs du bois. Ce jeu tend à capturer la fabrique des instruments PSE, afin d'accaparer les flux financiers de la redistribution étatique et de la coopération internationale. Il façonne une enclave de « pluralisme limité » (Linz, 1964 ; Hermet, 2004), confinée au sein du régime démocratique costaricien
Developed by environmental economists during the 1990s, Payments for Environmental Services (PES) are market mechanisms, promised as being innovative for natural resource conservation. This theoretical construction, circulating within academic and international political spheres, coexists in practice with a « variety of PES ». Presented as an ideal example of PES, the Programme for Payment for Environmental Services (PPES) of Costa Rica, introduced in 1996, is however very far from the theoretical model of environmental economics. In fact, tico PES are incentives, financed and put into place largely by the state. They subsidize not only private forest conservation but also wood production. This work « reinserts » political variables, too often omitted in the environmental economic literature, in order to explain the specificities of the Costa Rican PES. By looking at the impacts of the internationalization of public action on national and local level, we identify two variables which help to comprehend the « translation» process of these international tools : government by coalitions and formal and informal rules of the national political regime. This study questions the democratization and the eclipse of the state usually associated with environmental politics. It shows that the Costa Rican political regime structures and authorizes a game by coalitions, which is rather closed and «discrete » (Culpepper, 2011), distant from « politics » and structured around the stakes linked with wood production. This game tends to take over the construction of PES mechanisms, in order to appropriate the financial flows which stem from the state’s redistribution and international cooperation. This game engenders an enclave of « limited pluralism » (Linz, 1964 ; Hermet, 2004) confined within the democratic Costa Rican regime

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:25:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maria A F Justiniano.pdf: 649823 bytes, checksum: c0290fa145ce16a13343cd513d9d9501 (MD5) Previous issue date: 2010-10-21
La recherche, sous un point de vue axiologique, a cherché à répondre à des questions relatives à droit de propriété rurale ayant pour basilaire le principe nucléaires de fonction sociale. L exigence de l environnement a été souligné dans le but de contribuer à la solution du problème de la réduction des zones protégées par la loi, en particulier les zones de préservation permanent. La recherche d alternatives au conflit vécues par les paysans entre la productivité et la durabilité n exploration de l activité rurale, a été fondée sur le droit fondamental à un environnement écologiquement équilibré, considéré par la Constitution comme une responsabilité de tous, du gouvernement et la société. En utilisant les solutions parmi les politiques publiques, a été identifié le Paiement des Services Écosystémiques (PSE) pour les agriculteurs en tant qu instrument de gestion de l environnement rendue possible grâce à des recettes de ICMS Écologique. Mettez en évidence le base théorique, en le droit Premial, défendu par Norberto Bobbio, en le principe de l égalité et le principe de solidarité dans la perspective de la justice distributive aristotélicienne.
A pesquisa, sob uma perspectiva axiológica, procurou responder questões inerentes ao direito de propriedade do imóvel agrário tendo como ponto nuclear o princípio da função social. O requisito ambiental foi enfatizado com o fim de contribuir para a solução da problemática da redução das áreas legalmente protegidas, em especial das Áreas de Preservação Permanente. A busca por alternativas para o conflito vivido pelo produtor rural entre produtividade e sustentabilidade, na exploração da atividade agrária, teve por base o direito fundamental ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, também consignado pelo legislador constituinte como dever fundamental de todos, do Poder Público e da sociedade. Ao recorrer às soluções dentre as políticas públicas, foi identificado o Pagamento pelos Serviços Ambientais (PSA) ao produtor rural, como instrumento de gestão ambiental viabilizado com receitas do ICMS Ecológico. Ressalte-se o suporte teórico, no direito premial, difundido por Norberto Bobbio, no princípio da isonomia e no princípio da solidariedade sob a ótica aristotélica da justiça distributiva.

La connexion entre milieux aquatiques et terrestres a suscité l’intérêt de la communauté scientifique, notamment l’effet du transfert d’énergie et de matière sur le fonctionnement des écosystèmes adjacents. Beaucoup d’études se sont intéressées aux apports d’insectes aquatiques ailés dans les écosystèmes naturels, mais peu à leur impact en milieu agricole. En modifiant la production secondaire d’invertébrés aquatiques, les pratiques agricoles sont à même d’intensifier ou diminuer l’effet de ces apports aquatiques dans les terres agricoles et par conséquent la fourniture de services écosystémiques utiles à l’agriculture. Nous avons collecté des données d’émergences et de dispersion d’insectes aquatiques depuis plusieurs rivières dans des paysages agricoles. Les principaux groupes d’insectes émergents sont les trichoptères (56%), chironomidés (25%) et éphéméroptères (19%). Nous estimons la biomasse sèche émergente entre 1445 et 7374 mg m-2 an-1 selon les sites. Une majorité de ces insectes aquatiques se déposent sur une bande entre 0 et 10 mètres du bord de la rivière mais une proportion importante (45%) se dépose dans les cultures après 20 mètres. Nous apportons de nouvelles et prometteuses connaissances suggérant que les insectes aquatiques participent à la fourniture de plusieurs services écosystémiques (fertilisation, contrôle biologie, épuration de l’eau et pollinisation). En paysage agricole, une communauté d’insectes riche et abondant est nécessaire à la mise en place d’un système agricole durable. Nous pensons que le rôle des insectes aquatiques est à ce titre important et suggérons de nouvelles pistes de recherches pour l’agroécologie
The connection between aquatic and terrestrial habitats has increased scientific interest in ecological subsidies, focusing on how the transfer of matter and energy between adjacent ecosystems can modify the ecosystems functioning. Much attention has focused on aquatic subsidies associated with winged aquatic insects in pristine areas, but their implication in agricultural landscapes is rarely considered. By altering the production of benthic macroinvertebrates, agricultural practices can increase or decrease the strength of aquatic subsidies and subsequently the provision of several ecosystem services to agriculture. We have monitored the emergence and inland dispersal of adult aquatic insects from several agricultural streams. Most emerging dry mass (DM) belong to Trichoptera (56%), Chironomidae (25%) and Ephemeroptera (19%). We estimate that annual emerging dry mass of aquatic insects ranged between 1445 and 7374 mg m-2 y-1 depending on stream. The majority of aquatic insects emerging falls between 0 and 10 meters from stream hedges. However, a great proportion (45%) though disperses and eventually falls after 20 meters from the stream. We provide new and promising evidence suggesting that winged stream insects can support several ecosystem services (soil fertilization, crop pest control, water purification and pollination). In agricultural landscapes, a rich and abundant insect community is necessary to promote sustainable practices, and we believe the role of aquatic subsidies in providing ecosystem services to agriculture is a new and promising field of research in agroecology

Mon travail de thèse s’intéresse au rétablissement de la continuité de la migration piscicole dans des réseaux d'irrigations, et plus particulièrement le cas des marais littoraux fortement régulés. Nous traitons le cas particulier du marais de Charras (estuaire de La Charente), et comme espèce cible nous nous intéressons à l’Anguille (a son stade de développement communément appelé civelle). Il s’agit d’un marais où l’écoulement est fortement régulé par des ouvrages de régulations: portes à flots, clapets, vannes. Or ces ouvrages sont des obstacles à la libre circulation des civelles. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la description du fonctionnement des ouvrages spécifiques à la gestion de l’eau dans les réseaux côtiers (portes à flots et clapet), et des solutions hydromécaniques permettant leurs franchissements (cale, raidisseur, et flotteur). Nous avons développé un modèle de fonctionnement de ces ouvrages permettant de dimensionner et comparer les solutions hydromécaniques existantes. Puis dans un second temps, nous avons étudié le comportement de la civelle au niveau des vannes. Nous avons vérifié, in-situ, la limite de vitesse de nage des civelles établie en laboratoire. Et nous avons mis en évidence que des modifications d’écoulement locales à l’aide de rugosités ne permettaient pas d’améliorer le franchissement des civelles. La troisièmes partie est consacrée à l’amélioration du passage des civelles aux niveaux d'ouvrage d’étagement (vannes et seuils) par modification de leurs gestions. Un modèle hydraulique basé sur les équations de Saint-Venant 1D du marais de Charras a été réalisé. Il permet d’évaluer l’impact des modifications de gestions des ouvrages de contrôle (porte à flot, clapet, vanne,…) sur les paramètres hydrauliques contraints par les besoins d’exploitation (ici les hauteurs d’eau, et les débit) et les grandeurs physiques de l’écoulement contrôlant le passage des civelles au niveau des ouvrages d’étagement (ici la vitesse de l’écoulement). Une quatrième partie présente plusieurs campagnes de suivi de conductimétrie dans le marais de Charras. Ils ont été mis en place pour évaluer l’impact du rétablissement de la continuité de la migration piscicole sur un réseaux hydrographique d’eau douce. Ils mettent en évidence que les solutions de franchissement piscicole permettent des intrusions salines qui complexifient l’écoulement: il est alors fortement stratifié
This PhD thesis investigates the fish migration continuity restoration in irrigation network, more specifically the highly regulated coastal marshes. We consider the study case of the Charras marsh (Charent estuary), and we focus on the eel migration (in particular on its lifestage part called glass eel). It is a highly regulated marsh where the flow regulate whiwh hydraulics structures: tide gates, flap gates, sluices gates. These structures are obstacles to glass eel migration. We start by studing specific structures for water management in coastal networks (flood gates and flap gates), and hydromechanical solutions for fish passage (blocks, stiffeners and floats). We propose an operating model for these specific structures that takes these hydromechanical solutions for fish passage into account. The model makes it possible to evaluate the impact of these solutions on the passabilities for fish, and on their performance in terms of hydraulic regulation. Then we studied the glass eel behaviour in front of a sluice gate. We verified, in situ, the swimming speed limit of the glass eel established by laboratory studies. And we showed that local flow modifications using roughnesses did not improve glass eel passage at sluice gate. The third part is devoted to the improvement of the glass eel passage at sluice gates (or weirs) by modifying their management rules. To evaluate the impact of these adaptations, a model of the marsh was built, based on the one-dimensional Saint-Venant equations and appropriate gate equations. It allows to evaluate the impact of the modifications of the control structures management (gate, flap gate, sluice gate,...) on: the key hydraulic parameters for the exploitation needs (water levels and flow rates), and the physical quantities of the flow controlling the passage of the elvers at the level of the structures (Flow velocities at the hydraulic structures). A fourth part presents several conductivity monitoring campaigns in the Charras marsh. They were made to assess the impact of restoring the fish migration continuity at coastal water control structures, on a freshwater hydrographic network. They show that the fish passage solutions allow saline intrusions that modify the flow: it becomes highly stratified

Les agroécosystèmes font face à un déclin des services écosystémiques (SE) de régulation, non-marchands. Nous l’interprétons via deux concepts économiques : les biens publics qui appellent une régulation, et la production jointe qui souligne les conséquences des interactions entre SE dans leur régulation.Cette thèse étudie comment accroître la fourniture de SE non-marchands par des incitations économiques, en prenant en compte la multiplicité des SE et les interactions entre eux.Nous étudions d’abord la régulation des biens publics joints à l’aide de microéconomie théorique. Ensuite, nous menons une analyse appliquée avec des données agroécologiques simulées et des méthodes numériques pour définir les solutions coût-efficientes et les incitations pour leur mise en œuvre. Nous comparons plus particulièrement les incitations basées sur les actions et sur les résultats.Nous montrons théoriquement que les interactions entre SE rendent leur régulation plus complexe, notamment avec des incitations basées sur les résultats, et quand le coût varie selon les bouquets de SE. Dans l’analyse appliquée, nous montrons que prendre en compte le coût de la fourniture des SE est crucial pour maximiser leur fourniture avec un budget limité. Nous montrons que les incitations basées sur les résultats sélectionnent les solutions coût-efficientes mais induisent un budget plus élevé que les incitations basées sur les actions, à cause des interactions entre SE. Enfin, nous montrons que l’analyse à l’échelle du paysage et l’hétérogénéité modifient les solutions qui maximisent les SE, mais pas les propriétés des deux types d’incitations.Nos résultats soulignent que les politiques agro-environnementales doivent cibler les services écosystémiques de manière intégrée, si possible à l’échelle de la ferme ou du paysage et considérer le coût de leur fourniture. Les incitations basées sur les résultats ne sont pas la solution à tous les problèmes des politiques agroenvironnementales
Agroecosystems show a decline in regulating, non-marketed ecosystem services (ES). We interpret this decline through two economic concepts: public goods, which call for regulation, and joint production, which underlines the role of interactions among ecosystem services in their regulation.This thesis studies how to increase the provision of non-marketed ES through the implementation of economic incentives, while accounting for their multiplicity and the complex interactions among them.We first study the regulation of joint public goods with microeconomic theory. We then carry an applied analysis with simulated agroecological data and numerical methods to define cost-efficient solutions and simulate the implementation these solutions with economic incentives. We especially compare result-based and action-based incentives.We show theoretically that interactions among ES make their regulation more complex, especially with result-based incentives and when the production cost varies among bundles of ES. In the applied analysis, we show that accounting for the cost is crucial to maximise ES with a limited budget. We show that result-based incentives select cost-efficient bundles of ES but lead to higher policy budgets than action-based ones, due to interactions among ES. Eventually, we show that considering the landscape scale and heterogeneity plays on the solutions maximising ES, but not on the comparison between result-based and action-based incentives.Our results underline that agri-environmental policies need to target ES in a integrative way, at the farm or landscape scale, and consider the cost of providing non-marketed ES. Result-based incentives don’t solve all issues of agri-environmental policies

En France, l’expansion des aires urbaines suit une évolution quasi-linéaire depuis les années 1990, en progressant d’environ 57 000 ha par an. Cette situation est contradictoire car l’urbanisation induit la destruction d’une ressource naturelle indispensable au maintien du bien-être de l’Homme : le sol. La connaissance du sol est perçue comme une contrainte en urbanisme puisque celle-ci contribue à remettre en question l’aspect destructeur des projets urbains. Cependant, compte tenu de la dichotomie entre pédologie et urbanisme, nous pouvons supposer que les élus locaux n’ont simplement pas connaissance des enjeux environnementaux et socio-économiques liés à la préservation des sols. Un travail d’enquêtes a donc été mené auprès d’élus locaux pour comprendre les liens d’influence entre représentations et pratiques. Les résultats montrent que le sol est conservé à partir du moment où les services écosystémiques qu’il supporte bénéficient d’une reconnaissance d’intérêt partagée localement. La connaissance de cette valeur sociale peut être considérée comme une étape préalable à la conception d’outils d’aide à la décision, destinés à intégrer la question du sol au sein des processus de planification urbaine
In France, the expansion of urban areas has followed an almost linear evolution since the 1990s, increasing by about 57,000 ha per year. This situation is unsustainable because urbanization induces the destruction of a nonrenewable natural resource essential for the maintenance of human welfare : the soil. Soil knowledge is perceived as a constraint in urban planning in so far as it contributes to questioning the destructive aspect of urban projects. However, given the dichotomy between pedology and urbanism, we can hypothesis that local politicians do not have knowledge of environmental and socio-economic issues related to soil conservation. A survey work was therefore conducted with local politicians to understand the relationship between representations and practices. Results show that the soil is preserved as soon as the ecosystem services it supports are broadly reconised. Knowledge of this social value can be seen as a prerequisite for designing decision support tools to integrate sustainable soil management into urban planning processes

L’intérêt que porte la communauté scientifique ainsi que politique aux les services écosystémiques et à leur résilience face aux changements globaux (environnementaux ou sociétaux) en cours est grandissant, ce qui se reflète par le nombre d’études à ce sujet, le rapport d’évaluation des écosystèmes pour le millénaire et la mise en place d’un groupe de travail sur la résilience (« Resilience Alliance »). Les définitions de la résilience sont elles aussi très variées, avec des concepts tels que la résistance, la résilience spécifique (« de quoi à quoi ? »), la résilience générale, l’adaptabilité et la transformabilité, que nous nous sommes appropriés dans le but de développer un cadre conceptuel et méthodologique pour étudier la résilience de la fourniture de services écosystémiques, en particulier dans le but de comparer les potentiels de résilience des différents types de prairies subalpines du col du Lautaret (Hautes-Alpes, France) pour un ensemble de services sélectionnés. Nous avons proposé deux approches pour évaluer les potentiels de résilience des différents états dans lequel peut se trouver un socio-écosystème, en considérant la résilience comme la capacité d’un système à maintenir une fourniture stable de services écosystémiques (composante résistance) mais aussi sa capacité à l’adapter (différentes composantes selon le degré d’adaptation : résilience, transition, transformation). Une première étape d’évaluation d’un ensemble de services d’intérêt sur la zone d’étude est suivie d’une première analyse de la résilience de chacun de ces services spécifiquement, basée sur l’évaluation de « gammes opérationnelles » pour chaque service, définies comme les gammes de valeurs que peut prendre le dit service dans un état donné du socio-écosystème. L’échelle organisationnelle à laquelle ces gammes sont évaluées les relie aux différentes composantes de la résilience. Les résultats confirment l’intérêt de s’intéresser à la résilience spécifique de chaque service, car leur profil de résilience sont différents, c’est-à-dire que les prairies aux plus forts potentiels ne sont pas les même d’un site à l’autre, bien que dans tous les cas les potentiels de résilience soient plutôt forts, au contraire des autres potentiels.La deuxième analyse part de l’hypothèse théorique que la diversité des traits de réponse (hétérogénéité et redondance) améliore la résilience. Nous avons fait l’hypothèse que, lorsque les traits de réponse sont ceux utilisés pour modéliser les services écosystémiques, la diversité fonctionnelle d’une communauté végétale peut-être reliée à sa résilience générale en termes de services écosystémiques. Nous avons relié plusieurs mesures de la diversité fonctionnelle aux potentiels de résilience (entropie et diversité fonctionnelle dans leur dimension α et β, redondance et complémentarité des groupes fonctionnels). Cependant, les résultats obtenus par l’analyse des prairies du Lautaret nous amènent à réfuter l’hypothèse proposant que la diversité fonctionnelle des communautés végétales permet d’expliquer le profil de résilience des services écosystémiques analysés, car ils ne concordent pas avec les profils de résilience trouvés par l’approche des gammes opérationnelles. Au final, nous préconisons d’utiliser l’approche des gammes opérationnelles, qui permet de connaître le profil de résilience de chaque service, dans le cadre d’étude portant sur la capacité d’un socio-écosystème à maintenir la fourniture de ses services écosystémiques. Cette approche peut de plus être enrichie d’une approche de scénarisation qui permettrait de déterminer « à quoi » la fourniture de chaque service est résiliente
As evidenced by the number of studies on the subject, the recent millennium ecosystem assessment and the establishment of a working group on resilience (« Resilience Alliance »), the interest of the scientific community in ecosystem services and their resilience in the face of global change (environmental or social) is steadily increasing. Definitions of resilience are highly varied, and we used concepts such as resistance, specific resilience (« of what to what ? »), generalised resilience, adaptability and transformability to develop a conceptual and methodological framework to study the resilience of ecosystem service provision. This conceptual framework was applied to compare the potential resilience of differing sub-alpine grasslands types in three local government areas in the area of the Col du Lautaret (Hautes-Alpes, France) for a number of locally and regionally important ecosystem services. We proposed two approaches for evaluating the potential resilience of the different states in which a socio-ecosystem can exist, by considering resilience as the capacity of a system to maintain a stable provision of an ecosystem service (resistance component), as well as its capacity to adapt this provision if needed (components of resilience, transition, transformation depending on the degree of adaptation). A first stage of the quantification of ecosystem services was followed by an initial analysis of each of these services via the evaluation of their « operating ranges », defined as the range of values that a service can take given a particular state of the socio-ecosystem. The organizational scale at which these ranges are evaluated links them to other components of resilience. Our results confirm the utility of considering the specific resilience of each service, as the profiles of their resistance are different. In particular, the types of grasslands with the highest resilience component potential are not the same from one site to another, even though in all cases these resilience component potentials are rather high as compared to other components potentials. The second analysis is based on the theoretical hypothesis that it is the increasing diversity of response traits (heterogeneity and redundancy) which increases resistance. We hypothesised that, when it is response traits that have been used to model ecosystem services, the functional diversity of a plant community can be linked to its overall resistance in terms of ecosystem services. We linked a number of measures of functional diversity to resilience potential, including the α and β dimensions of entropy and functional diversity, and the redundancy and complementarity of functional groups. The obtained results for the grasslands at Lautaret lead us to reject the hypothesis which proposes that the functional diversity of plant communities can be used to predict the patterns of resilience of the analysed ecosystem services, as these do not correspond to the patterns of resistance obtained from the approach using operating ranges. Finally, we suggest that to assess the capacity of a socio-ecosystem to maintain the provision of ecosystem services, our approach using operating ranges is preferable as it allows for the quantification of the resistance profile of each service. This approach could be further developed using scenario building so as to determine « to what » the provision of each service is resistant

Les sols rendent de nombreux services écosystémiques essentiels au maintien de la vie planétaire. Toutefois, ils sont soumis à une pression croissante pour satisfaire les demandes d’une population croissante en matière de production alimentaire et énergétique. En vue d’une meilleure gestion, des outils d’aide à la décision intégrant la diversité des sols sont nécessaires pour évaluer l’impact des activités anthropiques sur l’évolution des sols. Cette thèse se focalise notamment sur le développement d’une méthodologie de mise à disposition de l’information pédologique contenue dans les bases de données existantes (1/250 000) par une approche de désagrégation spatiale en vue de l’évaluation de six services écosystémiques des sols cultivés.Le couplage des données locales, des données spatialisées avec une précision connue et de la modélisation dynamique permet en premier temps de produire des indicateurs de services écosystémiques des sols cultivés et en deuxième temps d’évaluer l’effet de la source de l’information pédologique sur les services écosystémiques instruits. Les résultats obtenus montrent l’apport de la cartographie numérique pour la production de l’information pédologique nécessaire à l’évaluation des services écosystémiques. Ils permettent également d’identifier les voix d’amélioration possibles pour proposer une voie hybride d’évaluation des services écosystémiques couplant la modélisation et les proxies. Il s’agit ainsi de promouvoir la prise en compte des sols dans des stratégies de gestion durable et de planification territoriale
Soils provide many ecosystem services essential to sustain human life and socio-economic development. However, soils are subjected to increasing pressure from current activities, including intensive land use to satisfy demands of a growing population for food and energy. To improve soil management, decision-support tools that consider soil diversity are required to assess impacts of human activities on soil dynamics. The objective of this study was to develop and validate a methodology to enhance existing pedological information (1: 250,000) using spatial disaggregation technique in order to estimate in space soil ecosystem services.By combining field observations, disaggregated soil data with known accuracy and dynamic modelling, six soil ecosystem services indicators were firstly assessed, to be then used to evaluate the sensitivity of estimated soil ecosystem services to the source of soil information. The main results highlight the contribution of digital mapping to produce relevant pedological information for assessing soil ecosystem services from cultivated soils. Future research must be performed to improve pedological information availability and soil ecosystem services assessment procedure by coupling dynamic coupling and proxies. Overall, this work emphasize the need to produce soils consideration in sustainable management strategies and territorial planning

La culture de céréales vivaces, fournissant une production de grains sur plusieurs années consécutives sans être ressemées, est proposée comme une innovation agroécologique pour des systèmes de culture productifs et plus respectueux de l’environnement. L’espèce Thinopyrum intermedium est ici étudiée car elle propose un potentiel de production en progression et est susceptible de fournir de nombreux services écosystémiques visant la protection du sol et des ressources naturelles. La multifonctionnalité de cette culture est un élément clé de sa valorisation, compensant pour partie les faibles rendements en grains. Cependant, les caractéristiques du développement aérien et racinaire de la céréale sont encore peu évaluées au champ, et l’influence des conditions de culture peu définie (e.g. eau, azote, température). Ce manque de connaissances limite fortement le raisonnement des méthodes de gestion adaptées à la culture et favorisant l’obtention de services et la durabilité de l’agroécosystème. Ce travail propose d’étudier le potentiel de cette culture dans le cadre d’une implantation de 2-3 ans au sein d’une rotation céréalière. Il s’appuie sur un réseau de 12 expérimentations en stations ou en plein champ, en France et en Belgique. Ce travail a permis de caractériser le fonctionnement de la culture et d’évaluer ses performances pendant deux années de production consécutives (l’année d’implantation et l’année de repousse suivante). Plusieurs paramètres clés ont été identifiés (développement du système racinaire, conditions de l’induction florale, dynamique de croissance, composantes du rendement en grains) pour la compréhension des performances de production grain-fourrage, de protection des sols, de gestion des ressources et de régulation des bio-agresseurs (adventices) de cette culture. Les résultats présentés illustrent une évolution notable de la culture entre les deux années de production (augmentation de la biomasse racinaire et aérienne) à prendre en compte dans la caractérisation des capacités d’acquisition et d’utilisation des ressources du sol. D’une manière générale, les traits aériens (e.g. biomasse, phénologie, composantes du rendement) et racinaires (e.g. profondeur, biomasse, diamètre, densité) indiquent une allocation des ressources défavorable à la production grainière au profit d’une forte production de biomasse aérienne et racinaire, support de la pérennité de l’espèce. Les résultats de la thèse témoignent aussi d’un fort potentiel de cette culture pour concevoir des systèmes de culture plus diversifiés, plus efficients dans l’utilisation et la conservation des ressources et, favorables à la fertilité du sol
Growing perennial grains, yielding several years from one seeding, is suggested as a valuable option toward more agroecological systems, sustaining production and environmental goals. The Thinopyrum intermedium species is studied since it may offer significant grain yields while providing other important ecosystem services regarding soil conservation and natural resources protection. The multifunctionality of the crop is a key aspect of its relevance and value, partially offsetting the lower grain yields as compared to annual grain counterparts. However, a thorough assessment of its above and belowground growth is still missing, and the influence of growth conditions mostly unknown (e.g. water, nitrogen, temperature). This lack of knowledge is strongly hindering the development of suitable management practices to ensure services provision and to increase the agroecosystem sustainability. This work assesses the crop performances in a context of a temporary insertion (2-3 years) into a grain crop rotation. The study is based on 12 fields experiments, either on-farm or in research station, in France and Belgium. This work allowed to characterize the growth and functioning of the crop and to evaluate its performances during two consecutive years (establishment and following year). Several key parameters have been identified (rooting system development, flowering induction, growth dynamic, grain yields components) to understand the potential of grain-forage dual production, soil protection, resources management, and weed control. Results are notably illustrating the crop changes between the establishment year and the following year (above and belowground biomass increase). These changes are important when analyzing the crop ability to capture and use soil resources. Generally, aboveground traits (e.g. biomass, phenology, grain yield components) and belowground traits (e.g. root depth, biomass, diameter, density) indicate an unfavorable resource allocation impacting grain productivity, while favoring the vegetative biomass (roots, stems, leaves) that supports the perenniality of the species. Meanwhile, results of this work are showing a great potential from this perennial grain to build diversified cropping systems, using and conserving resources efficiently, and supporting soil fertility

Cover crops produce ecosystem services for nitrogen management during fallow period such as decreasing nitrate leaching and producing green N manure effect for the next cash crop. The aim of this work was to characterize a large number of species using a functional analysis and to analyze the performances of bispecific legume/non-legume mixtures to simultaneously produce both ecosystem services. Leaf functional traits measured on 36 cover crops were found robust but lacked of precision in differentiating species strategies. The cardinal temperatures for germination measured in laboratory have shown that the majority of species is adapted to summer sowing conditions. A conceptual model was designed and implemented in GLM to predict the behavior of species in mixtures. The measurements carried out in field experiments coupled with STICS model simulations confirmed the potential efficiency of some bispecific mixtures to simultaneously produce ecosystem services of nitrogen management. This efficiency depends on the choice of the two species to associate which must be adapted according to the pedoclimatic conditions as well as the date of cover crop destruction.

La gestion actuelle des eaux usées industrielles présente des problématiques diverses, malgré les précautions prises par l’Europe à travers de nombreux textes règlementaires. L’atteinte des objectifs de qualité des masses d’eau fixés à l’horizon 2015 devra passer par une réelle appropriation des enjeux par l’ensemble des acteurs afin de mettre en place des filières de traitement adaptées à chaque cas. Dans le cadre conceptuel actuel d’écologie industrielle où les déchets deviennent produits, nous nous sommes donc penchés sur les possibilités d’utilisation des principes de gestion de la qualité prescrits par l’ISO 9000 à la gestion des effluents industriels, avec comme clients potentiels des industries (réutilisation), des stations d’épurations communales, mais également les écosystèmes récepteurs. La prise en compte d’écosystèmes comme clients pose néanmoins des questions délicates telles que l’évaluation de leurs besoins. La complexité de cette évaluation nous a poussé à considérer le territoire du point de vue des services écosystémiques (c’est-à-dire les services rendus par les écosystèmes qui contribuent au bien être de l’Homme) afin d’identifier des cibles humaines aptes à exprimer leurs besoins afin d’en tirer des exigences vis-à-vis du milieu. Ces exigences sont ensuite converties, en fonction de données locales et règlementaires, en exigences qualitatives vis-à-vis des rejets. Cette démarche a été matérialisée sous la forme d’un outil destiné aux industriels ou tout autre acteur sans compétence particulière dans le domaine de l’eau. L’apport de ce travail de thèse est donc l’analyse des enjeux environnementaux locaux pour contribuer au cahier des charges des filières de traitement d’effluents aqueux industriels par l’élaboration de seuils de rejet
Despite the precautions taken by Europe through numerous regulatory texts, the current management of industrial wastewater shows various problems. The achievement of water bodies quality targets set for 2015 will go through a real ownership of the issues by every actor in order to implement customized treatment processes. In the current framework of industrial ecology, waste becomes product; we therefore explored the possibilities of using quality management principles prescribed by the ISO 9000 for industrial wastewater management, with potential customers such as industries (reuse), communal wastewater treatment plants, but also ecosystem receptors. The consideration of ecosystems as customers nevertheless raises sensitive issues such as the assessment of their needs. The complexity of this evaluation led us to consider the territory in terms of ecosystem services (that is to say, services provided ecosystems that contribute to human well-being) to identify human targets able to express their needs concerning their environment. These needs are then converted, according to local and regulatory data, in qualitative requirements for liquid emissions. This approach was materialized as a tool for industrials or other actors with no particular competence in the field of water management. The contribution of this thesis is the analysis of local environmental issues to contribute to the specification of the treatment processes of industrial aqueous effluents by setting release thresholds

La moitié des forêts tropicales du monde est désignée comme des forêts de production par les services forestiers nationaux. Si l'effet de la déforestation sur les émissions de carbone et les pertes de biodiversité en région tropicale ont fait l'objet de nombreuses études, les impacts à long terme de l'exploitation commerciale de bois sur ces forêts restent à ce jour très peu étudiés. Or, les enjeux sont grandissants pour ces forêts de production. Non seulement elles doivent alimenter le commerce du bois tropical, mais leur rôle dans le stockage de carbone et dans la préservation de la biodiversité est de plus en plus reconnu. La thèse développée ici s'organise en trois temps. Premièrement, un modèle de bilan carbone de l'exploitation forestière est développé, et les différences régionales de dynamique de récupération du carbone post-exploitation sont modelisées. Deuxièmement, un modèle de récupération du volume de bois d'oeuvre a été développé et calibré à l'échelle amazonienne. Ces résultats ont permis de montrer la lenteur de la récupération du volume de bois d'Amazonie, et la non-durabilité des pratiques actuelles d'exploitation. Ces modèles (carbone et bois d'oeuvre) ont été élaborés dans un cadre bayésien, avec l'appui et les données du Tropical managed Forest Observatory (www.tmfo.org), réseau rassemblant 9 institutions de recherche et plus de 200 parcelles de suivi de la dynamique forestière après exploitation en Amazonie. Enfin, une analyse comparative de scénarios prospectifs a été effectuée, où les compromis possibles entre services écosystémiques (bois d'oeuvre, carbone et biodiversité) ont été explorés par des techniques d'optimisation multicritères
Half of the world's tropical forets are designated by national forest services as production forests. While here have been numerous studies on the impact if devorestation on carbon emissions and biodiversity loss in the tropics, the long-term impacts of selective logging are still poorly studied; However, the importance of these production forests is increasing. Not only must they meet the growing tropical timber demand, but their role in Carbon storage and the biodiversity conservation is increasingly recognized. The studies developped in this thesis are threefold. First, a carbon balance model of logging is developped, and regional differences in post-logging carbon recovery of timber volume on the Amazon, and thus the unsustainability of current logging practices. These models (carbon and timber) were developped on a Bayesian framework, with support and data from the Tropical managed Forest Observatory (TmFO : www.tmfo.org), a netword of 9 research institutions and more than 200 forest plotswhere post-logging forest dynamics have been monitored for <30 years in the Amazon. Finally, a comparative analysis of prospective scenarios was carried out, where potential tradeoffs between ecosystem services (timber, carbone and biodiversity) were explored using multi-criteria optimization analysis

L'agriculture périurbaine doit faire face au grand défi de l'extension urbaine et de l'expansion des espaces naturels et de loisirs à proximité des villes. La Multifonctionnalité de cette agriculture (AMF) et les services écosystémiques (ES) sont deux stratégies qui reconnaissent et gèrent plusieurs services et disservices de l'agriculture, au-delà de la production de la nourriture et de matières premières. AMF et ES sont des concepts étroitement liés et très complémentaires. Chacun a ses avantages et aussi ses lacunes. Cependant, les deux communautés qui portent ces concepts ont entre elles peu d’interactions et des échanges limités.L'objectif de la thèse est de contribuer à des approches intégrées de l'AMF et ES pour la recherche agricole périurbaine. Le présent mémoire (i) développe un cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine, cadre basé sur une étude comparative des travaux de recherche en agriculture portant sur chacun de ces concepts et montrant son application dans le cas de l’agriculture de la Région Ile-de-France, (ii) démontre aussi comment l’approche intégrée de l'AMF et des ES fonctionne sur des problèmes concrets liés à l'agriculture péri-urbaine, sur la base de deux études approfondies portant l’une sur la gestion des terres agricoles abandonnées et l’autre sur le recyclage agricole des déchets urbains en Ile-de -France. Des analyses multi-échelles (de la région, voire du national, au petit territoire) ont été réalisées pour ces deux thématiques.Le cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine distingue quatre catégories de combinaisons ES / fonction : (i) une fondée sur le service d'approvisionnement et ses fonctions connexes, (ii) une autre sur les services d’aménités paysagères et culturelles et les fonctions connexes (iii ) une troisième portant sur le recyclage agricole des déchets urbains, comportant les services d’absorption des déchets urbains et de fertilisation des terres agricoles (iv) enfin les fonctions environnementales, qui caractérisent les contributions des agriculteurs au maintien de multiples ES de régulation et de soutien pour les agro-écosystèmes et les systèmes semi-naturels environnants.L'étude approfondie de la gestion des terres agricoles abandonnées identifie que cet abandon des terres dans les zones urbaines est particulièrement lié aux « villes nouvelles » et à l'aéroport Roissy Charles-de-Gaulle. En zone rurale, la cause principale de l’abandon est généralement liée à des qualités agronomiques médiocres. Les perceptions des acteurs locaux concernant les ES et les disservices portés par les terres agricoles abandonnées diffèrent avec la zone géographique et l'échelle. Les acteurs préfèrent une stratégie AMF pour la réutilisation des terres agricoles abandonnées.La deuxième étude approfondie montre l’inadéquation spatiale entre la production des boues d'épuration urbaines et la distribution des terres agricoles susceptibles de les recevoir. L'épandage des boues d'épuration franciliennes s’éloigne de fait de la zone péri-urbaine, au moins dans la partie occidentale de l'Ile-de-France. Au contraire, le compost de déchets verts est devenu de plus en plus apprécié des agriculteurs. On propose un cadre d’analyse des influences des échelles spatiales sur la relation offre-demande en ce qui concerne les déchets urbains, suivie d'une classification des agriculteurs en sept catégories concernant la perception et l’utilisation des déchets urbains dans leurs exploitations.Le cadre intégré des ES et de l'AMF, et l'approche multi-échelle dans les études approfondies pourrait être intéressant pour des applications dans d'autres conditions. Des comparaisons à l’avenir entre les différents pays aideront à comprendre les différences et les points communs dans le classement de l'importance des différentes fonctions des agricultures péri-urbaines et devraient conduire à des instruments efficaces pour la préservation de l'agriculture péri-urbaine
Peri-urban agriculture is in great challenge because of the pressure from urban extension or the expansion of natural and recreational spaces. Multifunctional Agriculture (MFA) and Ecosystem Services (ES) are two strategies that recognize and manage multiple services and disservices from agriculture beyond food and material production. MFA and ES are closely related and highly complementary. Each has advantages and also shortcomings. However, the two communities have limited interaction and exchange.The objective of the dissertation is to contribute to integrated approaches of MFA and ES for peri-urban agricultural research. It (i) develops an integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture based upon a comparative review on agricultural research working on the two strategies and application in the Region of Ile-de-France, (ii) and also demonstrates how the integrated approach of MFA and ES works on concrete problems linked to peri-urban agriculture with two in-depth studies on management of abandoned farmlands and agricultural recycling of urban wastes in Ile-de-France Region, respectively. Multi-scale analyzes were carried out for the two in-depth studies.The integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture distinguishes four categories of ES/function combinations: (i) includes provisioning ES and related functions.(ii) landscape amenity and cultural ES and related functions. (iii) agricultural recycling of urban wastes and the underpinning ES of waste breaking down and fertilization. (iv) environmental functions, which characterize the contributions of farmers to the maintaining of multiple regulating and supporting ES in agroecosystem and surrounding semi-natural habitats.The in-depth study about management of abandoned farmlands identifies that land abandonment in urban area is especially linked to the New Towns and the pole of Airport Charles-de-Gaulle. In rural area, the reason is usually linked to poor agronomical conditions. Perceptions of local actors of ES and disservices of abandoned farmlands differ with the geographical area and scale. The actors prefer a MFA strategy for the reuse of abandoned farmlands.The second in-depth study finds out that the production of sewage sludge spatially mismatches with the distribution of agricultural lands. Land application of sewage sludge is withdrawing from the peri-urban area in the western part of Ile-de-France. Contrarily, green waste compost is becoming popular. A framework concludes the multiscale influences on the supply-demand relationship regarding urban wastes, followed by a classification of seven categories of farmers.The integrated framework of ES and MFA, and the multi-scale approach for in-depth studies will be interesting for application in other conditions. Comparison between different countries will help to understand the differences and common points in ranking the importance of different functions and formulate efficient instruments for the preservation of peri-urban agriculture

Le développement d’une agriculture moins dépendante des pesticides repose en partie sur la maximisation des services écosystémiques. L’objectif principal de cette thèse était de quantifier le service de régulation des insectes ravageurs par leurs ennemis naturels, en conditions expérimentales et en situation de production. Le travail a porté sur les brassicacées légumières soumises aux attaques de ravageurs aériens et souterrains (pucerons et mouche du chou). Nous avons évalué leur nuisibilité pour quantifier les dégâts et dommages qu’ils peuvent générer. Nos résultats confirment la moindre nuisibilité des pucerons par rapport à celle de la mouche du chou. Pour celle-ci, la nuisibilité sur légume-fleur s’exprime non seulement par la mortalité des plants mais aussi par un effet sur leur développement.Nous avons également montré que les prédateurs épigés réduisaient significativement les populations des deux ravageurs, ce qui, pour la mouche du chou, conduit à une baisse conséquente de la mortalité des plants. Enfin, simplifier le travail du sol au printemps n’a pas permis de favoriser les prédateurs hivernant dans la parcelle, ni d’augmenter le service de régulation à court terme. Cependant les prédateurs précoces sont déterminants et doivent être favorisés par des pratiques intra- et péri-parcellaires ciblées. Les connaissances acquises dans ce travail démontrent le potentiel de la lutte biologique par conservation pour une gestion agro-écologique efficace des insectes ravageurs
Developping farming systems that use less pesticides is partly based on the intensification of ecosystem services. The main aim of this thesis was to quantify the insect pest regulation service provided by their natural enemies, both in experimental plots and in farmers fields. We worked on brassicaceous vegetables that are confronted to pest attacks on above- and belowground organs (aphids and the cabbage root fly). We assessed their harmfulness, in order to quantify the injuries and damage these pests can inflict to plants. Our results confirm that aphids are less harmful than the cabbage root fly. On flower vegetables, the latter not only leads to plant mortality but can also slow plant development.We also showed that ground dwelling predators significantly reduce the populations of both pests, leading, for the cabbage root fly, to a strong decrease in plant mortality rate. Finally, simplifying soil tillage in the spring did not favor ground dwelling predators overwintering inside the field and neither did it increase natural regulation service in the short term. However, early ground dwelling predators are fundamental and must be favored by tailored practices both inside and around the fields. The knowledge gained in the present thesis show the potential of conservation biological control for the agroecological management of insect pest populations

Partant principalement du constat du supposé échec des politiques participatives et des incitations indirectes à la conservation, les paiements pour services environnementaux (PSE) sont aujourd'hui promus à Madagascar pour la protection de la biodiversité. Ils y prennent la forme de "contrats de conservation" ou de contrats de "suivi écologique participatif". Pour que les effets des contrats PSE soient optimaux et pour qu'ils ne présentent plus les mêmes faiblesses que les anciens outils de protection de la biodiversité, il faut qu'ils soient à la fois efficaces par rapport à un objectif fixé et équitables (selon la théorie de la Justice de Rawls, la notion de capabilité de Sen et le rariny et hitsiny malgache). Mais les contrats PSE locaux à Madagascar ne sont pas efficaces et équitables. De plus, la recherche d'efficacité peut parfois rendre les contrats moins équitables. Néanmoins, améliorés, les PSE peuvent être un outil utile. Pour pouvoir améliorer cette efficacité ainsi que l'équité des contrats PSE, il faut l'entendre différemment. Le contrat PSE ne devrait ainsi plus avoir un unique objectif. Il devrait concourir à un objectif plus large. Dans ce cas, un contrat PSE n'aura plus une portée limitée : il sera ainsi un contrat "PSE de seconde génération" dont l'objectif est le développement durable.

Cette recherche part du constat d'un dysfonctionnement de l'aide au développement et à la conservation. Depuis les années 1980 et malgré la succession des stratégies de l'aide, les résultats restent souvent insatisfaisants, médiocres, voire contraires aux effets recherchés. Pour comprendre ce phénomène, nous partons d'un territoire forestier, Amindrabe, situé au Centre-Est de Madagascar. En nous focalisant sur ce territoire, ses habitants et les programmes d'aide qui le ciblent, nous prenons progressivement conscience des logiques sous-jacentes à ce système global du développement : qu'est-ce qui s'y passe concrètement ? Comment est-ce organisé ? Pourquoi ces dynamiques se poursuivent-elles malgré des effets décevants ? La singularité de notre proposition est de nous détacher de la littérature surplombante pour partir du perçu et du vécu des habitants et des porteurs des programmes. Cette analyse empirique et qualitative amène à poser un regard critique sur les croyances fondatrices des stratégies de l'aide. Nous mettons en lumière une organisation hiérarchisée et compartimentée en différentes sphères déconnectées entre elles et déconnectées de la réalité locale. Les croyances, illusions et intérêts de chacun participent à renforcer l'incompréhension entre sphères et à détourner les actions des objectifs initiaux, par un processus qui se répète. En décortiquant un système d'acteur particulier, ses mondes et ses dynamiques du local au global, nous invitons le lecteur à un plongeon au-delà de ces incompréhensions
This research is based on the observation of a dysfunction in aid for development and conservation. Since the 1980s and despite the succession of aid strategies, the results are often unsatisfactory, mediocre or even contrary to the desired effects. To understand this phenomenon, we begin in a forest territory, Amindrabe, located in the Central-East of Madagascar. By focusing on this territory, its inhabitants and the aid programs that target it, we gradually become aware of the underlying logic of this global development system: what is actually happening there? How is it organized? Why do these dynamics go on despite disappointing effects? The singularity of our proposal is to detach ourselves from the overhanging literature to start with the perceived experiences of the inhabitants and the bearers of the programs. This empirical and qualitative analysis leads us to take a critical look at the founding beliefs of aid strategies. We highlight a hierarchical and compartmentalized organization in different spheres: disconnected from each other and disconnected from the local reality. The beliefs, illusions and interests of each actor contribute to reinforce the incomprehension between spheres and to divert the actions from the initial objectives by a process that repeats itself. By anatomizing a particular actor system, its worlds and its dynamics from local to global, we invite the reader to a dive beyond these incomprehensions

Les aménagements hydro-agricoles de la vallée du fleuve Niger se dégradent à cause des externalités négatives des activités agropastorales d’amont. A ces externalités on ne peut pas appliquer la taxe pigouvienne parce qu’elles sont diffuses, difficiles à évaluer en termes monétaires. Par contre, elles peuvent être maitrisées par des aménagements antiérosifs,lesquels ne sont pas spontanément adoptés par les agro-éleveurs. Le mécanisme de paiement pour des services environnementaux a été proposé pour inciter les pratiques antiérosives au niveau local entre agro-éleveurs pauvres situés en amont et riziculteurs dégageant des surplus rizicoles et situé en aval. Dans ce contexte, les paiements pour des services environnementaux sont-ils des outils incitatifs efficaces. Pour analyser cette problématique, tous les flux agronomiques et économiques ont été modélisés. Des scénarii ont été simulés afin d’évaluer la faisabilité et l’efficacité des mécanismes de paiements pour des services antiérosifs. Les simulations suggèrent que le mécanisme de paiement est intéressant. Les paiements permettent une meilleure redistribution des bénéfices et une réduction de la pauvreté. Tous les usagers sont gagnants. Les uns subventionnent les aménagements antiérosifs et les autres les adoptent. Ils créent des services antiérosifs qui améliorent la durabilité des ressources et une amélioration des revenus des exploitants
The irrigation schemes of the River Niger valley are degrading because of the negative externalities of the agropastoral activities in upstream. To these externalities, we cannot apply the Pigouvian tax because they are diffuse and difficult to be assessed in money terms. Conversely, they can be mastered by erosion control, but that are not spontaneously adopted by agropastoralist. Thus, the mechanism of payment for environmental services has been proposed to study and analyze the possibility for production a sustained services of control erosion at the local level between poor agropastoralists and rice growers who realize production surpluses. Payments for environmental services are incentive tools, which are original and effective in producing sustained services. Flows of agricultural and economic interests have been modeled. Many scenarios have been simulating in order to assess the feasibility and effectiveness of payment mechanisms for erosion control services. The simulations show that the mechanism of payment was interesting between local users. The payment has made a better redistribution of profits and has alleviated poverty. All users are winners. Some users subsidize for an anti-erosion and other users have adopted them. They have created a sustainable anti-erosion service that has supported a more sustainable management of resources and has improved farm incomes

Les chiroptères sont reconnus comme de potentiels régulateurs des populations d’insectes. Ce sont aussi les mammifères européens pour lesquels les enjeux de conservation sont les plus importants. Ils trouvent dans les forêts des habitats favorables qui sont cependant menacés par les changements climatiques et la fragmentation. Il convient donc de mieux comprendre lesrelations entre les communautés de chiroptères, leurs habitats et leurs proies en forêt. L'objectif de cette thèse est de quantifier les effets, à différentes échelles spatiales, desprincipales composantes de l’habitat forestier sur l’activité, la richesse spécifique, la diversité fonctionnelle et la composition des communautés de chiroptères européens. Les résultats reposent sur des données collectées grâce à des protocoles expérimentaux en Aquitaine et dans les six pays du réseau de placettes forestières organisé par le projet FunDivEurope. De la parcelle au continent, l'accroissement de la diversité des essences forestières, de la proportion de feuillus et du bois mort, en augmentant les ressources en proies et en gîtes, ont des effets positifs sur les communautés de chiroptères. Ces effets, non stationnaires, se renforcent vers le nord avec la rigueur du climat. Nous confirmons également que les chiroptères forestiers, par leur réponse numérique et fonctionnelle aux densités de proie, peuvent limiter la démographie d’un insecte défoliateur. Des mesures de gestion, visant le renforcement des structures-clés des habitats forestiers, sont proposées pour favoriser la conservation des communautés de chiroptères et leur capacité de régulation des insectes ravageurs
Insectivorous bats are increasingly recognized as potential regulators of pest insect populations.They also represent the group of European mammals with the most unfavorable conservation status. Forests are key habitats for many bat species but are currently under threat from climate change and fragmentation. It is therefore urgent to better understand the relationships between the bats, their prey and their habitats in forests. Our main objective was to quantify the effects, at multiple spatial scales, of the main attributes of forest habitats on the activity, species richness, functional diversity and composition of European bat communities. They were studied using manipulative experiments in Aquitaine plantation forests and automatic recordings in the network of exploratory plots set up in six European countries by the FunDivEurope project. From the plot to the continent scale, increasing tree diversity, amount of broad leaved trees and dead wood, had positive effects on bat communities through an increase in prey and roost resources. However these effects were not stationary, being stronger at higher latitudes, probably due to lower habitat carrying capacity in relation to harsher climatic conditions. In addition we experimentally demonstrated that the numerical and functional responses of bats to prey density could result in effective regulation of pine processionary moth populations. Forest management strategies aim at enhancing key habitat structures, are eventually proposed in order to improve the conservation of bats and to increase the service of pest regulation they can provide

Après des décennies de croissance rapide du droit international de l’environnement, il est aujourd’hui crucial d’assurer l’effectivité et l’efficacité de cette branche du droit. Cela implique, entre autres, de garantir la flexibilité et la réactivité des instruments existants. Cette thèse propose d’explorer les mécanismes et phénomènes permettant aux régimes internationaux environnementaux de s’adapter aux évolutions scientifiques, politiques et juridiques en s’appuyant sur un cas d’étude précis : l’influence de la Plateforme intergouvernementale politique et scientifique pour la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) en Méditerranée. L’IPBES a été récemment établie afin de pallier l’inefficacité des politiques environnementales en matière de biodiversité. En partant du postulat du succès de cette plateforme, cette thèse expose les divers moyens juridiques d’influences dont celle-ci dispose dans la région. Nous verrons ainsi que l’expertise institutionnelle des régimes méditerranéens constitue une modalité d’influence directe tandis que les nombreux phénomènes de diffusion normative lui assurent une influence indirecte. La Méditerranée comporte à une échelle réduite tous les enjeux du droit international de l’environnement. Une telle étude permettra donc de mettre en lumière des aspects rarement étudiés de cette branche du droit
After decades of growth, it is now crucial to ensure that International environmental law is efficient. This implies, among other things, to guarantee the flexibility and reactiveness of existing instruments. This thesis aims to develop an analysis of the different mechanisms and phenomenon that allow International environmental regimes to adapt to scientific, political and legal evolution. It does so by focusing on a specific case study: the influence of the Intergovernmental science-policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) in the Mediterranean. The IPBES was recently established in order to cope with the inefficiency of current measures for the conservation and sustainable use of biodiversity. By assuming the success of this platform, this thesis will explore the different legal means of influence the IPBES has in the region. In doing so, we will see that the institutionalized expertise of Mediterranean regimes allows for a direct influence of the platform, while norm diffusion in the region allows for an indirect influence. The Mediterranean holds within itself all of the stakes of International environmental law. By focusing on the region, this study hopes to shine light on aspects of International environmental law that are seldom studied

Une alternative prometteuse à la lutte chimique pour la régulation des ravageurs de culture consiste à favoriser les populations de leurs prédateurs en jouant sur la structure du paysage agricole. L'identification de structures spatio-temporelles favorables aux ennemis naturels peut se faire par l'exploration de scénarios paysagers via une modélisation couplée de paysages et de dynamiques de population. Dans cette approche, les dynamiques de populations sont simulées sur des paysages virtuels aux propriétés structurales contrôlées, et l'observation des motifs de populations associés permet l'identification de structures favorables. La modélisation des dynamiques de populations repose cependant sur une connaissance fine des processus écologiques et de leur variabilité entre les différentes unités du paysage. L'état actuel des connaissances sur les mécanismes écologiques régissant les dynamiques des ennemis naturels de la famille des carabidés demeure l'obstacle majeur à la recherche in silico de scénarios paysagers favorables. La littérature sur les liens entre motifs de population de carabes et variables paysagères permet de formuler un ensemble d'hypothèses en compétition sur ces mécanismes. Réduire le nombre de ces hypothèses en analysant les convergences entre les motifs de population qui leur sont associés, et étudier la stabilité de ces convergences le long d'un gradient paysager apparaît comme une première étape nécessaire vers l'amélioration de la connaissance sur les processus écologiques. Dans une première partie, nous proposons une heuristique méthodologique basée sur la simulation de modèles de réaction-diffusion porteurs de ces hypothèses en compétition. L'étude des motifs de population a permis d'effectuer une typologie des modèles en fonction de leur réponse à une variable paysagère, via un algorithme de classification, réduisant ainsi le nombre d’hypothèses en compétition. La sélection de l'hypothèse la plus plausible parmi cet ensemble irréductible doit s'effectuer sur la base d'une observation des motifs de population sur le terrain. Cela implique que ces derniers soient caractérisés à des résolutions spatiales et temporelles suffisantes pour sélectionner une unique hypothèse parmi celles en compétition. Dans la deuxième partie, nous proposons une heuristique méthodologique permettant de déterminer a priori des stratégies d'échantillonnage maximisant la robustesse de la sélection d'hypothèses écologiques. Dans un premier temps, la simulation de modèles de réaction-diffusion représentatifs des hypothèses écologiques en compétition permet de générer des données biologiques virtuelles en tout point de l'espace et du temps. Ces données biologiques sont ensuite échantillonnées suivant des protocoles différant dans l'effort total d'échantillonnage, le nombre de dates, le nombre de points par unité d'espace et le nombre de réplicats de paysages. Les motifs des populations sont caractérisés à partir de ces échantillons. Le potentiel des stratégies d'échantillonnage est évalué via un algorithme de classification qui classe les modèles biologiques selon les motifs de population associés. L'analyse des performances de classification, i.e. la capacité de l'algorithme à discriminer les processus écologiques, permet de sélectionner un protocole d'échantillonnage optimal. Nous montrons également que la manière de distribuer l'effort d'échantillonnage entre ses composantes spatiales et temporelles est un levier majeur sur l'inférence des processus écologiques. La réduction du nombre d'hypothèses en compétition et l'aide à l'échantillonnage pour la sélection de modèles répondent à un besoin fort dans le processus d'acquisition de connaissances écologiques pour l'exploration in silico de scénarios paysagers favorisant des services écosystémiques. Nous discutons dans une dernière partie des implications de nos travaux et de leurs perspectives d'amélioration
A promising alternative to the chemical control of pests consists in favoring their natural enemies populations by managing the agricultural landscape structure. Identifying favorable spatio-temporal structures can be performed through the exploration of landscape scenarios using coupled models of landscapes and population dynamics. In this approach, population dynamics are simulated on virtual landscapes with controlled properties, and the observation of population patterns allows for the identification of favorable structures. Population modeling however relies on a good knowledge about the ecological processes and their variability within the landscape elements. Current state of knowledge about the ecological mechanisms underlying natural enemies’ of the carabid family population dynamics remains a major obstacle to in silico investigation of favorable landscape scenarios. Literature about the relationship between carabid population and landscape properties allows the formulation of competing hypotheses about these processes. Reducing the number of these hypotheses by analyzing the convergence between their associated population patterns and investigating the stability of their convergence along a landscape gradient appears to be a necessary tep towards a better knowledge about ecological processes. In a first step, we propose a heuristic method based on the simulation of reaction-diffusion models carrying these competing hypotheses. Comparing the population patterns allowed to set a model typology according to their response to the landscape variable, through a classification algorithm, thus reducing the initial number of competing hypotheses. The selection of the most likely hypothesis from this irreducible set must rely on the observation of population patterns on the field. This implies that population patterns are described with spatial and temporal resolutions that are fine enough to select a unique hypothesis among the ones in competition. In the second part, we propose a heuristic method that allows determining a priori sampling strategies that maximize the robustness of ecological hypotheses selection. The simulation of reaction-diffusion models carrying the ecological hypotheses allows to generate virtual population data in space and time. These data are then sampled using strategies differing in the total effort, number of sampling locations, dates and landscape replicates. Population patterns are described from these samples. The sampling strategies are assessed through a classification algorithm that classifies the models according to the associated patterns. The analysis of classification performances, i.e. the ability of the algorithm to discriminate the ecological processes, allows the selection of optimal sampling designs. We also show that the way the sampling effort is distributed between its spatial and temporal components is strongly impacting the ecological processes inference. Reducing the number of competing ecological hypotheses, along with the selection of sampling strategies for optimal model inference both meet a strong need in the process of knowledge improvement about the ecological processes for the exploration of landscape scenarios favoring ecosystem services. In the last chapter, we discuss the implications and future prospects of our work

Les adventices sont la principale menace pour les cultures, pour les gérer le moyen le plus utilisé est l’application d’herbicides. Leur emploi doit être réduit en raison de problèmes de santé et d'environnement. Pour les remplacer, il faut mettre en place des combinaisons de pratiques culturales. Cette complexification de la gestion des adventices, la nécessité de la raisonner sur le long terme et la multiplicité des impacts du système de culture font que les outils de modélisation sont d'une grande aide pour concevoir des systèmes de culture innovants. L'objectif de la thèse est de développer un outil d'aide à la décision (OAD) pour des conseillers agricoles afin d'assister la reconception de systèmes de culture moins consommateurs en herbicides. Notre approche consiste à déterminer la structure de ce nouvel OAD en interaction avec les futurs utilisateurs et son contenu biophysique à partir du fonctionnement de l'agroécosystème d'un modèle de recherche. Ce modèle est FLORSYS, un modèle mécaniste de « parcelle virtuelle » qui simule la dynamique de la flore adventice et du couvert cultivé en fonction des systèmes de culture et du pédoclimat et qui en déduit des indicateurs d'impact de la flore adventice sur la production agricole et les services écosystémiques. La thèse comprend trois étapes : (1) accélération de FLORSYS en méta-modélisant, par polynômes du chaos, son module le plus lent, le module d'interception du rayonnement lumineux individu-centrée du couvert culture:adventices avec transfert et interception de la lumière simulée au niveau du voxel (pixel 3D); (2) identification des pratiques culturales ayant le plus d'effet sur les indicateurs d'impact de la flore adventice, par fouille de données sur un très grand nombre de systèmes de culture réels simulés avec FLORSYS. Pour élargir la gamme des combinaisons d'entrées explorées, des systèmes de culture aléatoires ont été ajoutés à l'analyse. Des forêts aléatoires ont permis d'établir des grilles des techniques culturales les plus influentes en fonction des objectifs visés ; les arbres de régression identifient les combinaisons de pratiques culturales permettant d'atteindre ces mêmes objectifs; (3) en parallèle, le co-développement de la structure de l'OAD avec les futurs utilisateurs s’est fait via enquêtes et ateliers de co-conception de systèmes de culture, en termes de questions traitées, choix et formats des entrées et sorties etc. Dans l'étape (1), la comparaison entre la version voxelisée et la version méta-modélisée au niveau de la plante entière a mis en lumière le compromis précision/rapidité du modèle. Le métamodèle est plus rapide pour tester des stratégies d'agriculture de précision nécessitant de connaître précisément la position et le volume des plantes. Dans les autres cas, diminuer la précision en utilisant la version voxelisée avec un grand voxel est plus rapide. L'étape (2) montre que pour réduire l'impact des adventices sur la production, le travail du sol, principalement en été, et l’utilisation d’herbicides sont les pratiques les plus influentes. L'étape (3) a identifié deux cas d'utilisation pour le futur OAD : la reconception de systèmes de culture nécessite un OAD synthétique basé sur des méta-règles de décision; le réajustement de système de culture nécessite un OAD plus détaillé en termes de description du système de culture et des effets de la flore. L'OAD synthétique est composé de grilles de conseil, d'arbres de décision et d’un simulateur rapide basé sur des forêts aléatoires; sa facilité et sa capacité à prédire à la fois des éléments connus mais aussi surprenants pour les conseillers, en font un intéressant support lors d'ateliers de conception de systèmes de culture pour proposer les grandes lignes de reconception des systèmes de culture multiperformants. L’OAD détaillé sera une version de FLORSYS pré-paramétrée pour différentes régions pour ajuster finement des systèmes de culture candidats à chaque type de situation d'agriculteur
The main threat to agricultural crops are weeds with herbicides being the primary cropping management practice. Due to the negative impact of herbicides on health and environment, their use must be reduced. To replace herbicides, numerous cropping practices need to be implemented. This makes weed management more complicated and, together with necessity of scheduling operations at long-term and the multiplicity of cropping system impacts, explains why models are so useful for designing innovative cropping systems. The aim of this thesis was to develop a Decision Support System (DSS) intended for crop advisors to help design cropping systems that are less dependent on herbicides. Our approach consisted in identifying the structure of the DSS in interaction with future users while using an existing research model for the biophysical content of the tool. The research model, FLORSYS, is a mechanistic model of a “virtual field” simulating the weed flora dynamics from both cropping systems and pedoclimatic conditions. As output, it provides weed impact indicators, both for crop production and ecosystem services. This work was achieved via three steps: (1) increasing the speed of FLORSYS simulations by metamodelling, via polynomial chaos extension, the slowest submodel, i.e. the radiation interception. This submodel is based on a 3D representation of each plant of the crop:weed canopy where the transfer and interception of the radiation is computed at a voxel (3D pixel) scale. (2) The identification of the most influential cropping practices on weed impacts indicators via datamining on a wide range of simulated cropping systems with FLORSYS. To widen the range of cropping systems, random cropping systems were added to the study. Random forest allowed the construction of charts of the most important cropping practices contingent on different objectives; classification and regression trees gave the optimal combinations of practices leading to those objectives. (3) Simultaneously, the co-development of the structure of the DSS with future users was done via surveys and workshops to design cropping systems. These interactions aimed at defining which questions should be answered with the DSS, which inputs and outputs, and with which format, should be used. In step (1), the simulation time of the voxelised FLORSYS and the FLORSYS metamodelled at the scale of the plant highlighted the precision/speed trade-off of the model. The metamodel is faster for agricultural practices requiring precise knowledge of the position and volume of plants. In other cases, decreasing the precision by using the voxelized FLORSYS with an increased voxel size is much faster. Step (2) shows no general conflict between crop protection and ecosystem service indicators. The conservation of both crop protection and ecosystem services is thus possible, except for bee food offer. To reduce weed impacts on production, tillage, especially in summer, and herbicide use are the main cropping techniques. In step (3) two use cases were identified: (1st) the redesign of a cropping system requires a synthetic tool, based on meta-decision rules (e.g. rotating winter and spring crops, ploughing once every three years); (2nd) adjusting cropping practices requires a detailed tool, with detailed inputs on the cropping system. The synthetic DSS is composed of charts of the most important cropping system practices, of decision trees, and an emulator of FLORSYS based on random forests. Its capacity to predict known facts makes it an essential discussion medium for cropping system design workshops, particularly to suggest the outlines of multi-performant cropping systems. The detailed DSS consists of a pre-parameterized version of FLORSYS for different regions, to allow the fine tuning of cropping systems to constraints and objectives of farmers

Cette thèse a pour objectif de fournir une analyse compréhensive des composantes de jure et de facto de la sécurité foncière des communautés locales en regard du cadre législatif, ainsi qu’une évaluation approfondie de l’interaction entre REDD+ et les accords fonciers actuels. La Thaïlande, pays dans lequel semblent coexister les droits fonciers de facto et les propriétés d’état de jure, fut sélectionnée comme cas d’étude.Deux résultats principaux ressortent de cette étude. Tout d'abord, le cadre juridique ne reconnaissant pas le droit à la propriété ancestrale a conduit à différentes situations foncières de facto pour les communautés. Certaines communautés jouissent d’une occupation de leurs propriétés foncières de facto comparativement plus sécurisée que d'autres. Deuxièmement, il apparaît que le mécanisme REDD+ n’a pas représenté une incitation suffisante pour le gouvernement Thaïlandais à résoudre rapidement ces litiges fonciers. En outre, les risques inhérents à l'insécurité foncière décourage les investissements REDD+, pouvant aller jusqu’au retrait des financements. Ainsi, cette thèse complète la littérature existante sur le mécanisme REDD+ et le foncier sur trois aspects majeurs: (1) cadre légal et foncier, (2) foncier et déforestation et (3) concurrence entre la titularisation du foncier et la mise en place de REDD+.Les implications politiques tirées de l'étude comprennent des mesures à long terme pour une réforme du régime foncier et à court/moyen terme pour une réévaluation des priorités du gouvernement afin d’assurer la cohérence des politiques vers la mise en œuvre de pilote REDD+ sous forme de paiement pour les services environnementaux (PES) et l'amélioration des structures institutionnelles
This thesis aims to provide a comprehensive analysis of de jure and de facto tenure security of local communities in relation to domestic legal framework and a thorough assessment of how REDD+ and current tenure arrangement interacts. Thailand, a country where there is an apparent coexistence of de jure state property and de facto tenure rights, was selected as a case study.There are two primary findings emerging from the study. Firstly, the legal framework with non-recognized customary tenure led to different de facto tenure impacts in different communities. Some communities were found to have their de facto tenure comparatively more secure than others. Secondly, REDD+ could not provide sufficient incentive for the government to expedite tenure clarification. Moreover, the embedded risks of tenure insecurity discouraged REDD+ investment and led to withdrawal of the fund. The thesis contributes to the existing literature on REDD+ and tenure in three main aspects: (1) legal framework and tenure, (2) tenure and deforestation and (3) tenure clarification and REDD+ competing agendas.Policy implications drawn from the study comprise of long-term measures namely comprehensive tenure reform and short to medium-term measures, including re-assessment of government priorities for policy consistency and pilot implementation in form of payment for environmental services (PES) and improvement of REDD+ institutional structure

L’agriculture se situe au carrefour des stratégies d’atténuation et d’adaptation, en particulier dans les régions tropicales. Les efforts d’atténuation pour limiter l’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et les mesures d’adaptation visant à au moins maintenir les rendements et les revenus agricoles face au changement climatique contribueront à éradiquer l’extrême pauvreté et la faim. Cette thèse explore l'adoption de technologies climato-intelligentes par les petits exploitants du Costa Rica dans les deux principaux systèmes agricoles du pays, à savoir les plantations de café et les systèmes extensifs d'élevage de bétail. Je présente les résultats de trois études qui utilisent des données originales pour étudier les possibilités et les défis liés à l’extension de l’agroforesterie et du sylvopastoralisme.Les obstacles potentiels à l’adoption de technologies par les ménages ruraux dans les pays en développement sont décrits dans l’introduction. Dans le premier chapitre, un modèle représentatif d'allocation des terres entre les technologies de production des exploitations de café est utilisé pour explorer le compromis entre l'adoption de l'agroforesterie - une option bien documentée pour l'atténuation et l'adaptation - et la gestion des risques de marché. Basé sur une expérience de choix menée avec 207 agriculteurs, le chapitre 2 évalue la volonté des producteurs de café d'adopter diverses stratégies basées sur l'agroforesterie, sous différents types d’incitation. Le chapitre 3 évalue l'efficacité d'un programme national de partage des coûts favorisant l'adoption de paquets technologiques compatibles avec l'intensification fondée sur le sylvopastoralisme chez les éleveurs de bovins. Il fournit des estimations de l'impact de la participation au programme sur l'adoption des technologies et sur l’utilisation des terres. Dans l'ensemble, les résultats de ces études suggèrent que l'adoption de l'agroforesterie et du sylvopastoralisme est coûteuse et peut être ralentie en raison des frictions du marché. L’intervention publique par le biais d'incitations économiques peut en réponse être efficace afin d’encourager les petits exploitants à adopter ces technologies. Le choix de la technologie à promouvoir se révèle crucial pour l’efficience de ces interventions, soulignant la pertinence des études proposées
Smallholding agriculture lies at the crossroads of mitigation and adaptation strategies. Both mitigation efforts to limit the atmospheric accumulation of greehouse gases and adaptation measures that aim to at least maintain agricultural yields and incomes in the face of climate change will be instrumental in eradicating extreme poverty and hunger. This dissertation explores the adoption of climate-smart technologies by Costa Rican smallholders in the two main farming systems of the country, namely high-quality coffee plantations and extensive cattle-ranching farms. I present the resultsof three studies that use primary data to investigate opportunities and challenges for scaling-up agroforestry and silvopastoralism. Potential barriers that put strain on technology adoption by rural households in the developing world are outlined in the introduction. In the first Chapter, a representative coffee farm model of land allocation between production technologies is used to explore the tradeoff between adopting coffee agroforestry - a well-documented option for both mitigation and adaptation - and dealing with market risks. Based on a Choice Experiment conducted with 207 farmers, Chapter 2 assesses the willingness of coffee farmers to adopt various agroforestry-based strategies, under various types of support. Chapter 3 evaluates the effectiveness of a national cost-share program promoting the adoption of technological packages consistent with silvopastoralism-based intensification among cattle ranchers. It provides estimates of the impact of participating into the program on both the technology adoption and the land use patterns. Overall, the results of these studies suggest that the adoption of agroforestry and silvopastoralism is costly and can be slowed down due to market frictions. Public interventions can in turn be effective in encouraging smallholders to adopt these technologies through economic incentives. The choice of the technology to be promoted is found to be crucial for the cost-efficiency of such interventions, stressing the relevance of the research conducted

La haie bocagère, au travers des nombreuses fonctions qu’elle possède, intervient dans les problématiques engendrées par le changement climatique actuel. Cependant, l’évolution radicale du paysage agraire au cours du XXe siècle a conduit à un arasement massif des haies ces 60 dernières années. Bien que ses intérêts économiques, écologiques et socio-culturels soient avérés, ils ne sont pas reconnus par tous les acteurs et la dégradation du bocage se poursuit. Les conséquences de cette disparition font peu à peu prendre conscience de la nécessité de préserver les haies. Des initiatives apparaissent à diverses échelles et une forte demande d’outils de diagnostic et d’évaluation qualitative émerge. Or, il y a un manque de cohérence territoriale de ces initiatives et un manque de données permettant la caractérisation précise de la haie.Notre recherche s’attèle à l’étude systémique des rôles de la haie et de sa place dans l’espace sur le territoire bas-normand à partir d’une démarche multi-échelle afin de comprendre les raisons de la dégradation toujours à l’œuvre et de proposer des solutions. Cette étude vise à proposer des outils de caractérisation de la haie, de façon à intégrer une vision systémique des services rendus par cette dernière afin de développer des plans de gestion multifonctionnels transposables. Trois approches complémentaires permettent d’aboutir à cet outil. Pour commencer, un modèle systémique est réalisé à partir de la bibliographie à la fois dense, pluridisciplinaire et très éclatée. Puis, une approche quantitative visant à caractériser l’évolution et les fonctionnalités des linéaires, estimer les capacités de production et analyser l’organisation spatiale des réseaux des haies est mise en place. Enfin, une approche qualitative permettant de recueillir la parole des acteurs (populations et gestionnaires) pour mieux appréhender la place des haies dans le paysage rural actuel est réalisée. Pour terminer, les résultats de ces approches ont été utilisés pour l’élaboration du modèle Ger’haies, un modèle sous Système Multi-Agent destiné à être employé comme outil de médiation pour la mise en place de PGMH sur le territoire d’une collectivité
Hedgerow, across its many functions, takes action in the problems generated by the current climate change. However, the radical agricultural landscape evolution during the 20th century led to massive removal of hedgerows in the past 60 years. Although its economic, ecological and socio-cultural interests are proved, they are not recognised by all the actors and the hedgerow density keep decreasing. The consequences of this disappearance gradually raise awareness of the need to preserve hedgerows. Some initiatives appears at various scales with an increasing demand for diagnostic tools and qualitative evaluation. Yet, the territorial cohesion is missing and there is a lack of data to precisely characterise the hedge.Our research gets on with the systemic study of roles and functions of hedgerow and its place in space on the bas-normand territory from a multi-scale approach in order to understand the reasons of deterioration still at work and suggest solutions. This study aims to propose tools to characterise the hedge, so as to integrate a systemic vision of the services in order to develop multifunctional management plans that can be spatially transposed. Three complementary approaches lead to this tool. The first purpose of this work is to realise a systemic model from a substantial, multidisciplinary and very fragmented bibliography. Then, a quantitative approach has been set up to characterise the evolution and functionality of the hedgerows, estimate production capacities and analyse the spatial organisation of hedgerow networks. In a third step, a qualitative approach is carried out to collect the actor perception (populations and managers) and to better understand the place of hedges in the current rural landscape. Finally, the results of these approaches have been used to develop the Ger'haies model, an agent-based model intended to be used as a mediation tool for the establishment of PGMH on a municipal territory