Publié cette année dans la revue “Biological Conservation”, cet article est co-signé par 22 auteurs issus de 14 pays différents. Il est un des exemples des efforts très importants de coopération entre chercheurs, organismes de recherches et institutions nationales et internationales pour mettre en place des systèmes mondiaux d’observation de la nature, de son état et de son évolution, permettant de produire des informations utilisables à l’échelle du globe pouvant déboucher, au-delà de l’établissement d’un indispensable bilan, sur des décisions d’actions internationales à cette échelle.
Dans cet article, Guillaume Latombe et ses collègues ont développé leurs réflexions sur la problématique des invasions biologiques en s’appuyant sur des avancées et propositions conceptuelles récentes concernant la biodiversité en général et en proposant un cadre large pouvant s’appliquer à l’échelle internationale aux espèces exotiques envahissantes.
I. Un constat à l’échelle planétaire de l’importance des invasions biologiques, des connaissances et des actions en cours pour les gérer
II. Identifier des Variables Essentielles de Biodiversité applicables à la surveillance des espèces exotiques ?
Un processus collégial d’identification et de sélection des Variables Essentielles
Quelles Variables Essentielles pour la surveillance des invasions biologiques ?
Des Variables supplémentaires
III. Contributions nationales
IV. Diffusion mondiale des informations
V. La route à suivre selon Latombe et ses collègues …
L’article débute par plusieurs rappels, en particulier sur :
- la menace que constituent les invasions biologiques vis-à-vis de la biodiversité, affectant les services écosystémiques et diminuant l’abondance des espèces indigènes par prédation, hybridation, compétition et divers effets indirects (voir par exemple Simberloff et al., 2013) ;
- des évaluations chiffrées d’espèces exotiques, par exemple les 13 000 espèces de plantes vasculaires naturalisées dans le monde indiqué par Van Kleunen et al. (2015), ou les 12 000 espèces de plantes et d’animaux exotiques présentes sur le territoire européen, dont 15 % ont un impact négatif sur la biodiversité selon Vilà et al. (2010) ;
- les nécessités d’améliorer la gestion de ces espèces comme cela a été clairement souligné dans le Plan stratégique de la Convention sur la diversité biologique (CBD) pour la biodiversité 2020 et dans l’objectif 9 d’Aichi qui concerne les invasions biologiques associées (UNEP, 2011). Cet objectif précise que “D’ici à 2020, les espèces exotiques envahissantes et les voies d’introduction sont identifiées et classées en ordre de priorité, les espèces prioritaires sont contrôlées ou éradiquées et des mesures sont en place pour gérer les voies de pénétration, afin d’empêcher l’introduction et l’établissement de ces espèces“. (https://www.cbd.int/sp/targets/).
Les auteurs rappellent également que ces invasions se produisent grâce à diverses voies, la plus importante étant liée au commerce et au transport dont l’accroissement continu risque de favoriser toujours plus la dispersion des espèces faute d’une coopération mondiale dans ce domaine.
Ils notent que des informations précises sur les distributions d’espèces exotiques sont nécessaires pour l’évaluation des risques transfrontaliers et des risques commerciaux (Essl et al., 2015). Le suivi et la cartographie des dispersions d’espèces à diverses échelles, du local au mondial, sont donc essentiels pour contribuer à la mise en place d’un système mondial de surveillance et de gestion efficace des invasions biologiques.
A partir de l’analyse des informations fournies en 2010 par les parties prenantes dans les rapports nationaux de la Convention sur la Diversité Biologique, les auteurs indiquent que les inventaires et suivis des espèces exotiques ne sont pas systématiques. Ainsi, à cette époque, seulement 26 % des pays avaient déclaré une activité nationale d’inventaire et de surveillance et
16 % une intention de mettre en œuvre ou d’améliorer ces activités (Figure 1).
Figure 1 : Nombre de pays déclarant avoir des inventaires et des suivis des espèces exotiques à différents stades de développement (nombre total 170, année de référence 2010).
Cette situation apparaît donc actuellement comme très largement insuffisante, à la fois en termes de couverture géographique et de pérennité des actions, pour que les analyses de la situation et un contrôle harmonisé des invasions biologiques à l’échelle mondiale puissent être effectivement mis en œuvre. Pour arriver à ces objectifs, il serait indispensable de disposer de mesures et de métriques standardisées permettant l’établissement d’un système d’observation des espèces exotiques applicable dans tous les pays, quels qu’y soient les niveaux de connaissances et les capacités économiques.
II. Identifier des Variables Essentielles de Biodiversité applicables à la surveillance des espèces exotiques ?
Selon les auteurs, une telle approche devrait être suffisamment souple pour tenir compte des données avec une même gamme de précision et de justesse pour une multiplicité de taxons, d’écosystèmes et de territoires. Elle devrait également bénéficier des acquis récents en matière de structuration des données et de systèmes d’information sur la biodiversité (voir par exemple sur ce point l’éditorial de Katsanevakis et Roy, 2015).
Leur proposition identifie un ensemble minimum de variables essentielles portant sur la surveillance des invasions biologiques. Elle repose sur un élargissement du concept de Variables Essentielles de la Biodiversité (EBV en langue anglaise), développé depuis quelques années par différents chercheurs, dont Pereira et ses collègues (2013) et faisant suite à divers travaux sur les systèmes mondiaux de suivi de la biodiversité, comme ceux de l’initiative GEOBON (voir par exemple Scholes et al., 2012).
Ce concept a pour but de structurer le recueil des données de biodiversité à l’échelle internationale en transformant les données d’observations produites par les différents réseaux en un ensemble harmonisé de variables d’un niveau d’abstraction intermédiaire (entre les informations brutes et les indicateurs). Ces variables doivent permettre une description synthétique de la biodiversité à partir de l’agrégation de données issues de sources variées. Six grandes classes d’EBV ont été proposées : diversité génétique, populations, traits biologiques, composition des communautés, structure et fonctionnement des écosystèmes. Elles sont censées correspondre au minimum d’informations nécessaires pour l’étude, le rapportage et la gestion des changements de biodiversité.
Latombe et ses collègues n’hésitent pas à préciser que, dans ce contexte, le cas des invasions biologiques est intéressant car :
- c’est un phénomène scientifique et sociétal (analyse et gestion),
- les espèces exotiques envahissantes font partie de la biodiversité, à l’intérieur comme à l’extérieur de leurs limites géographiques historiques,
- elles sont également un facteur de changements de la biodiversité.
Sur ce dernier point, ces espèces représentent selon eux un test utile pour l’application du concept EBV dans le but de concevoir un système de surveillance de la biodiversité. Ils signalent également que les variables qu’ils proposent ne sont pas toutes strictement des EBV, au sens des travaux précédents, ce qui les conduits à les dénommer “Variables Essentielles pour la surveillance de l’invasion” ou “Variables essentielles”, plutôt que des EBV.
Leur proposition comporte donc les éléments requis pour un système mondial d’observation et de surveillance pour les invasions biologiques comprenant :
- un ensemble minimum d’informations fourni par trois Variables Essentielles comme base pour mesurer et surveiller les invasions,
- la fourniture de ces informations minimales, contributions à ce système de chacun des pays et des initiatives communautaires mondiales,
- une approche modulaire où tous les pays peuvent participer à partir d’un niveau de base et construire leurs contributions au fil du temps.
Un processus collégial d’identification et de sélection des Variables Essentielles
Pour identifier les variables nécessaires à la surveillance des invasions biologiques, les auteurs ont suivi un processus d’élicitation (actions visant à aider un expert à formaliser ses connaissances pour permettre de les sauvegarder et/ou les partager”) appliqué à tout leur groupe de variables et comportant trois étapes, une préparation, la phase d’élicitation proprement dite et une synthèse. L’objectif de cette réflexion collégiale était d’arriver à terme au choix des Variables Essentielles attendues et d’examiner les relations entre chacune d’entre elles et les EBV précédemment élaborées.
La phase de préparation comprenait l’élaboration de la question et la préparation des documents justificatifs alimentant les discussions et les décisions.
Pour la phase suivante, d’élimination et de choix des variables, le travail a été réalisé au sein de quatre sous-groupes préétablis conçus dans la mesure du possible pour équilibrer l’ensemble de l’expertise (biologie, écologie, modélisation, politique concernant les invasions biologiques) entre les groupes. De manière indépendante dans chaque groupe, les experts participants ont complété les documents pré-préparés listant les variables requises, pour étudier, déclarer et gérer les invasions biologiques, en classant ces variables par importance. L’objectif imposé était de réduire cette liste à une liste restreinte de trois variables et une liste plus longue incluant jusqu’à cinq variables supplémentaires.
Dans la troisième phase, les résultats de ces réflexions séparées ont été synthétisés en intégrant dans un premier temps les propositions de chaque groupe, puis en discutant une première synthèse au sein de quatre nouveaux sous-groupes de composition différente pour aboutir à une nouvelle synthèse.
À la fin de ce processus, trois Variables considérées comme Essentielles pour la surveillance des invasions biologiques ont été considérées comme un consensus parmi les participants (liste finale courte), ainsi qu’une série de variables supplémentaires (liste finale longue).
Quelles Variables Essentielles pour la surveillance des invasions biologiques ?
Les trois variables essentielles proposées (Figure 2) sont :
- la répartition (présence ou absence) d’espèces exotiques sur des unités spatiales définies,
- des informations sur le statut exotique des espèces dans leurs limites géographiques du moment,
- une mesure de l’impact des espèces exotiques.
Figure 2 : les trois Variables Essentielles pour la surveillance de l’invasion (répartition des espèces, “occurrence” en langue anglaise, statut exotique des espèces, impacts des espèces exotiques)
Les tableaux 1 et 2 présentent ces trois Variables Essentielles, leurs caractéristiques et leurs relations avec les EVB.
- Répartition des espèces
Les données précises de présence (ou d’absence) sont les éléments de base pour évaluer la répartition et la dynamique des espèces. Selon les auteurs, la réalisation de bilans réguliers indispensables (au moins tous les cinq ans) à une évaluation mondiale des invasions biologiques devrait être considérablement facilitée par l’existence de données harmonisées de présence dans tous les pays pour les différents groupes taxonomiques d’espèces exotiques. Les évaluations des dynamiques de dispersion de ces espèces et des succès des politiques de leur gestion pourront être obtenues grâce à l’acquisition répétée de ces données de présence. La répartition géographique des espèces exotiques est d’ailleurs une contribution à une des EVB proposées par Pereira et al. (2013).
Les informations sur la répartition géographique d’une espèce et sa présence en dehors de sa zone géographique indigène sont une partie essentielle des connaissances nécessaires pour surveiller les espèces exotiques. La découverte d’une espèce nouvelle dans un territoire donné, évaluée comme exotique dans ce territoire, vient alimenter les inventaires nationaux sur ce sujet puis, selon la dynamique perceptible de l’espèce, peut déclencher une évaluation des risques et/ou des actions visant à limiter les impacts de sa présence. Par la suite, les connaissances sur cette espèce exotique dans un pays peuvent alimenter les réflexions et les choix des stratégies de surveillance et de contrôle à mettre en place (figure 3).
Figure 3 : Quatre étapes du développement d’un système national d’observation et de surveillance des espèces exotiques comportant une augmentation de la résolution spatiale de la surveillance.
[Les étapes 1 à 4 présentent une démarche efficace pour des pays aux premiers stades du développement de leurs systèmes nationaux. Cette approche permet aux pays d’adapter leur démarche de recueil des données d’observations selon la disponibilité de leurs moyens et les étapes du développement du système de suivi. Les chroniques de données disponibles (flèches à double extrémité) permettent aux pays à différents stades de partager des informations, tout en améliorant la qualité des données, la couverture et la représentation taxonomique. Par exemple, les nouvelles espèces détectées dans les sites prioritaires (étape 2) alimentent la mise à jour ultérieure de la liste nationale des espèces exotiques. Les observations répétées au fil du temps fournissent des tendances des invasions biologiques, telles que le changement du nombre d’espèces exotiques de l’inventaire national, l’évolution des répartitions des espèces et les estimations des taux de dispersion.
2. Statut de l’espèce
Les auteurs rappellent qu’être en mesure d’attribuer en toute confiance un statut étranger (ou indigène) à un une espèce est une étape clé pour formuler des réponses appropriées et guider les efforts de surveillance pour les invasions biologiques. Ce n’est pas toujours simple car la répartition historique des espèces est souvent peu connue, en particulier le long des marges de répartition et à des échelles spatiales fines.
Dans le cadre EBV (Pereira et al., 2013), le statut exotique d’une espèce est considéré comme un attribut ou une information accessoire de l’EBV de répartition des espèces mais il est inclus dans l’ensemble des variables essentielles pour la surveillance de l’invasion. Il constitue en effet l’essence même de la mise en œuvre de politiques et de mesures de gestion. La nécessité d’évaluer cette variable au niveau mondial est renforcée par le fait que la hiérarchisation et le classement des données sur le statut exotique ou indigène des espèces sont jugés actuellement insuffisants. Sur ce point les auteurs remarquent que compte tenu des erreurs potentielles d’évaluation de ce statut, des mises à jour régulières de cette variable sont nécessaires, de préférence en continu, mais au minimum tous les cinq ans, au même titre que la répartition des espèces.
- Evaluation des impacts
L’évaluation des impacts d’une espèce exotique sur l’environnement est essentielle pour prioriser les efforts visant à prévenir les introductions futures et à contenir la propagation des espèces considérés comme présentant les impacts les plus important sur la biodiversité et / ou les écosystèmes. Cette évaluation des impacts mesurés ou potentiels d’une espèce exotique est donc la troisième Variable Essentielle retenue par les auteurs (Tableaux 1 et 2).
Si diverses méthodes d’évaluation des impacts des espèces exotiques ont déjà fait l’objet de publications et de tests à diverses échelles depuis au moins deux décennies, un classement en cinq classes d’impact applicable à l’échelle mondiale a été récemment proposé (Hawkins et al., 2015). Développé à la suite de travaux de l’UICN et du Partenariat mondial sur les espèces exotiques envahissantes (GIASIP, PNUE, 2014), ce schéma est appelé Classification d’impact environnemental pour les espèces exotiques pourrait servir à rassembler à l’échelle mondiale des informations sur les impacts environnementaux des espèces exotiques et fournir une approche et une plate-forme normalisée pour la livraison de la troisième Variable Essentielle pour la surveillance des invasions biologiques (figure 4). 
Figure 4 : catégories de classification d’impact environnemental des taxons exotiques (méthode EICAT, https://www.iucn.org/theme/species/our-work/invasive-species/eicat).
Cette variable “impact des espèces exotiques” n’est pas elle-même une EBV car elle est plutôt générée par les informations obtenues sur différentes EBV : il s’agit en fait d’une variable dérivée de plusieurs EBV, telles que l’abondance de la population ou la structure de l’écosystème. Comme pour les deux autres Variables Essentielles retenues, son évaluation devrait être faite de manière régulière, au moins tous les cinq ans. Les auteurs précisent même que cette périodicité pourrait passer à deux ans lorsque la méthode sera généralisée.
Cette évaluation régulière permettant de quantifier l’importance et la réversibilité des impacts pourrait être utilisée comme un indicateur des changements causés par les invasions biologiques. Une difficulté importante est que les impacts actuels et futurs des invasions biologiques dans des endroits spécifiques dépendent du contexte environnemental et leur quantification nécessiterait donc des évaluations multiples. En l’absence d’informations détaillées, l’impact maximal observé par ailleurs et les mécanismes par lesquels l’impact maximal se produit (estimé à l’aide d’EICAT) pourraient fournir un moyen efficace d’estimation de l’impact futur potentiel des espèces exotiques.
Des Variables supplémentaires
En complément des trois Variables Essentielles déjà citées, les travaux menés par les auteurs ont permis d’identifier un certain nombre d’autres variables, telles que l’abondance des espèces, les voies d’introduction et les caractéristiques de l’environnement récepteur.
Elles permettent :
- de prioriser les sites où les variables doivent être enregistrées sur place. Par exemple, la valeur de l’environnement récepteur permet d’identifier des sites à haute valeur de conservation, et l’identification des voies d’introduction permet d’identifier des sites présentant un risque élevé d’invasion.
- de fournir des informations, comme l’abondance et la superficie colonisée, utiles pour quantifier les risques et les impacts locaux contribuant aux évaluations EICAT.
- en les combinant avec les trois Variables Essentielles, de faciliter la production d’informations intégrées, telles que l’estimation du coût des actions de gestion ou la prédiction de l’état d’invasion futur.
Dans certains cas, ces variables supplémentaires peuvent également être utilisées pour dériver ou estimer des variables essentielles : par exemple, la présence peut être récupérée à partir des données de recouvrement et d’abondance. Elles peuvent être obtenues soit in-situ à partir de mesures ou d’observations directes, soit à partir de sources ex-situ (bases de données, y compris données de télédétection).
Les informations sur ces variables supplémentaires constituent un élément clé des programmes de suivi ou de gestion déjà en place dans de nombreux contextes locaux et dans certains systèmes nationaux.
Pour mettre en œuvre des normes communes de recueil de données et de pratiques de suivi, une coopération internationale entre les chercheurs et les infrastructures de recherche est indispensable. Diverses initiatives et des projets de réseaux d’observation ont déjà été mis en œuvre dans cet objectif. Par ailleurs, pour maximiser la valeur de l’investissement dans le suivi des invasions biologiques, les informations générées par les systèmes de surveillance doivent, dans la mesure du possible, permettre l’évaluation des conditions d’invasions biologiques à des échelles locales, nationales et internationales.
Une seule des Variables Essentielles identifiée pour la surveillance des invasions biologiques doit être générée in-situ et donc fournie par chaque pays: il s’agit de la présence des espèces exotiques. Les deux autres (statut et impact) utilisent des informations transférables dans une large mesure entre pays et peuvent être fournies ex-situ, facilitant ainsi la mise en place d’une démarche internationale en allégeant la livraison des données s’y rapportant.
Le développement progressif des systèmes nationaux d’observation et de surveillance des espèces exotiques d’un stade “précoce” à “avancé” (Figure 3) peut permettre le regroupement d’informations entre différents pays à différents stades de développement. En utilisant ce type d’approche modulaire, les informations obtenues de pays à des stades avancés peuvent être simplifiées et combinées avec des informations provenant des pays aux premiers stades de la démarche.
Pour débuter sa contribution à la surveillance mondiale des invasions biologiques, un pays ne doit d’abord fournir qu’un inventaire national des espèces exotiques présentes dans n’importe quelle partie du pays, en commençant par les taxons les mieux étudiés. Depuis plusieurs années, le nombre de pays et de régions produisant des inventaires et des stratégies de gestion est d’ailleurs en augmentation.
Les systèmes nationaux peuvent être développés pour cibler des observations à grande échelle de dépistage précoce de nouvelles introductions dans des sites ou des zones prioritaires, présentant de fortes valeurs de conservation. Dans la pratique, les pays qui signalent des activités nationales de surveillance limitent parfois cette activité à des secteurs industriels tels que l’agriculture et la foresterie, ou aux zones protégées.
Enfin, un système avancé d’observation et de suivi pourrait comprendre un réseau de sites de surveillance à long terme où la présence d’espèces exotiques est enregistrée à intervalles réguliers, permettant aux pays d’évaluer leurs dynamiques d’extension au fil du temps et l’efficacité des actions de gestion.
L’information temporelle est un attribut important de chaque donnée. L’attribution d’un statut d’espèce exotique et les informations temporelles concernant ces espèces permettent le suivi de l’histoire de l’invasion, historique très précieux pour la mise en œuvre de mesures de prévention pour d’autres territoires que ceux actuellement touchés. Pour de nombreux pays, l’efficacité de la surveillance des invasions biologiques peut être améliorée par leur inclusion dans des programmes préexistants de suivi de la biodiversité. Les pays peuvent également capitaliser à partir données provenant des apports des sciences citoyennes et des technologies émergentes en matière de recueil de données.
Sur cet aspect d’internationalisation de la démarche, les auteurs terminent en indiquant que, pour tous les pays, l’objectif devrait être de fournir à intervalles réguliers (au moins tous les cinq ans) des données de présence des espèces exotiques correspondant au niveau maximal obtenu de résolution (inventaire national, sites prioritaires, répartition nationale d’un ensemble de taxons prioritaires).
IV. Diffusion mondiale des informations
Les progrès récents dans la compréhension des tendances mondiales des problèmes environnementaux mondiaux, y compris les invasions biologiques, sont largement favorisés par les infrastructures numériques qui se sont mises en place pour rassembler des données à cette échelle.
Le Système mondial d’information sur la biodiversité (GBIF) et le Système d’information biogéographique océanique (OBIS) sont des exemples de telles infrastructures internationales organisant les données de présence d’espèces dans l’espace et le temps.
Le Partenariat mondial sur les espèces exotiques envahissantes (GIASIP), lancé en 2012, offre déjà un mécanisme librement accessible pour le partage et l’intégration de données, y compris une passerelle d’information qui peut accueillir toutes les variables essentielles pour le suivi des invasions
biologiques (UNEP, 2014). D’autres sources d’informations récemment apparues, comme le Registre mondial des espèces exotiques et envahissantes (GRIIS) fournissent un accès à des inventaires nationaux validés. Ce registre relie le nom de l’espèce et la référence géographique au pays ou au site d’occurrence avec les principales sources de données. Le Registre mondial des espèces marines introduites (WRIMS) ajoute le statut exotique et invasif aux espèces du Registre mondial des espèces marines (WoRMS). Les auteurs notent que le développement de WRIMS a 
révélé de nombreux cas de déclaration injustifiée d’espèces étrangères dans la littérature scientifique et les ressources en ligne, illustrant la difficulté d’assurer la qualité des données sur les espèces exotiques et d’empêcher la perpétuation d’informations erronées.
D’autres ressources en ligne à des échelles régionales, telles que les bases européennes AquaNIS et EASIN sont disponibles.
Enfin, la base de données sur les espèces envahissantes mondiales (GISD) de l’UICN rassemble les données sur l’écologie des espèces exotiques. Elle contient des informations sur les impacts des espèces envahissantes et sur les communautés autochtones, ainsi que sur les modalités de gestion connues. Elle sera également la base de recueil des informations issues de l’application du protocole EICAT d’évaluation des impacts des espèces exotiques (Hawkins et al., 2015).
Le développement de ces bases de stockage d’informations sur la répartition des espèces exotiques et l’évaluation de leurs impacts devrait permettre de produire des prévisions d’impacts plus précises, et ce à des échelles géographiques diverses. Cependant aucune de ces ressources n’est complète et la validation d’expert des données reste complexe et couteuse, les mêmes informations pouvant se retrouver dans plusieurs de ces bases. Il reste sans doute à développer une infrastructure mondiale partagée pour la gestion et l’interprétation des données afin de fournir une solution globale, rentable et durable telle que l’ont proposé Costello et ses collègues (Costello et al., 2014).
V. La route à suivre selon Latombe et ses collègues …
Ils constatent l’existence d’un considérable dynamisme dans la fourniture des informations sur les espèces exotiques, avec des progrès significatifs dans la gamme, la qualité et la portée des sources d’information, les outils de soutien, les infrastructures de données et les systèmes d’information.
Ils considèrent que le système qu’ils proposent, comportant l’identification d’un petit ensemble de variables essentielles, un esprit de coopération et d’échange de connaissances et une approche modulaire pour les pays fournissant des informations sur les espèces exotiques, comporte les éléments nécessaires pour la mise en place d’un système mondial d’observation et de surveillance de ces espèces.
Ce système permet des contributions nationales diverses et fournit une orientation claire soulignant les avantages des efforts nationaux et internationaux visant à collecter les données essentielles permettant des actions destinées à réduire les conséquences négatives des invasions biologiques. Le système devrait également fournir une plate-forme indispensable pour améliorer les performances des indicateurs d’impacts des espèces exotiques et l’élaboration d’informations fiables pour les politiques.
Un guide, disponible en ligne sur le site http://invasionevs.com/, décrivant l’utilisation de Variables Essentielles pour la surveillance des invasions biologiques et l’approche modulaire du développement des systèmes nationaux d’observation et de surveillance, présente cette approche.
Alain Dutartre, septembre 2017
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