Evolution of the social-ecological systems of the large alpine lakes and their ecosystem services facing pollution issues
Évolution des socio-écosystèmes des grands lacs alpins et leurs services écosystémiques à l'épreuve des pollutions.
Résumé
My thesis deals with the evolution of the relationships between large alpine lakes, watersheds, and society since the 1930s. By referring to the disciplineof geography, the topic was addressed through the following questions: How have pollutants that affect lakes also impacted related human activities? How have human activities been affected by the impacts of pollutions on the state of the lakes and where? How have the degradations and various pressures been revealed? What responses from society arose following these impacts ? How have actions been implemented to restore the quality of lakes?The study aims at answering all these questions based on a cross analysis of the evolution of the lacustrine social-ecological systems (SES), associated ecosystem services (ES) and pollutions. The operational perspective is to consider extending the current observation systems of great lakes to the territorial components they are associated to.For the longest time, the resources supplied by great alpine lakes have been associated with the functioning of human societies, which develop at their boundaries. This cohabitation occured for millennia without exerting major pressures on ecosystems as a whole. However, eutrophication, a generalized pollution of aquatic environments, emerged in the 1950s. Large lake / watershed / society relationships then became a major concern, thus requiring the establishment of a global management of water bodies and the coordination of political and scientific stakeholders, and human activities.Since the end of the 20th century, large lakes uses have been threatened by a series of micropollutions. Four societal challenges are at the core of aquatic ecosystem management issues: tourism, fisheries, water resource and biodiversity. These issues depend on the quality of the ecosystem and its natural resources, quality which can be preserved (Annecy) or recovered (Geneva lake, Bourget) owing to watershed pollution management actions. Carrying out these actions over the past 60 years have allowed to curb the degradation processes observed from the beginning of the 20th century, a period from which the flows transferred to the lakes from their watershed increased under the effects of urban, agricultural and industrial development.On the short term, new threats are arising (e.g. increased urbanization of watershed, micro-plastics, climate change, changes in uses and over-frequentation of lakes and coastlines). These worrying perspectives will engage a new debate that will lead to the mobilization of a large body of stakeholders, and ought to be anticipated and prepared by a feedback on the evolution of the lake – watershed – society relationships. Through this retrospective analysis, novel knowledge and models will emerge and will likely facilitate the dialogue between science and society and frame prospects.Our reflection is a contribution to the creation of a new approach to the geographical study of lake territories, mobilizing the concepts of ES and SES as tools that can help the sustainable and integrated management of large lakes. To achieve this goal, one of the most widely used models for characterizing ES (the cascade model, Haines-Young and Potschin 2010) has been adapted to the study of large alpine lakes, and a conceptual framework applied to the study of large lakes SES has been produced.On the scientific level, methodologies are proposed to make the concepts of SE and SSE applicable to retrospective approaches, and to take into account the specificities of lake ecosystems, thus responding to the shortcomings well identified in the literature. The strengths of this research are that it (1) proposes well-suited typologies to the characterization of the interactions between ecological and social processes, (2) defines the roles and limits of the ES involved in water and environment quality regulation in the provision of almost all of the lakes ES, (3) demonstrates that the evolution of practices and techniques of ES exploitation shape up the access to ES and must be considered in lake monitoring to management applications.From an operational point of view, the coupling of these two concepts allows us to characterize the driving processes of the Great Lakes / BV / society relationships and thereby to structure the response to pollution threats. These concepts then invite to define the limits of the system, and to question the current observatories for monitoring of large lakes, which are centered on biophysical indicators (bioindication and hydrochemical flows). According to us, theses observatories should evolve into a more systemic and integrative approach, which would be better suited to respond to challenges at the crossroads of global warming and micropollutants impacts, and to anticipate future societal changes.
Les lacs rendent d’innombrables services à la société. Ils représentent l’une des plus importantes sources d’eau potable, constituent des lieux de production de ressources alimentaires, d'implantation des sociétés, de bien-être, spiritualité et de récréation. Plus ces écosystèmes sont étendus, volumineux et riches en biodiversité, plus les bénéfices qu’en tire la société sont diversifiés et importants. Les grands lacs sont, de ce fait, tout particulièrement investis par les populations humaines. Cependant, ces services dépendent très largement de l’état des milieux aquatiques. La problématique des différentes formes de pollution affectant les grands lacs est dès lors centrale, dans la mesure où elle est intrinsèquement liée à la qualité et la quantité des services rendus par ces derniers.Les grands lacs alpins français fournissent des exemples pertinents d’écosystèmes dont l’évolution est intimement liée à une succession de problématiques de pollutions – essais de restauration. L'évolution de notre société et nos modes de vie ont entraîné un accroissement de l'attrait général pour ces lacs, dû en partie à la qualité des eaux et des milieux lacustres retrouvée (le Léman, lac du Bourget) ou maintenue (lac d’Annecy), fruit des investissements passés.Au cours du XXème siècle, les lacs Léman, d’Annecy et du Bourget ont connu plusieurs crises de pollutions qui ont fortement dégradé la qualité de leurs écosystèmes et usages associés, au point de nécessiter la mise en place d’actions de gestion visant à restaurer un état satisfaisant pour les activités humaines. Néanmoins, le succès de la restauration des grands lacs alpins reste fragile et de nouvelles menaces se profilent : changement climatique, espèces invasives, polluants émergeants, micropolluants plastiques, intensification des loisirs nautiques, périurbanisation galopante, perte et manque de ressources en eau, etc. Ces problématiques affectent la plupart des grands lacs dans le monde et font partie des principaux enjeux globaux des écosystèmes aquatiques. Elles surviennent dans un contexte d'écosystèmes probablement affaiblis par les effets cumulés des perturbations passées, un contexte historique et culturel spécifique mais aussi d’évolutions des usages des lacs dont les impacts et les besoins en matière de qualité et quantité d’eau sont difficiles à prévoir mais néanmoins toujours en croissance.Gérer un grand lac suppose d’intégrer une diversité de facteurs et composantes associés au lac et relevant autant des fonctionnements biophysiques et des flux qui en résultent, que du fonctionnement de structures sociales, économiques et institutionnelles. Une analyse en termes de trajectoire d'évolution et de modélisation de ce système doit être menée, avec l’ambition d'aider à la prise de décision et à l'action des gestionnaires des milieux lacustres.L’enjeu de cette recherche est de réaliser une synthèse des connaissances sur l’évolution des relations sociétés - grands lacs depuis le début du XXème siècle, en partant de l’hypothèse que les concepts de service écosystémiques et de socio-écosystèmes peuvent aider au dialogue pour la gestion durable et intégrée des écosystèmes lacustres. Notre réflexion est une contribution à créer une nouvelle approche d’étude géographique des territoires limniques, mobilisant ces concepts en tant qu’outils d’analyse des relations entre la nature et la société et dans une démarche opérationnelle.
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