Interactions dans un système socio-écologique à la périphérie de la ville de Mexico

Services Ecosystémiques et interactions entre nature et société

À notre époque, que certains appellent « Capitalocène », en raison des transformations anthropiques de la planète produites dans une logique capitaliste et de l’exploitation des combustibles fossiles (Malm et Dobenesque 2017), il est très important de comprendre des interactions entre la nature et la société au niveau global et surtout au niveau local pour les contrôler et mieux agir (Crutzen 2002; Malm et Dobenesque 2017) utilisant les concepts de Services Ecosystémiques (SE) et des Systèmes Socio-Ecologiques (SSE) séparément pour déterminer comment et dans quelle mesure ces interactions se produisent (Lamarque 2012; Mouchet et al. 2014).

Mais les deux approches n’ont pas abordé les interactions au niveau du paysage qui est pourtant un produit de la perception des interactions entre les facteurs naturels et anthropiques à une échelle temporelle et spatiale (Bertrand et Dollfus 1973; Bastian et al. 2006; Burkhard et al. 2010; Council of Europe 2000; Burkhard et al. 2014). Cette thèse mobilise conjointement les approches des Services Ecosystémiques (SE) et des Systèmes Socio-Ecologiques (SSE) pour analyser spatialement les interactions entre la nature et la société (Figure a) en intégrant dans ces approches la notion de paysage. Le premier chapitre présente une discussion théorique qui cherche à intégrer les deux approches dans une perspective spatiale. Il montre toutefois que ces deux ne sont pas encore scientifiquement stabilisées et font l’objet de nombreux débats (Bonnin 2012; Lamarque 2012). Malgré les imprécisions conceptuelles, les SE peuvent être définis comme les flux générés par l’écosystème, y compris les interactions écologiques. Ils n’incluent ni les biens matériaux ni l’intervention humaine (Daily 1997; Costanza et al. 1997; La Notte et al. 2017). Les SSE, de leur côté, peuvent être compris comme des systèmes adaptatifs complexes, où les acteurs sociaux et les composantes biophysiques interagissent à différentes échelles temporelles et spatiales. Dans ces systèmes les institutions et les acteurs ont différents niveaux de pouvoir pour la prise des décisions (McGinnis et Ostrom 2014; Ostrom 2009).

Une forêt sous pression : zone d’étude et problématique

L’étude a été menée dans le « Bosque de Agua » littéralement « la forêt de l’eau », une zone située à la périphérie de la ville de Mexico, dans l’axe volcanique trans-mexicain. Il couvre environ 250 000 hectares (Padilla et al. 2008; Su et al. 2015), mais n’a pas de statut légal de protection, il est composé en réalité de plusieurs aires naturelles protégées (ANP). Ses limites ont été définies selon des critères sociaux et écologiques par l’initiative pour la conservation du « Bosque de Agua » en 2012 (ECOBA 2012). Le « Bosque de Agua » chevauche trois États mexicains (Etat de Mexico, Etat de Morelos et le Distrito Deferal) et couvre 37 municipalités. Au total, 443 490 personnes vivent dans cette zone selon l’Institut national de géographie et de statistique (INEGI 2010). Toutes ces personnes bénéficient directement des SE fournis par le « Bosque de Agua » (ECOBA 2012).

Une mosaïque spatiale de différentes unités de paysage constitue cet espace : des zones urbaines, des zones agricoles, des prairies naturelles et dès les forêts. Avec 64% de la superficie totale, la forêt reste de loin la principale occupation des sols dans la région. Elle est caractérisée par la présence d’Abies religiosa, de Pinus hartwegii et de Quercus spp. (Challenger et Soberón 2008). Le « Bosque de Agua » est aussi une région d’importance stratégique pour le pays car c’est à la fois une zone de conservation prioritaire et le principal fournisseur d’eau pour les aquifères qui alimentent les plus de 23 millions de personnes vivant dans les zones métropolitaines de Mexico, Toluca et Cuernavaca (Carrera-Hernández et Gaskin 2008; ECOBA 2012; Padilla et al. 2008). Elle comprend plusieurs Aires Naturelles Protégées (ANP) qui couvrent au total 201 744 hectares, soit 79 % de sa superficie totale. Outre des ANP, 59 200 hectares font l’objet de contrats de Paiements pour Services Environnementaux (PES) (Sims et Alix-Garcia 2016). Malgré ce rôle crucial, le « Bosque de Agua » souffre d’une fragmentation croissante de sa connectivité causée par l’étalement urbain, l’expansion agricole et l’exploitation illégale de bois (Kolb et Galicia 2012; Villanueva et Imbernon 2013) (Figure b).

La modélisation spatiale des SE et sa relation avec le paysage

Dans un première temps, quatre SE ont été modélisés: l’approvisionnement en nourriture (biomasse dans les cultures agricoles), l’approvisionnement en eau, l’approvisionnement en bois (biomasse dans les zones forestières) et la régulation du climat local (stockage du carbone) (Haines-Young et Potschin 2011). Ces SE ont été choisis en fonction de leur pertinence dans la zone d’étude mais aussi de la disponibilité de données spatiales pour les renseigner à l’aide des logiciels InVEST et ArcGIS. Dans un second temps, ont été retenues quatre variables pour analyser la relation entre les SE et les composants du paysage : Le degré d’intervention anthropique dans le paysage, l’état de la végétation (NDVI), l’altitude et la complexité du paysage (connectivité spatiale). Deux types de statistiques spatiales ont été appliquées pour évaluer les relations entre les variables explicatives du paysage et la distribution spatiale des SE. La première est une régression des moindres carrés (OLS-Ordinary least squares) qui nous donne une vision globale des relations entre les SE et le paysage. La seconde est une régression locale pondérée dans l’espace géographique (GWRGeographically weighted regression) (Bollen et Barb 1981; Martínez Bascuñán et Rojas Quezada 2016).

Les principaux résultats des corrélations entre paysage et SE nous montrent que les quatre variables paysagères retenues sont capables d’expliquer environ 50 % de la distribution spatiale des SE suivants : l’approvisionnement en eau, de la nourriture, du bois et de la régulation climatique locale. Cependant, ces relations ont une intensité locale qui varie spatialement d’un endroit à l’autre, avec des comportements différents selon le type des ES et la variable du paysage analysé. On peut constater que l’anthropisation est un facteur important qui influence négativement les SE dans le « Bosque de Agua ». Cependant il existe des contradictions entre l’anthropisation du paysage est l’approvisionnement des SE. Par exemple le SE de l’approvisionnement en eau a une relation positive avec l’anthropisation du paysage, cela signifie que plus l’approvisionnement en eau est important, plus le paysage est anthropisé. Ce phénomène peut être lié à l’emplacement des zones anthropiques dans les zones de basse altitude.

À ces basses altitudes, les eaux de ruissellement de surface et les eaux souterraines s’accumulent également. Ce phénomène est intéressant car dans le « Bosque de Agua », les zones les plus anthropisées du paysage correspondent à des zones agricoles. Ces résultats révèlent donc l’importance de l’activité agricole dans la contribution des SE. Par contre, les paysages forestiers sont le plus valorisées par les autorités publiques et privées. Les objectifs publics concernant les SE sont centrés sur les services hydrologiques et les réserves de carbone de la forêt D’autre part, révéler l’importance des interactions entre le paysage et les SE par type de paysage peut aider à intégrer des spécifications dans les stratégies de conservation car c’est dans les paysages que les services écosystémiques sont produits et en même temps modifiés par l’activité anthropique. Pour mieux comprendre les interactions entre paysage et SE il devient de plus en plus important d’orienter les travaux scientifiques et politiques dans le cadre de SSE (Figure c).

Perceptions des SE par les acteurs locaux

Pour mettre en valeur les perceptions des SE par les acteurs locaux (chapitre 5) on a proposé un photo-questionnaire à 606 personnes dans 12 localités différentes situées dans le Bosque de Agua (six rurales, trois urbaines et trois mixtes). Le choix des localités a été fait par municipalités dans les trois différents Etats. Le photoquestionnaire utilisé (annexes 9.2) est structuré en trois parties. La première partie permet de recueillir des informations sociodémographiques sur la personne interrogée : âge, sexe, éducation et activité économique. La deuxième partie permet d’identifier le type de paysage auquel elle est le plus attachée. La troisième partie identifie la perception qu’ont les habitants de la capacité de chaque type de paysage à fournir les six SE. En premier lieu, trois services d’approvisionnement : la nourriture, le bois, et l’eau.

Ensuite, deux services de régulation : la qualité de l’eau et la régulation du climat local. Enfin, un service culturel : la beauté scénique. Au cours des interviews, il a été demandé à chaque personne sa perception quant à la capacité des quatre paysages à fournir les six ES décrits ci-dessus. La capacité a été évaluée sur une échelle de 6 points : aucune capacité (0), très faible capacité (1), faible capacité (2), capacité moyenne (3), capacité élevée (4) et capacité très élevée (5). Les principaux résultats sur les perceptions des SE montrent que le « Bosque de Agua » est d’abord perçu comme une beauté scénique et que la ressource en eau apparait secondaire. Ces résultats sont contradictoires avec la réalité sociale du « Bosque de Agua » car il existe une forte dépendance locale liée à l’extraction de bois et à l’activité agricole.

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Table des matières

INTERACCIONES ENTRE NATURALEZA Y SOCIEDAD EN LA ERA DEL HOMBRE
Estructura de la tesis
CAPÍTULO 1: SERVICIOS ECOSISTEMICOS E INTERACCIONES ESPACIALES ENTRE NATURALEZA Y SOCIEDAD
1. Servicios ecosistémicos: Del concepto científico a los Pagos por Servicios Ambientales
1.2. Discusión sobre los Servicios Ecosistémicos
1.3. Nuevos cuestionamientos sobre enfoque espacial e interdisciplinario
1.5. Integrando los Servicios Ecosistémicos y Sistemas Socio-Ecológicos
CAPÍTULO 2: LA MIRADA MEXICANA DE LOS SISTEMAS SOCIOECOLOGICOS DE LOS BOSQUES TEMPLADOS
2.1. Áreas Naturales Protegidas con Bosques Templados en México
2.2. Los Bosques Templados como proveedores de servicios ecosistémicos
2.3. Perspectivas del enfoque de sistemas socio-ecológicos en México
2.4. Objetivos investigación
CAPÍTULO 3: UN BOSQUE BAJO PRESIÓN
3.1. Fragmentación del bosque y ocupación de suelos en la faja Volcanica Transmexicana
3.2. El Bosque de Agua a la sombra de una megapolis
CAPITULO 4: MODELIZACIÓN ESPACIAL DE LOS SE Y SU RELACIÓN CON EL PAISAJE
4.1. Metodología de modelización de SE
4.1.1. Mapeo de usos de suelos
4.1.2. Modelo espacial de provisión de alimentos en suelos de cultivos agrícolas
4.1.3. Modelo espacial de provisión de agua
4.1.4. Modelo espacial de provisión de madera en áreas de producción silvícola potencial
4.1.5. Modelo espacial de regulación del clima local
4.1.6. Composición de variables del paisaje
4.1.7. Estadísticas y análisis espaciales
4.2. Resultados de las modelizaciones espaciales
4.2.1. Distribución espacial de los SE
4.2.2. Las variables del paisaje
4.2.3. Autocorrelación de las variables del paisaje
4.2.4. Correlaciones entre los SE y las variables del paisaje
4.2.5. Relaciones espaciales locales entre los SE y las variables del paisaje
4.3. Discusión del capitulo
4.4. Observaciones finales sobre la relación entre el paisaje y los SE
CAPITULO 5: PERCEPCIONES DE LOS SE POR PARTE DE LOS ACTORES LOCALES
5.1. Metodología de encuesta
5.1.1. Localidades encuestadas
5.1.2. Estructura del cuestionario
5.1.3. Métodos estadísticos y análisis de las encuestas de percepción
5.2. Análisis de las percepciones de los actores locales
5.2.1. Características demográficas de los encuestados
5.2.2. Percepciones del ‘Bosque el Agua’ como proveedor de SE
5.2.3. Percepciones de habitantes del Bosque de Agua sobre los paisajes como proveedores de SE
5.2.4. Percepción de múltiples SE por paisaje
5.2.5. Explicando las diferencias de percepción sobre los SE
5.3. Discusión de las diferencias de percepción sobre los SE
5.3.1. El ‘Bosque de Agua’ como un gran proveedor de belleza escénica
5.3.2. ¿Mayor capacidad para producir SE en paisajes naturales?
5.3.3. Vinculando la percepción de SE y las políticas ambientales
5.3.4. Explicando la percepción de los SE a través del apego al paisaje natural
CAPITULO 6: UNA POSIBLE APLICACIÓN: HERRAMIENTAS DE CONSERVACIÓN EN EL BOSQUE DE AGUA AL SERVICIO DE LOS
6.1. Metodología para evaluar la coherencia espacial los instrumentos de conservación (ANP y PSA) y la provisión de SE
6.2. Análisis de las superposiciones espaciales entre los instrumentos de conservación (ANP y PSA) y puntos calientes de SE
6.3. “Bosque de Agua, un “Bosque de vida”
CAPITULO 7: MODELIZACIÓN BIOFÍSICA Y PERCEPCIÓN DE LOS ACTORES LOCALES: DOS MANERAS MUY DIFERENTES DE ABORDAR LOS SE
7.1. Una mirada espacial del Sistema Socio-Ecológico del Bosque de Agua
7.2. Similitudes y divergencias entre modelos biofísicos y la percepción de los SE
8.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
9.ANEXOS
9.1. Detalle imagen satélite usada en clasificación de cobertura de suelo