L'utilisation des terres (UT) vers des pratiques agricoles non durables amplifie la dégradation et l'érosion des sols, et la perte de leur diversité microbienne. Cependant, les impacts du changement d'UT sur la structure de la communauté microbienne dans les cours d'eau adjacent restent mal compris, en particulier dans les écosystèmes tropicaux. Grâce à des expériences contrôlées et à des études in situ, j'ai évalué comment différentes pratiques agricoles et d'UT, via des processus hydrologiques, affectent la quantité et la qualité de la matière organique dissoute dans le cours d'eau et la structure de la communauté microbienne associée. Les résultats de ce travail montrent l'importance de considérer à la fois l’UT passée et présente avec les processus hydrologiques lors de l'évaluation de la diversité microbienne et des capacités métaboliques des cours d’eau. Alors que les expériences dans des conditions contrôlées (micro- et mésocosmes) ont permis de distinguer l'importance relative des ruissèlements d’eau de surface sur la structure bactérienne du milieu aquatique, l'approche in situ a permis de donner une vision intégrée de ces processus à l'échelle du bassin. Cela a mis en évidence la nécessité d'utiliser des pratiques de gestion durable d'UT si nous souhaitons atténuer les impacts sur les systèmes aquatiques en aval / Land use (LU) change towards non-sustainable agricultural practices enhances soil degradation, erosion, and the loss of soil microbial diversity. However, the impacts of LU change on in-stream microbial community structure remain poorly understood, particularly in tropical ecosystems. Through controlled experiments and in situ investigations, I assessed how different LU and agricultural practices, via hydrological processes, affect the quantity and quality of stream dissolved organic matter and associated microbial community structure. The results of this work show the importance of considering both past and present LU along with hydrological processes when assessing stream microbial diversity and metabolic capacities. While the experiments in controlled conditions (micro- and mesocosms) allowed disentangling the relative importance of direct overland flow and soil community on stream bacterial structure, the in situ approach gave an integrated view of these processes at the basin scale. This emphasizes the need to use sustainable LU management practices if we wish to mitigate off-site impacts on downstream aquatic systems

Le concept de services écosystémiques est de plus en plus utilisé par différentes disciplines scientifiques et pris en compte dans les sphères politiques pour attirer l'attention sur les bénéfices que l'Homme reçoit des écosystèmes. Ce concept mène à étudier les liens complexes entre l'homme et son environnement. Cependant, la majorité des recherches actuelles restent théorique et peu de cas d'étude mettent à l'épreuve ce concept dans une démarche transdisciplinaire. Cette thèse à donc pour objectif principal de combler ce manque en explorant et analysant les dynamiques et processus des services écosystémiques en terme d'offre et de demande, y compris les effets de rétroactions, par une approche socio-écologique dans un contexte de changement planétaire. A cette fin, une étude transdisciplinaire a été conduite sur les prairies subalpines de la commune de Villar d'Arène (Hautes-Alpes) où l'élevage ovin et bovin domine. Des techniques de modélisations statistiques et de systèmes d'informations géographiques ont été combinées pour analyser la fourniture potentielle de services écosystémiques, conduisant à une cartographie de ceux-ci à l'échelle du paysage. La demande en services écosystémiques à quant à elle été étudiée par l'intermédiaire d'entretiens individuels et de groupes avec les acteurs locaux ainsi que des jeux de rôle avec les éleveurs de la commune. La co-construction de scénarios prospectifs avec les acteurs locaux ont permis d'étudier l'évolution de l'offre et la demande en services à un horizon 2030.

Le concept de services écosystémiques est de plus en plus utilisé par différentes disciplines scientifiques et pris en compte dans les sphères politiques pour attirer l'attention sur les bénéfices que l'Homme reçoit des écosystèmes. Ce concept mène à étudier les liens complexes entre l'homme et son environnement. Cependant, la majorité des recherches actuelles restent théorique et peu de cas d'étude mettent à l'épreuve ce concept dans une démarche transdisciplinaire. Cette thèse à donc pour objectif principal de combler ce manque en explorant et analysant les dynamiques et processus des services écosystémiques en terme d'offre et de demande, y compris les effets de rétroactions, par une approche socio-écologique dans un contexte de changement planétaire. A cette fin, une étude transdisciplinaire a été conduite sur les prairies subalpines de la commune de Villar d'Arène (Hautes-Alpes) où l'élevage ovin et bovin domine. Des techniques de modélisations statistiques et de systèmes d'informations géographiques ont été combinées pour analyser la fourniture potentielle de services écosystémiques, conduisant à une cartographie de ceux-ci à l'échelle du paysage. La demande en services écosystémiques à quant à elle été étudiée par l'intermédiaire d'entretiens individuels et de groupes avec les acteurs locaux ainsi que des jeux de rôle avec les éleveurs de la commune. La co-construction de scénarios prospectifs avec les acteurs locaux ont permis d'étudier l'évolution de l'offre et la demande en services à un horizon 2030. / The ecosystem service (ES) concept is increasingly used in different scientific disciplines and is spreading into policy and business circles to draw attention to the benefits that people receive from biodiversity and ecosystems. Nevertheless, while the number of case studies considering various dimensions of the interactions between ecosystems and land use via ES has been steadily increasing, integrated research addressing interrelationships between biodiversity, ES and land use has remained mostly theoretical. This thesis aims through a socio-ecological approach to understand: (1) Which ES are potentially delivered given ecological dynamics, (2) how these ES are perceived by stakeholders in terms of value and knowledge, (3) how human management affects ES delivery, and (4) how ES are taken into account in land management decisions, thereby considering feedbacks from ecosystem to the land use system through ES. To address these questions, an interdisciplinary study was conducted on Villar d'Arène (French Alps) a municipality where the subalpine landscape is shaped by extensive mountain livestock farming. Statistical modelling and geographical information systems where combined to analyse the determinants of the spatial distribution of biodiversity and ES within the landscape using ecological (including plant functional traits), biophysical and land-use data. The following ES were mapped: agronomic value, aesthetic value, water quality, carbon storage, soil fertility, soil moisture, conservation of plant diversity and pollination. These allowed us to quantify trade-offs and synergies in the current landscape and to identify key management types supporting multifunctionality. The dynamics of ES was projected under four different scenarios integrating climatic, socio-economic and land-use changes, which were developed using a participative approach with regional experts and local farmers. Analyses of projected scenario impacts showed that ES synergies and trade-offs evolve differently when considering direct effects of climate on ecosystems, and/or their indirect effects through farmers adaptive responses. Interviews with local stakeholders (experts from nature conservation and agricultural extension, farmers and inhabitants) of mountain grasslands showed that the ES concept is still relatively unknown in explicit terms. Nevertheless after defining ES to interviewees, they expressed a variety of relevant interests and knowledge. Although all stakeholders valued a common set of ecosystem services (agronomic value, aesthetic value, water quality, and conservation of plant diversity), we identified negative and positive representations of the effects of grassland management on ecosystem services, depending on stakeholders perceptions of the relationships between soil fertility and biodiversity, and biodiversity and the other services. Finally, a role-playing game explored how ES cognition mediated environmental feedbacks on farmers' behaviours. Results emphasized the influence of other factors such as socio-economic or climatic context, topographic constraints, social value of farming or farmer individual and household characteristics, on the link between ES and land-management decisions. This case study demonstrates the interest of an integrated approach decomposing the feedback loop from ecosystems to land use when studying ES for scientific or policy purposes.