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In the context of global climate change and local land use changes, the future of the French Alps cultural landscapes, shaped through long-lasting and mutual interactions between human and their environment, appears uncertain. Simultaneously, the ecosystems constituting alpine landscapes host a rich biodiversity and provide the many natural resources and ecological functions that benefit to human societies. These resources and functions are conceptualised as "ecosystem services" and currently attract an increasing attention for the management and the conservation of environmental resources, along with biodiversity. Identifying the variables linked to their maintenance, in ecological, socio-cultural and political terms, is a necessary step of their sustainable management, and yet is still under-explored. My PhD project aimed at increasing the understanding of positive (synergies) and negative (trade-offs) interactions among ecosystem services and biodiversity through a multi-dimensional approach of the French Alps social-ecological system. - In Chapter I, I present a quantitative and spatially explicit biophysical assessment of ecosystem multifunctionality. After a modelling step, we explored spatial patterns of trade-offs and synergies among ecosystem services and biodiversity using a series of statistical analyses of increasing complexity. Results were structured to provide insights for sound environmental governance at multiple scales. We identified various bundles of ecosystem services representative of the different conditions across the French Alps massif in terms of biogeography, management and landscape heterogeneity. - This approach is complemented in Chapter II by a qualitative representation of influence relationships among ecosystem services and biodiversity that also accounts for additional ecological and social variables. We explicitly considered the multiple dimensions encompassed by the ecosystem service concept (their 'facets') and proposed an innovative conceptual framework to represent their influence networks. This framework was applied to analyse a consultative process that we carried out with stakeholders of regional expertise. This analysis highlighted their general perception of important influence relationships in the alpine social ecological system. - In order to better understand social regulations linked to environmental governance, we test in Chapter III a methodology for assessing the environmental effectiveness of policy instruments. We concentrated on a restricted set of instruments regulating the interactions between biodiversity, agriculture and outdoor tourism. The consideration of multiple indicators assessing the performance and the fit with the socio-cultural and governance setting highlighted the complex articulation of instruments within the broader policy mix. Results were synthesised in a policy brief targeting regional decision-makers. - Chapter IV is conceived as my personal exploration of the conceptual and ethical issues linked to research on ecosystem services. Following some general thinking on the relations between environmental sciences and society, I conducted a personal reflexive assessment of the research projects I contributed to. To conclude, I propose a synthetic vision of the alpine social-ecological system and discuss the major issues revealed throughout the analyses. ; Dans un contexte de changement climatique global et d'évolution locale de l'usage des terres, le devenir des paysages culturels des Alpes françaises, façonnés au cours des siècles par les interactions mutuelles entre sociétés et environnement, apparaît incertain. Dans le même temps, les écosystèmes qui les constituent abritent une biodiversité riche et sont à l'origine de nombreuses ressources naturelles et fonctions écologiques dont bénéficient les populations humaines. Ces ressources et fonctions sont conceptualisées sous le terme de « services écosystémiques » et font aujourd'hui l'objet d'une attention accrue dans la gestion et la protection des ressources environnementales, au même titre que la biodiversité. L'identification des facteurs liés à leur maintien, en termes écologiques, socio-culturels et politiques, est une étape nécessaire à leur gestion durable, bien qu'encore insuffisamment explorée. Mon projet de thèse visait à accroître la compréhension des interactions positives (synergies) et négatives (antagonismes) entre services écosystémiques et biodiversité via une approche multidimensionnelle du socio-écosystème des Alpes françaises. - Le Chapitre I propose une approche biophysique quantitative et spatialisée de la multifonctionnalité des écosystèmes. Suite à une étape de modélisation, les patrons spatiaux de synergie et d'antagonisme entre services et biodiversité ont été explorés statistiquement et reliés à des enjeux de gouvernance actuels à différentes échelles. Ce travail a permis d'identifier les bouquets de services écosystémiques représentatifs des différentes conditions biogéographiques, de gestion et de d'hétérogénéité du paysage représentées dans le massif. - Cette approche est complétée dans le Chapitre II par une représentation qualitative des relations d'influence entre services écosystémiques et biodiversité, ainsi que de leurs liens avec d'autres variables écologiques et sociales. Nous avons considéré explicitement les dimensions multiples englobées par le concept de service écosystémique (leurs 'facettes') et proposons un cadre conceptuel pour en cartographier les réseaux d'influence. Ce cadre a servi de base à l'analyse d'un processus consultatif que nous avons mené auprès d'acteurs du territoire. Les analyses ont mis en lumière leur perception globale des relations d'influence importantes au sein du socio-écosystème. - Afin de mieux comprendre les régulations sociales appliquées à la gestion environnementale, nous testons dans le Chapitre III une méthodologie d'analyse de l'efficacité environnementale d'instruments de gouvernance. Notre analyse a privilégié un nombre restreint d'instruments qui encadrent actuellement les interactions entre agriculture, tourisme et biodiversité. L'utilisation d'un ensemble d'indicateurs de performance et d'adéquation avec le cadre socio-culturel et de gouvernance a souligné l'articulation complexe des instruments entre eux et a abouti à la production d'une synthèse pour les décideurs ('policy brief'). - Le Chapitre IV explore enfin certains enjeux conceptuels et éthiques de la recherche dans le domaine des services écosystémiques. Après une réflexion générale sur les relations entre science et société, je propose une évaluation réflexive et personnelle des projets de recherche auxquels j'ai contribué. Pour conclure, je propose une vision transversale du socio-écosystème alpin mettant en lumière les enjeux majeurs identifiés par les différentes analyses.

In the context of global climate change and local land use changes, the future of the French Alps cultural landscapes, shaped through long-lasting and mutual interactions between human and their environment, appears uncertain. Simultaneously, the ecosystems constituting alpine landscapes host a rich biodiversity and provide the many natural resources and ecological functions that benefit to human societies. These resources and functions are conceptualised as "ecosystem services" and currently attract an increasing attention for the management and the conservation of environmental resources, along with biodiversity. Identifying the variables linked to their maintenance, in ecological, socio-cultural and political terms, is a necessary step of their sustainable management, and yet is still under-explored. My PhD project aimed at increasing the understanding of positive (synergies) and negative (trade-offs) interactions among ecosystem services and biodiversity through a multi-dimensional approach of the French Alps social-ecological system. - In Chapter I, I present a quantitative and spatially explicit biophysical assessment of ecosystem multifunctionality. After a modelling step, we explored spatial patterns of trade-offs and synergies among ecosystem services and biodiversity using a series of statistical analyses of increasing complexity. Results were structured to provide insights for sound environmental governance at multiple scales. We identified various bundles of ecosystem services representative of the different conditions across the French Alps massif in terms of biogeography, management and landscape heterogeneity. - This approach is complemented in Chapter II by a qualitative representation of influence relationships among ecosystem services and biodiversity that also accounts for additional ecological and social variables. We explicitly considered the multiple dimensions encompassed by the ecosystem service concept (their 'facets') and proposed an innovative conceptual framework to represent their influence networks. This framework was applied to analyse a consultative process that we carried out with stakeholders of regional expertise. This analysis highlighted their general perception of important influence relationships in the alpine social ecological system. - In order to better understand social regulations linked to environmental governance, we test in Chapter III a methodology for assessing the environmental effectiveness of policy instruments. We concentrated on a restricted set of instruments regulating the interactions between biodiversity, agriculture and outdoor tourism. The consideration of multiple indicators assessing the performance and the fit with the socio-cultural and governance setting highlighted the complex articulation of instruments within the broader policy mix. Results were synthesised in a policy brief targeting regional decision-makers. - Chapter IV is conceived as my personal exploration of the conceptual and ethical issues linked to research on ecosystem services. Following some general thinking on the relations between environmental sciences and society, I conducted a personal reflexive assessment of the research projects I contributed to. To conclude, I propose a synthetic vision of the alpine social-ecological system and discuss the major issues revealed throughout the analyses. ; Dans un contexte de changement climatique global et d'évolution locale de l'usage des terres, le devenir des paysages culturels des Alpes françaises, façonnés au cours des siècles par les interactions mutuelles entre sociétés et environnement, apparaît incertain. Dans le même temps, les écosystèmes qui les constituent abritent une biodiversité riche et sont à l'origine de nombreuses ressources naturelles et fonctions écologiques dont bénéficient les populations humaines. Ces ressources et fonctions sont conceptualisées sous le terme de « services écosystémiques » et font aujourd'hui l'objet d'une attention accrue dans la gestion et la protection des ressources environnementales, au même titre que la biodiversité. L'identification des facteurs liés à leur maintien, en termes écologiques, socio-culturels et politiques, est une étape nécessaire à leur gestion durable, bien qu'encore insuffisamment explorée. Mon projet de thèse visait à accroître la compréhension des interactions positives (synergies) et négatives (antagonismes) entre services écosystémiques et biodiversité via une approche multidimensionnelle du socio-écosystème des Alpes françaises. - Le Chapitre I propose une approche biophysique quantitative et spatialisée de la multifonctionnalité des écosystèmes. Suite à une étape de modélisation, les patrons spatiaux de synergie et d'antagonisme entre services et biodiversité ont été explorés statistiquement et reliés à des enjeux de gouvernance actuels à différentes échelles. Ce travail a permis d'identifier les bouquets de services écosystémiques représentatifs des différentes conditions biogéographiques, de gestion et de d'hétérogénéité du paysage représentées dans le massif. - Cette approche est complétée dans le Chapitre II par une représentation qualitative des relations d'influence entre services écosystémiques et biodiversité, ainsi que de leurs liens avec d'autres variables écologiques et sociales. Nous avons considéré explicitement les dimensions multiples englobées par le concept de service écosystémique (leurs 'facettes') et proposons un cadre conceptuel pour en cartographier les réseaux d'influence. Ce cadre a servi de base à l'analyse d'un processus consultatif que nous avons mené auprès d'acteurs du territoire. Les analyses ont mis en lumière leur perception globale des relations d'influence importantes au sein du socio-écosystème. - Afin de mieux comprendre les régulations sociales appliquées à la gestion environnementale, nous testons dans le Chapitre III une méthodologie d'analyse de l'efficacité environnementale d'instruments de gouvernance. Notre analyse a privilégié un nombre restreint d'instruments qui encadrent actuellement les interactions entre agriculture, tourisme et biodiversité. L'utilisation d'un ensemble d'indicateurs de performance et d'adéquation avec le cadre socio-culturel et de gouvernance a souligné l'articulation complexe des instruments entre eux et a abouti à la production d'une synthèse pour les décideurs ('policy brief'). - Le Chapitre IV explore enfin certains enjeux conceptuels et éthiques de la recherche dans le domaine des services écosystémiques. Après une réflexion générale sur les relations entre science et société, je propose une évaluation réflexive et personnelle des projets de recherche auxquels j'ai contribué. Pour conclure, je propose une vision transversale du socio-écosystème alpin mettant en lumière les enjeux majeurs identifiés par les différentes analyses.

In the context of global climate change and local land use changes, the future of the French Alps cultural landscapes, shaped through long-lasting and mutual interactions between human and their environment, appears uncertain. Simultaneously, the ecosystems constituting alpine landscapes host a rich biodiversity and provide the many natural resources and ecological functions that benefit to human societies. These resources and functions are conceptualised as "ecosystem services" and currently attract an increasing attention for the management and the conservation of environmental resources, along with biodiversity. Identifying the variables linked to their maintenance, in ecological, socio-cultural and political terms, is a necessary step of their sustainable management, and yet is still under-explored. My PhD project aimed at increasing the understanding of positive (synergies) and negative (trade-offs) interactions among ecosystem services and biodiversity through a multi-dimensional approach of the French Alps social-ecological system. - In Chapter I, I present a quantitative and spatially explicit biophysical assessment of ecosystem multifunctionality. After a modelling step, we explored spatial patterns of trade-offs and synergies among ecosystem services and biodiversity using a series of statistical analyses of increasing complexity. Results were structured to provide insights for sound environmental governance at multiple scales. We identified various bundles of ecosystem services representative of the different conditions across the French Alps massif in terms of biogeography, management and landscape heterogeneity. - This approach is complemented in Chapter II by a qualitative representation of influence relationships among ecosystem services and biodiversity that also accounts for additional ecological and social variables. We explicitly considered the multiple dimensions encompassed by the ecosystem service concept (their 'facets') and proposed an innovative conceptual framework to represent their ...

Scientists working on ecosystem service (ES) science are engaged in a mission-driven discipline. They can contribute to science-policy interfaces where knowledge is co-produced and used. How scientists engage with the governance arena to mobilise their knowledge remains a matter of personal choice, influenced by individual values. ES science cannot be considered neutral and a discussion of the values that shape it forms an important part of the sustainability dialogue. We propose a simple decision tree to help ES scientists identify their role and the purpose of the knowledge they produce. We characterise six idealised scientific postures spanning possible roles at the science-policy interface (pure scientist, science arbiter—guarantor, issue advocate—guardian, officer, honest broker and stealth issue advocate) and illustrate them with feedbacks from interviews. We encourage ES scientists to conduct a reflexive exploration of their attitudes regarding knowledge production and use, with the intention of progressing toward a higher recognition of the political and ethical importance of ES assessments.

National audience ; The evolution of institutional and policy frameworks for Ecosystem Services (ES), especially thenew 2016 biodiversity legislation in France, make accounting for ES in land use managementmandatory. This requires the use of spatially explicit information, and therefore thedevelopment of models to map ES. Most models are based on or use Land Use or Land Cover maps(LU/LC) as a proxy. Using a highly accurate spatialized LU/LC database, we applied or adaptedmodels to map 15 ES. We show that depending on the implication of the LU/LC database as inputto the models, the type of model (proxy vs. process based) and the processes modeled, theresulting spatial patterns are more or less dependent on the LU/LC database. The critical analysisof limits and uncertainties in the LU/LC mapping process (in general and for our database inparticular), and the use of these maps for modelling ES showed : 1 - the benefits, especially inagricultural areas, of precise description and monitoring of LU/LC inter-annual dynamics for thequantification of ES supply ; 2- the consequences of LU/LC typological limits for thequantification of ES, especially in our work in forest and semi-natural areas. The use of remotesensing should support a serious typological improvement to better characterize the LU/LC andalso use as independent input data in ES models. ; L'évolution des cadres institutionnels et politiques autour de la question des ServicesEcosystémiques (SE), notamment avec la nouvelle loi Biodiversité en 2016 en France, amène à uneobligation de leur prise en compte dans la gestion territoriale. Cela nécessite l'utilisationd'informations spatialement explicites, et par conséquent le développement de modèlespermettant de cartographier les SE. La plupart des modèles se basent sur ou utilisent commeproxy des cartes d'Occupation ou d'Utilisation des Sols (OS/US). À partir d'une base de donnéesspatialisée extrêmement précise, nous avons appliqué ou adapté des modèles permettant decartographier 15 SE. Les résultats montrent que selon l'implication de la base de données d'OS/US en entrée dans les modèles, le type de modèle choisi (proxy vs. processus) et les processusmodélisés, les patrons spatiaux résultants sont plus ou moins dépendants de la carte d'OS/USd'entrée. L'analyse critique des limites et incertitudes inhérentes à la constitution des cartesd'OS/US (en général et la notre en particulier), ainsi que l'utilisation de ces cartes à des fins demodélisation de SE a montré : 1- les apports notamment dans les milieux agricoles d'unedescription précise des dynamiques interannuelles de l'OS/US pour la quantification de SEd'approvisionnement ; 2- l'implication de limites typologiques d'OS/US pour la quantification deSE, notamment dans notre travail pour les milieux forestiers et semi-naturels. L'usage de latélédétection apparait alors comme une piste sérieuse d'amélioration à la fois typologique pourmieux caractériser l'OS/US et également à utiliser comme donnée d'entrée indépendante dans lesmodèles de SE.

National audience ; The evolution of institutional and policy frameworks for Ecosystem Services (ES), especially thenew 2016 biodiversity legislation in France, make accounting for ES in land use managementmandatory. This requires the use of spatially explicit information, and therefore thedevelopment of models to map ES. Most models are based on or use Land Use or Land Cover maps(LU/LC) as a proxy. Using a highly accurate spatialized LU/LC database, we applied or adaptedmodels to map 15 ES. We show that depending on the implication of the LU/LC database as inputto the models, the type of model (proxy vs. process based) and the processes modeled, theresulting spatial patterns are more or less dependent on the LU/LC database. The critical analysisof limits and uncertainties in the LU/LC mapping process (in general and for our database inparticular), and the use of these maps for modelling ES showed : 1 - the benefits, especially inagricultural areas, of precise description and monitoring of LU/LC inter-annual dynamics for thequantification of ES supply ; 2- the consequences of LU/LC typological limits for thequantification of ES, especially in our work in forest and semi-natural areas. The use of remotesensing should support a serious typological improvement to better characterize the LU/LC andalso use as independent input data in ES models. ; L'évolution des cadres institutionnels et politiques autour de la question des ServicesEcosystémiques (SE), notamment avec la nouvelle loi Biodiversité en 2016 en France, amène à uneobligation de leur prise en compte dans la gestion territoriale. Cela nécessite l'utilisationd'informations spatialement explicites, et par conséquent le développement de modèlespermettant de cartographier les SE. La plupart des modèles se basent sur ou utilisent commeproxy des cartes d'Occupation ou d'Utilisation des Sols (OS/US). À partir d'une base de donnéesspatialisée extrêmement précise, nous avons appliqué ou adapté des modèles permettant decartographier 15 SE. Les résultats montrent que ...

National audience ; The evolution of institutional and policy frameworks for Ecosystem Services (ES), especially thenew 2016 biodiversity legislation in France, make accounting for ES in land use managementmandatory. This requires the use of spatially explicit information, and therefore thedevelopment of models to map ES. Most models are based on or use Land Use or Land Cover maps(LU/LC) as a proxy. Using a highly accurate spatialized LU/LC database, we applied or adaptedmodels to map 15 ES. We show that depending on the implication of the LU/LC database as inputto the models, the type of model (proxy vs. process based) and the processes modeled, theresulting spatial patterns are more or less dependent on the LU/LC database. The critical analysisof limits and uncertainties in the LU/LC mapping process (in general and for our database inparticular), and the use of these maps for modelling ES showed : 1 - the benefits, especially inagricultural areas, of precise description and monitoring of LU/LC inter-annual dynamics for thequantification of ES supply ; 2- the consequences of LU/LC typological limits for thequantification of ES, especially in our work in forest and semi-natural areas. The use of remotesensing should support a serious typological improvement to better characterize the LU/LC andalso use as independent input data in ES models. ; L'évolution des cadres institutionnels et politiques autour de la question des ServicesEcosystémiques (SE), notamment avec la nouvelle loi Biodiversité en 2016 en France, amène à uneobligation de leur prise en compte dans la gestion territoriale. Cela nécessite l'utilisationd'informations spatialement explicites, et par conséquent le développement de modèlespermettant de cartographier les SE. La plupart des modèles se basent sur ou utilisent commeproxy des cartes d'Occupation ou d'Utilisation des Sols (OS/US). À partir d'une base de donnéesspatialisée extrêmement précise, nous avons appliqué ou adapté des modèles permettant decartographier 15 SE. Les résultats montrent que selon l'implication de la base de données d'OS/US en entrée dans les modèles, le type de modèle choisi (proxy vs. processus) et les processusmodélisés, les patrons spatiaux résultants sont plus ou moins dépendants de la carte d'OS/USd'entrée. L'analyse critique des limites et incertitudes inhérentes à la constitution des cartesd'OS/US (en général et la notre en particulier), ainsi que l'utilisation de ces cartes à des fins demodélisation de SE a montré : 1- les apports notamment dans les milieux agricoles d'unedescription précise des dynamiques interannuelles de l'OS/US pour la quantification de SEd'approvisionnement ; 2- l'implication de limites typologiques d'OS/US pour la quantification deSE, notamment dans notre travail pour les milieux forestiers et semi-naturels. L'usage de latélédétection apparait alors comme une piste sérieuse d'amélioration à la fois typologique pourmieux caractériser l'OS/US et également à utiliser comme donnée d'entrée indépendante dans lesmodèles de SE.

National audience ; The evolution of institutional and policy frameworks for Ecosystem Services (ES), especially thenew 2016 biodiversity legislation in France, make accounting for ES in land use managementmandatory. This requires the use of spatially explicit information, and therefore thedevelopment of models to map ES. Most models are based on or use Land Use or Land Cover maps(LU/LC) as a proxy. Using a highly accurate spatialized LU/LC database, we applied or adaptedmodels to map 15 ES. We show that depending on the implication of the LU/LC database as inputto the models, the type of model (proxy vs. process based) and the processes modeled, theresulting spatial patterns are more or less dependent on the LU/LC database. The critical analysisof limits and uncertainties in the LU/LC mapping process (in general and for our database inparticular), and the use of these maps for modelling ES showed : 1 - the benefits, especially inagricultural areas, of precise description and monitoring of LU/LC inter-annual dynamics for thequantification of ES supply ; 2- the consequences of LU/LC typological limits for thequantification of ES, especially in our work in forest and semi-natural areas. The use of remotesensing should support a serious typological improvement to better characterize the LU/LC andalso use as independent input data in ES models. ; L'évolution des cadres institutionnels et politiques autour de la question des ServicesEcosystémiques (SE), notamment avec la nouvelle loi Biodiversité en 2016 en France, amène à uneobligation de leur prise en compte dans la gestion territoriale. Cela nécessite l'utilisationd'informations spatialement explicites, et par conséquent le développement de modèlespermettant de cartographier les SE. La plupart des modèles se basent sur ou utilisent commeproxy des cartes d'Occupation ou d'Utilisation des Sols (OS/US). À partir d'une base de donnéesspatialisée extrêmement précise, nous avons appliqué ou adapté des modèles permettant decartographier 15 SE. Les résultats montrent que ...

International audience ; Understanding complex processes of landscape change is crucial to guide the development of future landscapes and land resources. Through Fuzzy Cognitive Mapping, we studied the processes of landscape change of six different environmental zones in Europe. Results show that landscapes are complex systems, with many interactions. Except for one, all regions show a strong decline in landscape quality. Dominant drivers are EU policy and the global economy, sometimes in conjunction with environmental drivers or the governance system. The process of change differs for all cases, through urbanisation or land abandonment in some cases, and agricultural intensification in others. The (un)intended effects of policies are difficult to predict. Although some EU Policies directly improve landscape quality, their indirect effects as well as other EU policies outweigh this positive influence and jointly result in a decrease of landscape quality. To counter these negative side effects, targeted landscape policies are urgently needed.

Understanding complex processes of landscape change is crucial to guide the development of future landscapes and land resources. Through Fuzzy Cognitive Mapping, we studied the processes of landscape change of six different environmental zones in Europe. Results show that landscapes are complex systems, with many interactions. Except for one, all regions show a strong decline in landscape quality. Dominant drivers are EU policy and the global economy, sometimes in conjunction with environmental drivers or the governance system. The process of change differs for all cases, through urbanisation or land abandonment in some cases, and agricultural intensification in others. The (un)intended effects of policies are difficult to predict. Although some EU Policies directly improve landscape quality, their indirect effects as well as other EU policies outweigh this positive influence and jointly result in a decrease of landscape quality. To counter these negative side effects, targeted landscape policies are urgently needed.