Integrating ecosystem services and multifunctionality for preservation of peri-urban agricultural lands : multi-level analysis in the case of the Ile-de-France Region

L'agriculture périurbaine doit faire face au grand défi de l'extension urbaine et de l'expansion des espaces naturels et de loisirs à proximité des villes. La Multifonctionnalité de cette agriculture (AMF) et les services écosystémiques (ES) sont deux stratégies qui reconnaissent et gèrent plusieurs services et disservices de l'agriculture, au-delà de la production de la nourriture et de matières premières. AMF et ES sont des concepts étroitement liés et très complémentaires. Chacun a ses avantages et aussi ses lacunes. Cependant, les deux communautés qui portent ces concepts ont entre elles peu d’interactions et des échanges limités. L'objectif de la thèse est de contribuer à des approches intégrées de l'AMF et ES pour la recherche agricole périurbaine. Le présent mémoire (i) développe un cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine, cadre basé sur une étude comparative des travaux de recherche en agriculture portant sur chacun de ces concepts et montrant son application dans le cas de l’agriculture de la Région Ile-de-France, (ii) démontre aussi comment l’approche intégrée de l'AMF et des ES fonctionne sur des problèmes concrets liés à l'agriculture péri-urbaine, sur la base de deux études approfondies portant l’une sur la gestion des terres agricoles abandonnées et l’autre sur le recyclage agricole des déchets urbains en Ile-de -France. Des analyses multi-échelles (de la région, voire du national, au petit territoire) ont été réalisées pour ces deux thématiques. Le cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine distingue quatre catégories de combinaisons ES / fonction : (i) une fondée sur le service d'approvisionnement et ses fonctions connexes, (ii) une autre sur les services d’aménités paysagères et culturelles et les fonctions connexes ( iii ) une troisième portant sur le recyclage agricole des déchets urbains, comportant les services d’absorption des déchets urbains et de fertilisation des terres agricoles (iv) enfin les fonctions environnementales, qui caractérisent les contributions des agriculteurs au maintien de multiples ES de régulation et de soutien pour les agro-écosystèmes et les systèmes semi-naturels environnants. L'étude approfondie de la gestion des terres agricoles abandonnées identifie que cet abandon des terres dans les zones urbaines est particulièrement lié aux « villes nouvelles » et à l'aéroport Roissy Charles-de-Gaulle. En zone rurale, la cause principale de l’abandon est généralement liée à des qualités agronomiques médiocres. Les perceptions des acteurs locaux concernant les ES et les disservices portés par les terres agricoles abandonnées diffèrent avec la zone géographique et l'échelle. Les acteurs préfèrent une stratégie AMF pour la réutilisation des terres agricoles abandonnées. La deuxième étude approfondie montre l’inadéquation spatiale entre la production des boues d'épuration urbaines et la distribution des terres agricoles susceptibles de les recevoir. L'épandage des boues d'épuration franciliennes s’éloigne de fait de la zone péri-urbaine, au moins dans la partie occidentale de l'Ile-de-France. Au contraire, le compost de déchets verts est devenu de plus en plus apprécié des agriculteurs. On propose un cadre d’analyse des influences des échelles spatiales sur la relation offre-demande en ce qui concerne les déchets urbains, suivie d'une classification desagriculteurs en sept catégories concernant la perception et l’utilisation des déchets urbains dans leurs exploitations. Le cadre intégré des ES et de l'AMF, et l'approche multi-échelle dans les études approfondies pourrait être intéressant pour des applications dans d'autres conditions. Des comparaisons à l’avenir entre les différents pays aideront à comprendre les différences et les points communs dans le classement de l'importance des différentes fonctions des agricultures péri-urbaines et devraient conduire à des instruments efficaces pour la préservation de l'agriculture péri-urbaine.Peri-urban agriculture is in great challenge because of the pressure from urban extension or the expansion of natural and recreational spaces. Multifunctional Agriculture (MFA) and Ecosystem Services (ES) are two strategies that recognize and manage multiple services and disservices from agriculture beyond food and material production. MFA and ES are closely related and highly complementary. Each has advantages and also shortcomings. However, the two communities have limited interaction and exchange. The objective of the dissertation is to contribute to integrated approaches of MFA and ES for peri-urban agricultural research. It (i) develops an integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture based upon a comparative review on agricultural research working on the two strategies and application in the Region of Ile-de-France, (ii) and also demonstrates how the integrated approach of MFA and ES works on concrete problems linked to peri-urban agriculture with two in-depth studies on management of abandoned farmlands and agricultural recycling of urban wastes in Ile-de-France Region, respectively. Multi-scale analyzes were carried out for the two in-depth studies. The integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture distinguishes four categories of ES/function combinations: (i) includes provisioning ES and related functions.(ii) landscape amenity and cultural ES and related functions. (iii) agricultural recycling of urban wastes and the underpinning ES of waste breaking down and fertilization. (iv) environmental functions, which characterize the contributions of farmers to the maintaining of multiple regulating and supporting ES in agroecosystem and surrounding semi-natural habitats. The in-depth study about management of abandoned farmlands identifies that land abandonment in urban area is especially linked to the New Towns and the pole of Airport Charles-de-Gaulle. In rural area, the reason is usually linked to poor agronomical conditions. Perceptions of local actors of ES and disservices of abandoned farmlands differ with the geographical area and scale. The actors prefer a MFA strategy for the reuse of abandoned farmlands. The second in-depth study finds out that the production of sewage sludge spatially mismatches with the distribution of agricultural lands. Land application of sewage sludge is withdrawing from the peri-urban area in the western part of Ile-de-France. Contrarily, green waste compost is becoming popular. A framework concludes the multiscale influences on the supply-demand relationship regarding urban wastes, followed by a classification of seven categories of farmers. The integrated framework of ES and MFA, and the multi-scale approach for in-depth studies will be interesting for application in other conditions. Comparison between different countries will help to understand the differences and common points in ranking the importance of different functions and formulate efficient instruments for the preservation of peri-urban agriculture