Dans son acception scientifique contemporaine, le paysage peut être considéré comme une portion d'espace terrestre résultant de la combinaison dynamique de composantes naturelles et anthropiques, dont l'organisation spatiale est perceptible à différentes échelles. Il possède une dimension matérielle objective, puisque ses éléments peuvent être cartographiés, mesurés et décrits, mais également une dimension sensible et culturelle, puisque tout paysage est perçu, interprété et représenté par des individus ou des groupes sociaux. Un même espace peut ainsi être décrit différemment selon que l'on adopte le point de vue d'un géomorphologue, d'un écologue, d'un agriculteur, d'un urbaniste, d'un historien ou d'un peintre.

L'une des caractéristiques fondamentales du paysage est donc son caractère systémique et dynamique. Un paysage n'est pas une juxtaposition aléatoire d'objets. Ses composantes entretiennent entre elles des relations fonctionnelles et historiques. Le relief influence le drainage et l'occupation des sols; la nature du substrat géologique conditionne en partie les sols et la végétation; le climat agit sur les formations végétales et les processus d'altération; les sociétés aménagent les espaces en fonction des contraintes naturelles, des techniques disponibles, des structures foncières et des objectifs économiques. Ces transformations modifient à leur tour les flux d'eau, les sols, la biodiversité et les processus d'érosion.

La structure d'un paysage repose d'abord sur son substrat physique. La géologie constitue l'un des niveaux les plus fondamentaux de son organisation. Les roches déterminent la résistance à l'érosion, la composition chimique des matériaux superficiels, la morphologie des reliefs et une partie des ressources disponibles. Les calcaires favorisent par exemple des paysages karstiques caractérisés par des dolines, des lapiaz, des grottes et des pertes; les roches cristallines peuvent contribuer à la formation de reliefs plus massifs ou de chaos rocheux; les roches volcaniques peuvent produire des plateaux basaltiques, des cônes, des coulées ou des caldeiras. Le paysage visible constitue ainsi, en partie, l'expression superficielle d'une histoire géologique beaucoup plus ancienne.

La géomorphologie joue ensuite un rôle majeur dans la détermination des formes paysagères. Les vallées, plaines, plateaux, montagnes, escarpements, terrasses, cônes alluviaux, dunes, cordons littoraux ou falaises constituent autant de formes héritées de processus d'érosion, de transport et d'accumulation. Les paysages actuels sont rarement associés à un seul processus. Ils résultent généralement de la combinaison de processus fluviaux, gravitaires, glaciaires, périglaciaires, karstiques, éoliens, marins ou volcaniques intervenant selon des rythmes différents. La forme actuelle d'un relief représente donc un état provisoire dans une évolution géomorphologique continue.

Le climat intervient à plusieurs niveaux. Il contrôle les précipitations, les températures, les régimes de gel et de dégel, l'évapotranspiration, les régimes hydrologiques et une partie de la dynamique de la végétation. Les paysages arides présentent généralement des dynamiques différentes de celles des régions tempérées humides ou des milieux polaires. Toutefois, il serait réducteur d'associer mécaniquement chaque type de paysage à un climat donné. Les paysages actuels sont également hérités de conditions climatiques antérieures. Une vallée glaciaire peut ainsi subsister sous un climat aujourd'hui tempéré; une ancienne surface d'aplanissement peut témoigner d'épisodes morphoclimatiques très anciens.

L'eau constitue un autre facteur structurant essentiel. Les cours d'eau organisent une grande partie des paysages continentaux en déterminant des réseaux hydrographiques, des vallées, des plaines alluviales et des zones humides. Le fonctionnement hydrologique influence également les sols, la végétation, les activités agricoles et les implantations humaines. Dans les paysages littoraux, les interactions entre eau douce, eau marine, marées, vagues, courants et sédiments produisent des morphologies spécifiques : estuaires, deltas, lagunes, vasières, marais littoraux, plages et systèmes dunaires.

Le sol constitue une interface particulièrement importante entre les composantes abiotiques et biotiques du paysage. Il résulte de l'altération du substrat, de l'activité biologique, du climat, de la topographie et du temps, mais il est également profondément transformé par les activités humaines. Sa texture, sa structure, sa profondeur, sa teneur en matière organique, son pH, son régime hydrique et sa fertilité influencent la végétation et les usages agricoles. En retour, la végétation participe à la formation et à la stabilisation des sols. Les pratiques agricoles peuvent toutefois provoquer leur érosion, leur compactage, leur acidification, leur salinisation ou leur artificialisation.

La végétation constitue l'un des éléments les plus immédiatement perceptibles du paysage. Elle participe à sa structure verticale et horizontale, à sa couleur, à sa texture, à son rythme saisonnier et à son identité visuelle. Mais elle ne doit pas être considérée comme un simple décor biologique. Les formations végétales constituent des communautés fonctionnelles qui interviennent dans les cycles de l'eau, du carbone et des nutriments, dans la protection des sols, dans la régulation microclimatique et dans les réseaux trophiques. Leur répartition dépend à la fois des conditions écologiques et des interventions humaines.

La faune participe également à la structure fonctionnelle des paysages, même si elle est peut être moins directement visible. Les animaux influencent la dispersion des graines, la pollinisation, la prédation, la consommation de végétation, le fonctionnement des sols et la dynamique des populations. La disparition ou l'introduction de certaines espèces peut modifier profondément la structure paysagère. Le paysage est donc également un espace de circulation, d'alimentation, de reproduction et de refuge pour les organismes. (La biosphère).

L'un des apports majeurs des sciences du paysage consiste précisément à dépasser l'opposition traditionnelle entre paysage naturel et paysage culturel. Dans la plupart des régions densément occupées par les sociétés humaines, les milieux sont le résultat de plusieurs siècles ou millénaires d'interactions entre processus naturels et activités humaines. Une forêt peut avoir été exploitée, pâturée ou replantée; une prairie peut être entretenue par le pâturage; une zone humide peut être drainée; une vallée peut être aménagée par des barrages; une côte peut être protégée par des digues. Le paysage devient ainsi un palimpseste, dans lequel différentes périodes d'occupation et de transformation se superposent.

L'agriculture a historiquement constitué l'un des principaux facteurs de transformation des paysages. La mise en culture implique le défrichement, le labour, la sélection végétale, la maîtrise de l'eau, la construction de chemins, de fossés, de terrasses et de clôtures. Elle produit des structures spatiales reconnaissables : parcellaire, bocage, champ ouvert (openfield), terrasses cultivées, vergers, vignobles, rizières, cultures en bandes ou systèmes agroforestiers. Ces structures constituent des formes paysagères qui témoignent de l'histoire des techniques et des sociétés rurales.

Le parcellaire agricole représente notamment un objet privilégié d'analyse paysagère. La taille, la forme et l'orientation des parcelles peuvent révéler l'histoire foncière, les techniques agricoles et les contraintes topographiques. Des parcelles longues et étroites peuvent résulter d'anciens systèmes de partage; des champs ouverts de grande taille peuvent témoigner de remembrements agricoles; des petites parcelles cloisonnées par des haies peuvent caractériser des systèmes bocagers. La géométrie du paysage conserve ainsi fréquemment la mémoire des structures sociales et économiques qui l'ont produit.

Les haies illustrent particulièrement bien le caractère multifonctionnel du paysage. Elles peuvent servir de clôtures, de brise-vent, de corridors écologiques, de réserves de biodiversité, de sources de bois ou de dispositifs de lutte contre l'érosion. Leur présence ou leur disparition modifie donc simultanément la structure écologique, hydrologique, agricole et visuelle du territoire. La suppression massive des haies dans certains paysages agricoles européens au cours du XX^e siècle a ainsi modifié la connectivité écologique, le ruissellement et la perception spatiale des campagnes.

L'urbanisation introduit une autre transformation fondamentale. La ville transforme profondément les flux de matière, d'énergie et d'eau. L'imperméabilisation des sols modifie le ruissellement; les bâtiments transforment les échanges thermiques; les infrastructures fragmentent les habitats; les réseaux de transport restructurent l'accessibilité; les espaces verts constituent de nouveaux habitats et des éléments de continuité écologique. Le paysage urbain doit donc être étudié comme un système socio-écologique fortement artificialisé.

Les infrastructures constituent des éléments paysagers particulièrement puissants. Routes, autoroutes, voies ferrées, lignes électriques, canaux, barrages, carrières, ports, aéroports et zones industrielles modifient la structure spatiale et la perception des territoires. Elles peuvent créer des barrières écologiques, fragmenter les habitats et modifier les écoulements, mais elles peuvent également devenir des axes de structuration paysagère. Leur implantation dépend généralement de facteurs topographiques, économiques, politiques et techniques.

La notion d'artificialisation permet précisément d'étudier l'intensité avec laquelle les sociétés transforment les sols et les fonctions écologiques. Elle ne correspond pas simplement à la présence de bâtiments. Une infrastructure routière, une zone commerciale, une carrière ou certaines formes d'agriculture intensive peuvent profondément modifier les propriétés physiques et écologiques des espaces. L'artificialisation doit donc être analysée selon plusieurs dimensions : occupation du sol, imperméabilisation, fragmentation, modification des cycles biogéochimiques et perte de certaines fonctions écologiques.

L'approche paysagère accorde également une grande importance à la structure spatiale. Un paysage peut être décrit comme une mosaïque composée de différents éléments : taches, matrices, corridors et limites. Une forêt peut former une matrice dominante dans laquelle apparaissent des clairières; dans un paysage agricole, les champs peuvent constituer la matrice tandis que les boisements, haies et zones humides forment des taches et des corridors. Cette représentation, issue notamment de l'écologie du paysage, permet d'étudier la fragmentation, la connectivité et les flux biologiques.

La connectivité écologique correspond à la capacité d'un paysage à permettre le déplacement des organismes entre différents habitats. Elle dépend non seulement de la présence d'habitats favorables, mais aussi de leur disposition spatiale. Deux fragments forestiers de même superficie peuvent avoir des fonctions écologiques très différentes selon qu'ils sont isolés ou reliés par des corridors. Les cours d'eau, haies, bandes boisées, ripisylves et réseaux de zones humides peuvent jouer le rôle de corridors biologiques. L'analyse paysagère permet ainsi de relier la géométrie spatiale aux processus écologiques.

La notion de fragmentation est complémentaire. Une infrastructure ou une transformation de l'occupation du sol peut diviser un habitat continu en plusieurs fragments. La fragmentation réduit parfois la superficie des habitats disponibles, augmente la proportion de lisières et modifie les flux d'espèces. Ses conséquences dépendent toutefois des espèces considérées, car certaines exploitent les milieux anthropisés alors que d'autres nécessitent de vastes espaces peu fragmentés.

Le paysage possède également une dimension temporelle fondamentale. Aucun paysage n'est véritablement immobile. Les transformations peuvent être extrêmement lentes, comme l'érosion d'un relief, ou rapides, comme l'urbanisation d'une périphérie métropolitaine. Entre ces deux extrêmes se situent les cycles agricoles, les successions écologiques, les changements forestiers, les déplacements de cours d'eau et les évolutions des pratiques foncières. L'analyse paysagère doit donc intégrer plusieurs temporalités simultanément.

Cette dimension temporelle conduit à considérer le paysage comme un héritage. De nombreux éléments actuels sont issus de périodes historiques différentes. Un réseau routier peut reprendre le tracé d'un ancien chemin; une ville peut conserver une trame médiévale; un parcellaire peut être hérité d'anciens systèmes agraires; une terrasse agricole peut avoir été construite plusieurs siècles auparavant. Le paysage fonctionne donc comme une archive spatiale dans laquelle les transformations successives laissent des traces.

La notion de palimpseste paysager est particulièrement pertinente. Elle signifie que les formes actuelles résultent de la superposition de plusieurs états antérieurs. Certaines traces deviennent presque invisibles tandis que d'autres restent très lisibles. Les photographies aériennes anciennes, les cartes historiques, les archives foncières, les cadastres et les données archéologiques permettent ainsi de reconstituer les trajectoires paysagères. La comparaison diachronique constitue une méthode centrale des sciences du paysage.

La perception constitue toutefois une autre dimension indispensable. Le paysage est aussi ce qui est perçu et interprété. La perception dépend de la position de l'observateur, de son expérience, de sa culture, de ses attentes et de ses représentations. Un même territoire peut être considéré comme une campagne productive, un espace naturel, un patrimoine historique, un territoire dégradé ou un potentiel foncier selon les acteurs concernés. Les sciences du paysage doivent donc articuler les dimensions biophysiques et sociales.

La distinction entre territoire, environnement et paysage est à cet égard utile. L'environnement désigne l'ensemble des conditions biophysiques et sociales qui entourent un organisme ou une société. Le territoire implique une appropriation, une organisation et souvent une gouvernance de l'espace par des acteurs. Le paysage correspond davantage à la configuration spatiale résultant de ces processus et à la manière dont cette configuration est perçue et représentée. Ces concepts se recouvrent partiellement mais ne sont pas synonymes.

Le paysage possède également une forte dimension culturelle et symbolique. Certaines formes paysagères deviennent des marqueurs identitaires : montagnes, vallées, vignobles, bocages, rizières, littoraux, forêts ou centres historiques peuvent être associés à une histoire collective. Les sociétés sélectionnent ainsi certains éléments de leur environnement comme emblématiques. Les représentations artistiques, littéraires, photographiques et touristiques participent à la construction de ces imaginaires paysagers.

Le paysage peut donc être considéré comme une construction sociale, mais cette expression ne signifie pas qu'il serait purement subjectif. Les formes matérielles existent indépendamment de leur perception, mais leur sélection, leur interprétation et leur valorisation dépendent des sociétés. Une montagne possède une réalité géomorphologique objective; le fait qu'elle soit perçue comme espace sacré, frontière, ressource minière, destination touristique ou patrimoine naturel relève en revanche de constructions sociales et historiques.

L'étude du paysage mobilise de nombreuses méthodes. L'observation de terrain reste fondamentale : elle permet d'identifier les formes du relief, les structures végétales, les usages du sol, les infrastructures, les ruptures paysagères et les relations spatiales. Elle est complétée par la cartographie, la photographie, la télédétection, l'analyse des photographies aériennes et l'utilisation des systèmes d'information géographique. Les SIG permettent de croiser des données topographiques, géologiques, pédologiques, hydrologiques, écologiques, foncières et socio-économiques afin de caractériser la structure et la dynamique des paysages.

La télédétection a considérablement renouvelé l'analyse paysagère. Les images satellitaires permettent de suivre les changements d'occupation du sol, la déforestation, l'extension urbaine, les modifications des cultures, les incendies ou l'évolution de certaines zones humides. Les données multispectrales permettent également d'identifier certaines propriétés de la végétation. Les drones et les modèles numériques de terrain apportent quant à eux une résolution spatiale très fine.

L'analyse paysagère peut également être quantitative. Des indices permettent de mesurer la fragmentation, la diversité des occupations du sol, la taille moyenne des taches, leur forme, leur degré d'isolement ou leur connectivité. Ces méthodes issues de l'écologie du paysage permettent de comparer différents territoires et de suivre leur évolution. Elles doivent toutefois être interprétées en fonction des processus écologiques réels, car un indicateur géométrique ne constitue pas à lui seul une description complète du fonctionnement d'un paysage.

Les sciences du paysage s'intéressent aussi aux unités paysagères, c'est-à-dire à des portions d'espace présentant une organisation relativement cohérente de leurs caractéristiques physiques, écologiques, historiques et visuelles. Une unité paysagère peut correspondre à une vallée, un plateau agricole, une plaine alluviale, un massif forestier ou une périphérie urbaine. Sa délimitation dépend toutefois de l'objectif de l'étude et de l'échelle considérée. Un même territoire peut être découpé en unités différentes selon que l'on privilégie la géomorphologie, l'écologie, l'histoire ou la perception.

La question de l'échelle est en effet fondamentale. À l'échelle locale, on peut analyser une haie, une parcelle, un versant ou une rue. À l'échelle régionale, on étudie des ensembles de vallées, de plateaux, de massifs ou de bassins agricoles. À l'échelle continentale, on peut identifier des gradients bioclimatiques et des structures de grands ensembles paysagers. Les processus observés changent avec l'échelle : la structure d'une parcelle agricole est pertinente à quelques centaines de mètres, tandis que les flux climatiques ou biogéographiques s'étudient à des milliers de kilomètres.

Cette hiérarchie spatiale s'accompagne d'une hiérarchie fonctionnelle. Un élément paysager peut remplir plusieurs fonctions simultanément. Une forêt peut être une production de bois, un habitat, un puits de carbone, une zone de loisirs, un élément patrimonial et un facteur de protection des sols. Une rivière peut être simultanément un habitat, une voie de circulation biologique, une ressource en eau, une source d'énergie hydroélectrique, un risque d'inondation et un élément esthétique. L'analyse paysagère cherche précisément à identifier ces fonctions et leurs éventuelles incompatibilités.

Cette pluralité conduit directement à la question de l'aménagement paysager. Aménager un paysage ne consiste pas simplement à le rendre esthétiquement agréable. Il s'agit d'agir sur un système complexe en tenant compte de ses dynamiques écologiques, de ses usages, de son histoire et des attentes des populations. Les politiques contemporaines cherchent notamment à concilier conservation de la biodiversité, production agricole, développement urbain, protection des sols, gestion de l'eau, patrimoine et qualité du cadre de vie.

La conservation des paysages ne signifie pas nécessairement leur maintien dans un état prétendument naturel. De nombreux paysages remarquables sont eux-mêmes issus de pratiques humaines anciennes. La disparition de certaines pratiques peut même entraîner une transformation rapide du paysage : abandon du pâturage, fermeture des milieux ouverts, progression forestière, enfrichement des terrasses ou disparition du bocage. La conservation peut donc parfois nécessiter le maintien de certaines pratiques humaines, à condition qu'elles soient compatibles avec les objectifs écologiques et patrimoniaux.

Le changement climatique introduisent aujourd'hui une nouvelle dimension. L'augmentation des températures, la modification des précipitations, la multiplication de certains événements extrêmes, l'élévation du niveau marin, le déplacement des aires de répartition des espèces et les modifications des régimes hydrologiques transforment progressivement les paysages. Les sociétés doivent donc non seulement protéger certains paysages existants, mais aussi réfléchir à leur adaptation. La question n'est plus toujours de conserver une configuration donnée, mais parfois d'accompagner une transformation inévitable tout en maintenant les fonctions écologiques, sociales et patrimoniales essentielles.

Le paysage apparaît ainsi comme un système socio-écologique dynamique, produit par l'interaction de la lithosphère, de l'atmosphère, de l'hydrosphère, de la biosphère et de la technosphère. Les formes visibles résultent de processus dont certains sont très anciens, tandis que les sociétés contemporaines peuvent modifier certaines composantes en quelques décennies seulement. Cette différence de vitesse entre les processus naturels et les transformations anthropiques explique en partie les tensions actuelles entre exploitation, conservation et adaptation.

À ce titre, les sciences du paysage occupent une position particulière dans les sciences de l'espace. Elles ne cherchent pas seulement à décrire des formes visibles, mais à comprendre les processus qui les produisent, les relations qui les organisent, les trajectoires historiques qui les ont constituées et les représentations qui leur donnent une signification. Leur objet est donc simultanément matériel, fonctionnel, historique, social et perceptif.

Le paysage peut finalement être envisagé comme une interface entre nature et société, mais une interface active plutôt qu'une simple zone de contact. Il constitue un niveau d'organisation où les processus géologiques, géomorphologiques, hydrologiques et biologiques rencontrent les pratiques agricoles, urbaines, économiques, politiques et culturelles. Cette approche permet de comprendre pourquoi les paysages sont à la fois des systèmes écologiques, des productions historiques, des espaces de vie, des patrimoines et des objets d'aménagement. Leur étude exige par conséquent une démarche intégrée capable de relier les structures spatiales aux processus écologiques, les formes actuelles aux héritages historiques et les transformations matérielles aux perceptions et aux choix des sociétés.