Quelques définitions... - Maitres Snv Jussieu Fr

Écologie des écosystèmes
Cas particulier des agro-écosystèmes et des
écosystèmes forestiers
Carole Chateil
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Quelques définitions...
•! Espèce : groupe de populations naturelles réellement ou
potentiellement interfécondes et reproductivement isolées des
autres groupes équivalents
•! Population : ensemble des individus d’une même espèce
suffisamment rapprochés dans l’espace pour se reproduire très
préférentiellement entre eux
•! Métapopulation : ensemble de populations de la même espèce
qui sont connectées et échangent quelques individus de temps
en temps
Quelques définitions...
•! Communauté / biocénose / peuplement : ensemble des
populations occupant un milieu commun
•! Biotope : milieu physico-chimique dans lequel vivent des
organismes
•! Écosystème : système écologique comprenant l’ensemble des
organismes vivants (biocénose) et l’ensemble des facteurs
physico-chimiques du milieu (biotope), ainsi que toutes les
interactions entre eux
Complexité des réseaux trophiques
Échanges de matière et d’énergie le long des chaînes
trophiques
Rendement photosynthétique
Les biomes terrestres
Production primaire nette de quelques écosystèmes
Comparaison des écosystèmes continentaux
Production des écosystèmes continentaux
Facteurs limitants des écosystèmes terrestres
Rendement écologique : rendement d’assimilation
Décomposeurs
Ver de terre tropical!
Herbivores
Criquet!
Lézard!
Carnivores
Chenille!
Belette!
Rendement écologique : rendement de production
nette
Rendement énergétique : loi de Lindeman
Productivité
primaire : 1 %
Productivité
secondaire : 10 %
20!
Flux d’énergie dans un écosystème
Pyramides écologiques
A. Pyramide
des nombres
d’individus
B. Pyramide
des biomasses
C. Pyramide
des énergies
décomposeurs!
Évolution naturelle d’un champ abandonné
Évolution naturelle d’une tourbière
Successions végétales
•! Changement dans le temps de la composition floristique et
faunistique d’un peuplement
•! Succession primaire : colonisation d’un substrat vierge
Succession secondaire : régénération suite à une perturbation
•! Série de végétation : séquence complète d’une succession. Chaque
stade correspond à une biocénose (faune, micro-organismes...)
particulière.
•! Climax : terme ultime d’une succession
Stade d’équilibre entre la végétation et son milieu (climat + sol)
Les stratégies r et K chez les plantes
Résumé des stratégies r et K
Un équilibre dynamique :
le rôle des perturbations
Espèces
pionnières à
stratégie r
Espèces
résidentes à
stratégie K
Quand la succession est bloquée…
•! Perturbation fréquente ou continue :
–! Dunes
–! Champs cultivés ou prairies
La biodiversité des agro-écosystèmes
a
a
b
b
a
b
R2 = 0.19
p < 0.001
Végétation traditionnelle des terres agricoles
Les plantes messicoles (« qui habitent les moissons »), sélectionnées
par l’homme en même temps que les espèces cultivées
Importation et exportation de matière dans les
agroécosystèmes
Érosion et fertilité des sols
•! Pimentel et al, 1995
Milieu
Quantité de sol perdue par érosion
Terres cultivées (Etats-Unis, Europe)
17 tonnes/ha/an
Terres cultivées (Afrique, Amérique
du Sud, Asie)
30 - 40 tonnes/ha/an
Forêt
0,004 - 0,05 tonnes/ha/an
À titre indicatif : taux de régénération des sols : 1 tonne/ha/an
Conséquence : sur 1,5 milliards d’ha cultivés dans le monde, 12
millions sont abandonnés chaque année car ils ne sont plus
productifs...
Intensification de l’agriculture
Évolution de la production française
de blé depuis 1961
Engrais et pollution aux nitrates
Consommation mondiale
d’engrais chimiques
Engrais et pollution aux nitrates
L’érosion de la biodiversité agricole
Une perte de biodiversité liée à
l’intensification de l’agriculture
Robinson & Sutherland, 2002
Exemple des nitrates en Bretagne
Effets négatifs des pesticides
Bio-concentration des pesticides
le long des chaînes trophiques
Bio-concentration des pesticides
le long des chaînes trophiques
Exemple des nitrates en Bretagne
Phénomène des
marées vertes
Exemple des nitrates dans la baie du Mont Saint-Michel
Exemple des nitrates dans la baie du Mont Saint-Michel
Effet du mercure sur la santé humaine
Épuisement des terres
fertiles
Épuisement des terres fertiles
Résistances aux pesticides
Déstabilisation des mécanismes naturels de régulation
des populations de ravageurs
Flux de matière dans un écosystème forestier
Productivité des écosystèmes forestiers
en fonction de leur maturité
Les régimes forestiers
Les régimes forestiers
Entretien des massifs forestiers
Entretien des massifs forestiers
Entretien des massifs forestiers
Différences entre les essences forestières
Essence
Durée de révolution Usages
Peuplier
20 ans
Pâte à papier, déroulage
(cagettes)
Pin maritime, Pin Douglas 45 ans
Pâte à papier, panneaux de
particules, sciage, (déroulage)
Epicéa, autres pins,
Merisier, Frêne
60-80 ans
Pâte à papier, panneaux de
particules, sciage (résineux)
Placage, ébénisterie (feuillus)
Sapin pectiné, Hêtre,
Chêne pédonculé
100-150 ans
Panneaux de particules, bois de
feu, sciage, merrains, placages
Chêne sessile
180-250 ans
Cycle de l’eau
Cycle local vs global
Cycle du carbone
Organismes vivants et cycle du carbone
Fixation biologique
du C inorganique
CO2
Respiration
Producteurs primaires
C organique
Consommateurs
Décomposeurs
Cycle de l’azote
Changement d’usage des terres : déforestation
Changement d’usage des terres : déforestation
Changement d’usage des terres : déforestation
Augmentation de la concentration de CO2 dans
l’atmosphère
Augmentation de la concentration de CO2 dans
l’atmosphère
Augmentation de la température
Dérèglements climatiques à prévoir