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S. Gombert Structure et fonctionnement des écosystèmes terrestres menaces et enjeux CIEH – 7 décembre 2007 Sandrine GOMBERT S. Gombert Plan 1. Ecologie 2. Ecosystème 3. Facteurs écologiques 4. Systèmes d'interactions 5. Menaces et enjeux S. Gombert 1. Ecologie L'écologie (Haeckel, 1870) Oecologie : oikos (maison, habitat) ; logos (discours) Par écologie, nous entendons la science des rapports des organismes avec le monde extérieur, dans lequel nous pouvons reconnaître de façon plus large les facteurs de la lutte pour l’existence Etude de toutes les relations des organismes vivants à leur environnement inorganique comme organique S. Gombert 1. Ecologie Objets d'étude de l'écologie Cellule Individu Population Communauté Ecosystème Paysage Biosphère (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996) S. Gombert 2. Ecosystème L’écosystème (Tansley, 1935) = Système écologique comprenant l’ensemble des organismes vivants et l’ensemble des facteurs physiques du milieu Ecosystème = Biocénose + Biotope Transferts de matière et d'énergie Système organisé et fonctionnel Taille variable 2. Ecosystème Organisation fonctionnelle S. Gombert Fonctionnement : Production = synthèse de matière organique Consommation = ingestion de matière organique Décomposition = recyclage de la matière (Beaux, 2004) S. Gombert Transferts de matière et flux d'énergie (Beaux, 2004) (Ramade, 2002) 2. Ecosystème Organisation fonctionnelle S. Gombert Air Cycles biogéochimiques des éléments Organismes Sol (Beaux, 2004) Eau 2. Ecosystème PHOTOSYNTHESE S. Gombert RESPIRATION (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996) 2. Ecosystème Cycle de l'azote S. Gombert (Campbell, 1993) S. Gombert 2. Ecosystème L’écosystème : un système d’interactions milieu Biotope Biocénose Facteurs abiotiques physiques et chimiques individus communauté Autoécologie population Rapports d’une espèce avec son milieu de vie Démécologie Répartition spatiale Densité interdépendance Synécologie Ecosystèmes Cycles de matière et d’energie Lumière Eau Température Vent Composition du sol Composition de l’eau Ressources disponibles S. Gombert 2. Ecosystème Facteurs écologiques = facteurs de contrôle milieu Biocénose Biotope Facteurs abiotiques physiques et chimiques = Facteurs écologiques = Facteurs de contrôle S. Gombert 3. Facteurs écologiques L'amplitude écologique Chaque espèce ne peut vivre qu'entre des limites qui correspondent à des valeurs déterminées des différents facteurs du milieu Espèces à faible amplitude écologique = stenoèces Espèces à large amplitude écologique = euryèces = capables de coloniser de grands territoires S. Gombert 3. Facteurs écologiques Facteurs biotiques = interactions entre organismes • Relations trophiques – Consommation, prédation, ... • Relations de concurrence ou compétition pour les ressources – Intraspécifique et interspécifique • Relations de transport – Pollinisation, zoochorie, ... • Relations de communication – Comportementale, chimique, ... S. Gombert 3. Facteurs écologiques Facteurs abiotiques – La lumière ● Variations : jour, saison, latitude, altitude ● Influence sur la distribution des organismes ● Héliophiles ● Sciaphiles (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996) S. Gombert 3. Facteurs écologiques Facteurs abiotiques – La température Variations latitudinales et altitudinales (Dajoz, 2000) S. Gombert 3. Facteurs écologiques Facteurs abiotiques – Les précipitations ● Quantité d'eau annuelle ● Bilan hydrique − − ● Différence entre apports d'eau et pertes par évapotranspiration Importance de la répartition de la pluviosité en fonction des saisons (cf période végétative) Influence sur la répartition des organismes hygrophiles mésophiles xérophiles 3. Facteurs écologiques S. Gombert Grands facteurs écologiques = combinaison de facteurs élémentaires • Facteur climatique – lumière, température, eau, vent,… • Facteur topographique – Pente, inclinaison, orientation,… • Facteur édaphique – Texture, structure, porosité, acidité, éléments minéraux,… • Facteur historique – Evolution, perturbations et pollutions Facteurs élémentaires abiotiques et biotiques combinaison Grands facteurs écologiques Variation continue Grands gradients écologiques S. Gombert 3. Facteurs écologiques Gradients écologiques = variation continue d’un facteur écologique dans l’espace et dans le temps Répartition des biomes (Campbell, 1993) 3. Facteurs écologiques S. Gombert Distribution latitudinale / altitudinale des biomes (Ramade, 2002) 3. Facteurs écologiques S. Gombert Hierarchie des facteurs Facteur limitant • Facteur conditionnant l'existence et la répartition des espèces • Action prépondérante / autres facteurs S. Gombert 3. Facteurs écologiques Facteurs de répartition des êtres vivants Facteurs internes Facteurs externes = propres aux organismes = propres aux milieux Exigences écologiques Historiques et actuels Capacité de propagation Géographiques, climatiques, édaphiques Possibilités évolutives Biotiques, anthropiques Aire potentielle de distribution Aire réelle de distribution (< aire potentielle) S. Gombert 4. Interactions L’écosystème : un système d’interactions... Biocénose Biotope Facteurs abiotiques physiques et chimiques Ecosystème S. Gombert 4. Interactions ... entre espèces : les successions écologiques Ensemble des changements de la composition des d'espèces qui se trouvent dans un site donné en fonction du temps. Transformation successive d'une communauté en une autre jusqu'à l'établissement d'une communauté stable (climax) Evolution dans le temps (Heinrich & Hergt, 1990) S. Gombert 4. Interactions Sol nu Perturbations Stades pionniers lichens, mousses Evolution progressive Stade herbacés Blocage de pelouse la dynamique Stade ligneux bas lande, fruticée, fourré Evolution Stade ligneux hauts forêt régressive S. Gombert 4. Interactions ... sol – végétation – faune associée Nature des sols Caractéristiques des sols Microclimat spécifique (humidité, température,..) Structure Caractéristiques géochimiques Texture Minéraux disponibles Développement racinaire Composition de la végétation Caractéristiques chimiques de la litière Modification du microclimat Successions végétales Modification de la faune associée S. Gombert 4. Interactions ... entre écosystèmes Écosystème forestier arbres sol Eaux de surface Nappe phréatique Substrat rocheux S. Gombert 4. Interactions ... entre écosystèmes écotone Écosystème forestier Agrosystème Arbres Sol Eaux de surface Nappe phréatique Transferts d’énergie et de matériel Substrat rocheux Écocomplexe Paysage écotone Écosystème prairie Conservation de la biodiversité 4. Interactions S. Gombert Agriculture et biodiversité (Beaux, 2004) 5. Enjeux S. Gombert Au niveau mondial…. Augmentation de la population mondiale (Arnaud et al., 2005) Augmentation des besoins • Ressources alimentaires • Matières 1ères • Energie • Espace Augmentation des pressions • Industrielles • Agricoles • Urbaines 5. Enjeux S. Gombert ... une urbanisation croissante Dégradation et frangmentation des habitats naturels Augmentation des pollutions Prélèvement et dégradation des ressources naturelles Espèces invasives (Beaux, 2004) Déforestation S. Gombert 5. Enjeux ... une intensification des pratiques agricoles Prélèvement et dégradation des ressources naturelles Augmentation des intrants (Source : internet) Dégradation et érosion des sols Uniformisation et banalisation des paysages Déforestation S. Gombert 5. Enjeux et des impacts planétaires... Diminution de la biodiversité (Arnaud et al., 2005) Réchauffement climatique S. Gombert 5. Enjeux Les habitats naturels de France : constat • Ecosystèmes très variés • 4 régions biogéographiques de l'UE Patrimoine naturel le plus riche de l'UE Mais... Patrimoine menacé (IFEN, 2006) 5. Enjeux S. Gombert Les outils de protection Espèces protégées • Animales • végétales Espaces protégés • Lieux d'intérêt écologique • Lieux de conservation de la nature • Territoire avec maîtrise de développement Réserve naturelle APPB PNR PN (IFEN, 2006) S. Gombert 5. Enjeux Le réseau Natura 2000 Directive Oiseaux (1979) ZICO ZPS + ZSC pSIC Directive Habitats (1992) Source : http://natura2000.environnement.gouv.fr/regions/idxreg.html Objectif : favoriser le maintien de la biodiversité ● ● Préservation des habitats et espèces d’intérêt communautaire dans un état de conservation favorable Dans le cadre d'un développement durable S. Gombert Elements de bibliographie ● Arnaud, E., Berger, A. & de Perthuis, C., 2006. Le développement durable. Ed Nathan, 160 p ● Beaux, J.F., 2004. L'environnement. Ed. Nathan, 159 p. ● Campbell, N.A., 1993. Biologie. Ed. De Boeck Université, 1190 p. ● Dajoz, R., 2000. Précis d'écologie. Ed. DUNOD, 615 p. ● Favennec, J., 1998. Guide de la flore des dunes littorales. Ed. Sud-Ouest, 168 p. ● Fischesser, B. & Dupuis-Tate, M.F., 1996. Le guide illustré de l'écologie. Ed. La Martinière, 319 p. ● Heinrich, D. & Hergt, M., 1990. Atlas de l'écologie. Ed. La Pochothèque, 286 p. ● IFEN. Etat de l’environnement en France. Édition 2006. La biodiversité. Source internet : http://www.ifen.fr ● Levêque, C. 2001. Ecologie : de l'écosystème à la biosphère. Ed. Dunod, 502 p. ● Maizeret, C., 2005. Les landes de Gascogne. Ed. Delachaux et Niestlé, 255 p. ● Ramade, F., 2002. Dictionnaire encyclopédique de l'écologie et des sciences de l'environnement. Ed. Dunod, 1063 p.
