Laboratoire Fonctionnement et évolution des systèmes

Laboratoire Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques
Laboratoire Biogéochimie et écologie des milieux continentaux
Des écosystèmes en constant changement
Que ce soit simplement au fil
des saisons ou parfois sur
des dizaines d’années, les
écosystèmes changent au cours
du temps, l’abondance relative
des espèces et la composition
peuvent varier …
Variations saisonnières
Sous nos latitudes, on observe de fortes
variations d’activité des espèces avec les
saisons.
En hiver, il n’y a plus de feuilles aux arbres
et seules quelques plantes persistantes
subsistent, les graines dorment. De même un
certain nombre d’animaux hivernent (hérisson,
rossignol, grenouille…).
L’été, les arbres croissent et les animaux se
nourrissent et grandissent.
Successions d’espèces au cours du temps
Certains écosystèmes sont le résultat d’une
succession d’invasions et d’extinctions de
différentes espèces au cours du temps.
Ainsi, la forêt se forme en 4 stades successifs :
pelouse, fourré, forêt jeune, forêt mature ;
stades auxquels correspondent des
animaux de différentes espèces.
La forêt est en perpétuel renouvellement, tous
les stades du cycle de formation coexistent.
Changements d’origine anthropique
Les écosystèmes sont soumis à des modica-
tions d’ordre climatique, à l’enrichissement en
nutriments, à la fragmentation de l’habitat ou à
l’exploitation de certaines espèces.
Ces phénomènes peuvent induire d’importants
changements dans les écosystèmes, par
exemple l’eutrophisation ou la fragmentation
des habitats.
Contact :
Elisa Thébault : [email protected]
www.biologie.ens.fr/ecologie
Bouleau et Fauvette à
tête noire, espèces de
début de succession.
Chêne sessile
et Sittelle,
espèces de n
de succession.
Sous-bois
© INRA. Florence Carreras
© INRA. B. Nicolas
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© INRA. J. Goacolou
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Impact des activités humaines sur les écosystèmes :
exemple de l’eutrophisation
Des rivières ou des lacs
aux eaux vertes ou brunes,
l’accumulation d’algues sur
le littoral … Ces phénomènes
sont les manifestations les plus
visibles de l’eutrophisation qui
touche une part non négligeable
des écosystèmes aquatiques
terrestres.
Les causes
Les rejets d’origine industrielle, domestique
(détergents) et agricole (fertilisants) provo-
quent une augmentation des concentrations
en phosphore et azote dans les lacs et cours
d’eau.
Certaines conditions comme des températures
élevées, des courants faibles, un ensoleille-
ment important, favorisent ce phénomène.
Le processus
La présence de phosphore en excès est la
cause principale de l’eutrophisation.
En conditions normales le phosphore est un
élément rare ce qui limite le développement des
algues et des végétaux. Cet enrichissement
provoque la prolifération de certaines espèces
végétales.
La prolifération de la matière végétale en
suspension diminue la transparence de l’eau.
L’eau devient trouble et les autres algues ainsi
que les espèces associées disparaissent.
La décomposition de la matière végétale morte
accumulée sur le fond provoque une forte
diminution du taux d’oxygène disponible dans
les eaux profondes et libère de l’ammoniac
ce qui conduit à l’extinction des différentes
espèces du milieu.
Comment y remédier
Une diminution des apports de phosphore
est nécessaire mais pas toujours sufsante,
différentes techniques sont employées : enlè-
vement des algues et du sédiment, brassage
des eaux du lac, ajout de poissons…
Contact :
Elisa Thébault : [email protected]
www.biologie.ens.fr/ecologie
© CNRS-ENS-UMPC. E. Thébault
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Développement de la végétation dans les ports à la suite de
l’eutrophisation du Léman (vue prise en 1977).
© INRA. G. Balvay
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Schéma synthétique de
l’eutrophisation des eaux.

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Impact des activités humaines sur les écosystèmes :
exemple des récifs coralliens
Les récifs coralliens constituent
des écosystèmes très riches en
espèces, avec une biodiversité
comparable à celle des forêts
tropicales. On estime que plus
de la moitié des récifs seraient
mis en danger par les activités
humaines.
Qu’est ce qu’un récif corallien ?
L’existence d’un tel écosystème dépend
totalement de la présence des coraux qui sont
à l’origine de la construction du récif.
Les coraux sont des animaux marins, vivant
en symbiose avec des algues. Ils constituent
leur propre squelette calcaire.
Ces structures
coralliennes servent
d’abris à des
milliers d’espèces
qui forment la
communauté
corallienne.
Un grand nombre de facteurs
affectent ces récifs :
• Une pêche trop importante et notamment la
pêche aux explosifs ;
• La pollution et les excès en nutriment ;
• Les maladies ;
• L’augmentation de la température de l’eau
liée aux changements climatiques.
Contact :
Elisa Thébault : [email protected]
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©CNRS Photothèque. C. Moyse-Faurie
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Ilots Nukuloa et Nukufotu, en bordure du lagon de Wallis.
Blanchiment des coraux (perte des algues symbiotiques) suite à une
élévation de température.
©IRD. J. Orempuller
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En cas de perturbation, le corail se retrouve envahi et remplacé
par des algues.
La présence de poissons herbivores, tels que les
poissons « perroquets » (Scaridae), qui consomment les
algues et les coraux morts, est indispensable au maintien et au
renouvellement des coraux.
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Impact des activités humaines sur les écosystèmes :
la fragmentation des habitats
Les activités humaines comme
l’agriculture, la construction de
routes, de barrages, l’exploitation
forestière, peuvent diviser cer-
tains écosystèmes en différents
fragments et réduire leur super-
cie. Cette fragmentation est un
des facteurs responsables des
extinctions d’espèces.
Réduction de l’habitat disponible
pour les espèces
Les espèces qui requièrent de vastes
habitats, comme les grands carnivores, sont
particulièrement sensibles à la fragmentation.
Isolement des fragments de
l’écosystème
Certains fragments peuvent être trop petits
pour maintenir des populations reproductrices
viables de certaines espèces.
L’éloignement et l’absence de connexions
entre les fragments peuvent nuire à la
pollinisation, à la dispersion des graines, à la
migration de la faune et à la reproduction.
Les espèces peu mobiles et à faible taux de
dispersion sont les plus affectées.
Modication du microclimat
autour des fragments
La fragmentation augmente la surface de
contact entre l’écosystème et les autres
milieux.
En bordure des fragments, les conditions
de lumière, de température, de pression de
prédation diffèrent. Ces conditions différentes
peuvent diminuer la survie des espèces à la
lisière des fragments. Ce phénomène réduit
encore plus l’habitat d’un certain nombre
d’espèces.
Contact :
Elisa Thébault : [email protected]
www.biologie.ens.fr/ecologie Laboratoire Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques
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© Susan Hannon
©INRA. G. Cattiau
© N. J. Cordeiro
© N. J. Cordeiro
L’espèce Nectarinia olivacea (à droite) est plus mobile et moins affectée
par la fragmentation de la forêt tropicale que l’espèce Phylloscopus
rucapillus (à gauche), à taux de dispersion plus faible.
©Markus Fisher
Les densités de l’espèce Primula
farinosa, espèce des zones humides,
sont inférieures de plus de 35% en
bordure des zones humides par rapport
à la zone centrale.