Laboratoire Fonctionnement et évolution des systèmes
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Des écosystèmes en constant changement 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 r u e tm a animaux de différentes espèces. Co acq ue s 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 … ©J © INRA. B. Nicolas 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…). Chêne sessile et Sittelle, espèces de fin de succession. © INRA. J. Goacolou r eu Bouleau et Fauvette à tête noire, espèces de début de succession. © Jac q u e sC o at m L’été, les arbres croissent et les animaux se nourrissent et grandissent. La forêt est en perpétuel renouvellement, tous les stades du cycle de formation coexistent. X Changements d’origine anthropique © INRA. Florence Carreras Les écosystèmes sont soumis à des modifications 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. Sous-bois Contact : Elisa Thébault : [email protected] www.biologie.ens.fr/ecologie Laboratoire Laboratoire Biogéochimie Biogéochimie et écologie et écologie desdes milieux milieux continentaux continentaux Laboratoire Laboratoire Fonctionnement Fonctionnement et évolution et évolution desdes systèmes systèmes écologiques écologiques Impact des activités humaines sur les écosystèmes : exemple 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. © INRA. G. Balvay 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) provoquent 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 ensoleillement important, favorisent ce phénomène. Le processus © CNRS-ENS-UMPC. E. Thébault X La présence de phosphore en excès est la cause principale de l’eutrophisation. Développement de la végétation dans les ports à la suite de l’eutrophisation du Léman (vue prise en 1977). 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 suffisante, différentes techniques sont employées : enlèvement des algues et du sédiment, brassage des eaux du lac, ajout de poissons… Schéma synthétique de l’eutrophisation des eaux. Contact : Elisa Thébault : [email protected] www.biologie.ens.fr/ecologie Laboratoire Laboratoire Biogéochimie Biogéochimie et écologie et écologie desdes milieux milieux continentaux continentaux Laboratoire Laboratoire Fonctionnement Fonctionnement et évolution et évolution desdes systèmes systèmes écologiques écologiques Impact des activités humaines sur les écosystèmes : exemple des récifs coralliens ©IRD. J. Orempuller 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. Blanchiment des coraux (perte des algues symbiotiques) suite à une élévation de température. Qu’est ce qu’un récif corallien ? Un grand nombre de facteurs affectent ces récifs : L’existence d’un tel écosystème dépend totalement de la présence des coraux qui sont à l’origine de la construction du récif. • 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. Les coraux sont des animaux marins, vivant en symbiose avec des algues. Ils constituent leur propre squelette calcaire. .G alz ©CNRS Photothèque. C. Moyse-Faurie P. La D te u bo ©I R RS P h o tot h èq u e .R in X © CN Ces structures coralliennes servent d’abris à des milliers d’espèces qui forment la communauté corallienne. En cas de perturbation, le corail se retrouve envahi et remplacé par des algues. Ilots Nukuloa et Nukufotu, en bordure du lagon de Wallis. Contact : Elisa Thébault : [email protected] www.biologie.ens.fr/ecologie 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. Laboratoire Laboratoire Biogéochimie Biogéochimie et écologie et écologie desdes milieux milieux continentaux continentaux Laboratoire Laboratoire Fonctionnement Fonctionnement et évolution et évolution desdes systèmes systèmes écologiques écologiques 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. © N. J. Cordeiro Les activités humaines comme l’agriculture, la construction de routes, de barrages, l’exploitation forestière, peuvent diviser certains écosystèmes en différents fragments et réduire leur superficie. Cette fragmentation est un des facteurs responsables des extinctions d’espèces. © N. J. Cordeiro Impact des activités humaines sur les écosystèmes : la fragmentation des habitats L’espèce Nectarinia olivacea (à droite) est plus mobile et moins affectée par la fragmentation de la forêt tropicale que l’espèce Phylloscopus ruficapillus (à gauche), à taux de dispersion plus faible. 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. Modification du microclimat autour des fragments Isolement des l’écosystème fragments de Certains fragments peuvent être trop petits pour maintenir des populations reproductrices viables de certaines espèces. Contact : Elisa Thébault : [email protected] www.biologie.ens.fr/ecologie 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. 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. ©Markus Fisher X ©INRA. G. Cattiau © Susan Hannon La fragmentation augmente la surface de contact entre l’écosystème et les autres milieux. Laboratoire Laboratoire Biogéochimie Biogéochimie et écologie et écologie desdes milieux milieux continentaux continentaux Laboratoire Laboratoire Fonctionnement Fonctionnement et évolution et évolution desdes systèmes systèmes écologiques écologiques
