L`homme et la gestion des milieux naturels
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Les êtres vivants dans leur milieu Auteur : Yves Kuster Formateur SVT ESPE de Bretagne Objectifs Ce cours en ligne vous apportera une information de base, richement illustrée, concernant les êtres vivants dans leur milieu. Ce cours est divisé en 3 chapitres : Chapitre 1 : L’organisation de la biosphère Chapitre 2 : L’interdépendance des êtres vivants Chapitre 3 : L’Homme et la gestion des milieux naturels Un ensemble d’exercices accompagne chaque chapitre. Pour en savoir plus sur le sujet : Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cologie Site « La main à la pâte » : http://www.lamap.fr/?Page_Id=9&Action=1&DomainScienceType_Id=5 Chapitre 3 – L’Homme et la gestion des milieux naturels 1 – L’exploitation des ressources naturelles Les observations actuelles montrent que les ressources naturelles de la planète ne sont pas inépuisables. Exploitées pour satisfaire les besoins des sociétés industrialisées, il est absolument nécessaire de tenir compte de l’importance réelle des stocks et de connaître s’il y a lieu leur taux de renouvellement. 1.1 – Une planète aménagée par l’Homme L’explosion démographique humaine pèse énormément sur l’évolution de la biosphère. On peut désormais considérer que la Terre est une planète aménagée par l’Homme (concept de noosphère). La naissance de l’agriculture et de l’élevage marque une véritable inversion dans les relations entre l’homme et la biosphère : au lieu de subir l’environnement, l’homme va désormais en diriger l’évolution. Depuis le XIXième siècle, avec le développement de la science et de la technologie, l'homme modifie considérablement la planète qu'il habite. Il aménage la nature et la transforme. A part quelques paysages désertiques chauds ou froids, toutes les régions ont été plus ou moins altérées par sa présence. Peu d’écosystèmes échappent directement ou indirectement à l’action de l’Homme. La création de terres agricoles revient à remplacer les écosystèmes par des agrosystèmes dont les caractéristiques sont : - une grande homogénéité spatiale ; - une pauvreté des espèces ; - une dépendance totale vis-à-vis de l’homme. Les agrosystèmes ne sont maintenus qu’au prix d’investissements important en énergie et en matières premières (machines agricoles, engrais, irrigation, pesticides…) Agrosystème 1.2 – La surexploitation des ressources naturelles Troncs d'arbres | Borneo, Malaisie | © Frans Lanting/Corbis La surconsommation entraîne dans les pays industrialisés une surexploitation de ressources naturelles (eau, produits agricoles, minerais, énergie…) le plus souvent importées d’autres pays. La quantité de ressources naturelles extraites dans le monde pour produire des biens et des services ne cesse d’augmenter. Elle s’élève aujourd’hui à environ 60 milliards de tonnes par an, soit 50% de plus par rapport à la fin des années 1970. C'est en Asie qu'a lieu la plus grande part de l'extraction de ressources naturelles (44% du total), loin devant l’Amérique du Nord (20%), l’Europe (13%) et l’Amérique latine (13%). Plus les années passent, plus le déséquilibre entre les modes de consommation des pays riches et pauvres s’intensifie. Aujourd’hui, les populations des pays riches consomment en moyenne 10 fois plus de ressources naturelles par habitant que celles des pays pauvres. La palme du continent le plus gourmand en ressources revient à l’Océanie, où un habitant consomme en moyenne 100 kg de ressources naturelles par jour, devant l’Amérique du nord (88 kg/jour), l’Europe (43 kg/jour), l’Amérique latine (34 kg/jour), l’Asie (14 kg/jour) et l’Afrique (10 kg/jour). Les pays industrialisés ont notamment profité de l’explosion du volume des échanges commerciaux. En 2006, il s'échangeait sur les marchés 60 fois plus de produits manufacturés et sept fois plus de produits agricoles qu’en 1950. Des chiffres qui traduisent également la dépendance des pays les plus riches aux importations. Un Européen consomme en moyenne 43 kg de ressources naturelles par jour, mais en "produit" seulement 36 kg. Les Européens ont donc besoin de ressources importées d’autres régions du monde pour maintenir leur niveau de consommation. Les impacts écologiques de la surconsommation (déforestation, surexploitation des océans, surexploitation des énergies fossiles, destruction de la biodiversité…), mais également ses conséquences sociales, notamment la violation des droits de l’homme et les conditions de travail indignes en vigueur dans certaines régions d’Afrique, d’Amérique latine et d’Asie sont dénoncés régulièrement par diverses ONG. Déforestation en Amazonie Plate-forme d’exploitation pétrolière 1.3 – Les conséquences des extensions urbaines L’extension des villes connaît une accélération sans précédent depuis les années 60. Les conséquences écologiques en sont multiples, citons comme exemples : - la destruction de milieux écologiquement fragiles ; - la baisse de la biodiversité (nécessité d’études d’impact) ; Les conséquences de la pression urbaine ne sont pas toujours bien anticipées : inondations, incendies de forêt. Port de Rotterdam 1.4 – La pollution de la biosphère Les sources de pollution de notre planète sont multiples. Citons quelques exemples : - la pollution des océans par les hydrocarbures : on estime à 3 millions de tonnes la quantité d’hydrocarbures déversée chaque année dans les océans, non seulement au cours d’accidents survenus sur des plates-formes d’exploitation, lors de collisions ou échouages de pétroliers mais aussi par rejets volontaires des résidus de cuves de navires ; - la pollution par les pesticides : on appelle pesticides, l’ensemble des produits chimiques (insecticides, herbicides, fongicides….) employés par l’Homme dans sa lutte contre les animaux et végétaux qui s’attaquent aux cultures principalement. Ils sont encore utilisés actuellement en quantité énormes afin d’accroître les rendements agricoles ; - la pollution des nappes phréatiques par l’utilisation massive d’engrais et lessivage des sols - le rejet de polluants industriels dans l’atmosphère ; - le rejet d’eau chaude et parfois de substances radioactives par les centrales nucléaires etc.. Polluants atmosphériques Exercice 1 : la concentration des pesticides dans les chaînes alimentaires A partir du document proposé, expliquez comment une forte dose de dieldrine (insecticide de la famille du DDT) peut se retrouver chez le Cormoran. 2 2 – Vers une gestion rationnelle de la nature 2.1 – Une gestion raisonnée des agrosystèmes La protection des agrosystèmes : o lutter contre les espèces concurrentes de la variété cultivée (réduction de la compétition). o Lutter contre les ravageurs des cultures, responsables de 40 à 50% des pertes alimentaires mondiales (lié à l’homogénéité spatiale des agrosystèmes, monocultures sur de grandes étendues) Lutte chimique : les pesticides o Problème du spectre d’action des agents chimiques : toxicité d’espèces proches des ravageurs ; o Problème vis-à-vis de la santé humaine ; o Quelques perspectives : les biopesticides : action très sélective sur les espèces à éliminer. Ce sont souvent des inhibiteurs sélectifs de la reproduction ou du développement de l’animal ravageur. Lutte biologique : prédateur ou agents pathogènes des organismes à éliminer La lutte biologique fait appel à des êtres vivants pour réduire ou supprimer les dégâts causés aux cultures par d’autres êtres vivants (animaux ravageurs et parfois plantes concurrentes). Ainsi la Coccinelle peut-elle être employée dans la lutte contre les pucerons dans des conditions comparables à celles que l’on observe dans la nature. Pucerons Lutte génétique : o Mise au point de variétés génétiquement modifiées (OGM) résistantes par exemple aux herbicides ou résistantes à des ravageurs spécifiques ; o problèmes d’environnement liés à l’hybridation génétique plus facile chez les plantes. Notion de lutte intégrée : o utilisation combinée de plusieurs moyens de lutte ; o maintenir les espèces nuisibles aux récoltes en dessous du seuil de tolérance ; o les traitements chimiques ne sont utilisés que lorsque le nombre de ravageurs dépasse le seuil de tolérance économique. 2.2 – La lutte contre les pollutions Détecter les pollutions et les évaluer Analyses chimiques Utilisation d’espèces indicatrices Les lichens : des espèces indicatrices de la pollution atmosphérique Parmi les divers gaz toxiques produits par l’utilisation des hydrocarbures et des charbons, l’anhydride sulfureux (SO2) est de loin le plus important en quantité. C’est aussi l’un des plus néfastes car il se transforme en acide sulfurique au contact de l’air humide. Ainsi des centaines de milliers d’hectares de forêts ont déjà été détruites dans les pays industrialisés. Il est important de pouvoir détecter et mesurer le degré de pollution atmosphérique. Dans ce domaine les lichens sont de bons indicateurs biologiques. Réduire les pollutions Réglementations internationales des rejets polluants (atmosphère) ; Mise en place de stations d’épuration (eau). 2.3 – Environnement et développement durable Le concept de développement durable est complexe car il s'attache à mettre en relation les différentes composantes de l'environnement dans une approche systémique (régulée) qui comporte une dimension spatiale et temporelle. Au travers d'une problématique de développement durable, on perçoit et prend en compte l'environnement non comme une donnée figée à préserver mais comme un élément à gérer susceptible d'évoluer. Le concept de développement durable s'appuie sur trois pôles d'étude et d'action : la préservation et la régénération de l'environnement, la satisfaction des besoins humains et l'efficacité économique. Il prend en compte les trois domaines du développement des sociétés humaines pour déterminer des actions recherchant un point d'équilibre entre ces derniers. Il s'agit donc d'aboutir à un développement "économiquement viable (satisfaction des besoins d'une génération), socialement équitable (solidarité entre les sociétés) et écologiquement reproductible". Il comporte également une dimension éthique puisqu'il fait appel au principe de solidarité entre les sociétés actuelles (thématique des relations Nord-Sud, par exemple), d'une part, entre les générations présentes et futures, d'autre part. Le monde est perçu comme un système solidaire où tous les éléments et tous les processus sont interdépendants. Cette acception fonctionnelle de la solidarité va de pair avec l'idée d'une solidarité d'ordre éthique. Les problèmes traités dans la perspective d'un développement durable placent les citoyens en situation de responsabilité de leurs actions (c'est-à-dire d'éco-responsabilité) au-delà de leur territoire proche en prenant en compte les espaces qui s'étendent au-delà des frontières étatiques. Vers une définition ? On peut retenir celle proposée par Gro Harlem Brundtland dans le rapport de l'ONU intitulé « Notre avenir à tous », 1987. "Le développement durable est un développement qui correspond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs." Source : Eduscol :http://eduscol.education.fr/D0185/concepts.html L’Agenda 21 Depuis la conférence de Stockholm en 1972, les pays membres de l'Organisation des Nations Unies (ONU) se sont régulièrement penchés sur les questions environnementales afin de définir des préconisations susceptibles d'enrayer la détérioration de la planète, voire d'établir des programmes de protection écologiques. Ce point de départ a peu à peu évolué vers le diagnostic des besoins humains ; c'est pourquoi, l'environnement n'est plus abordé en soi mais en lien avec la problématique de sa gestion durable conçue pour assurer le développement des sociétés humaines. En 1992, les pays membres de l'ONU, à la conférence de Rio de Janeiro, rédigent un manuel de quatre sections et dix chapitres appelé l’Agenda 21 parce qu'il est destiné à mettre en œuvre, dans les pays signataires, des politiques en faveur du développement durable pour le vingt et unième siècle. Toute structure de décision, qu'elle soit nationale, régionale ou locale, peut s'appuyer sur ce guide dans les différents programmes de développement et de gestion territoriale. Un extrait de l’Agenda 21 Section II : CONSERVATION ET GESTION DES RESSOURCES AUX FINS DU DEVELOPPEMENT 12 GESTION DES ECOSYSTEMES FRAGILES: LUTTE CONTRE LA DESERTIFICATION ET LA SECHERESSE 12A. Renforcer les connaissances de base et développer des systèmes d'information et d'observation systématique pour les zones sujettes à la sécheresse et à la désertification, y compris les aspects économiques et sociaux de ces écosystèmes. 12B. Lutter contre la dégradation des sols, notamment en intensifiant les activités de conservation des sols, de boisement et de reboisement. 12C. Développer et renforcer des programmes de développement intégré pour l'éradication de la pauvreté et l'adoption de systèmes de subsistance différents dans les zones sujettes à la désertification. 12D. Elaborer des programmes de lutte contre la désertification et les intégrer aux programmes nationaux de développement et la planification écologique nationale 12E. Etablir des plans d'ensemble de préparation à la sécheresse et de secours en cas de sécheresse, y compris des formules d'auto-assistance, pour les zones sujettes à la sécheresse et élaborer des programmes pour les réfugiés écologiques. 12F. Encourager et promouvoir la participation populaire et l'éducation écologique, l'accent étant mis sur la lutte contre la désertification et la gestion des conséquences de la sécheresse. 13 GESTION DES ECOSYSTEMES FRAGILES: MISE EN VALEUR DURABLE DES MONTAGNES 13A. Acquisition et renforcement des connaissances sur l'écologie et le développement durable des écosystèmes de montagne 13B. Promotion du développement intégré des bassins hydrographiques et de nouvelles sources de revenu 14 PROMOTION D'UN DEVELOPPEMENT AGRICOLE ET RURAL DURABLE 14A. Examen, planification et programmation intégrée des politiques agricoles, compte tenu du caractère multifonctionnel de l'agriculture et, en particulier, de son importance pour la sécurité alimentaire et un développement durable 14B. Participation de la population et mise en valeur des ressources humaines pour une agriculture viable 14C. Amélioration de la production et des systèmes d'exploitation 14D. Utilisation des terres en agriculture : planification, information et éducation 14E. Conservation et régénération des terres 14F. Utilisation de l'eau pour une production vivrière et un développement rural durables 14G. Conservation et utilisation rationnelle des ressources phytogénétiques pour l'alimentation et pour une agriculture viable 14H. Conservation et utilisation rationnelle des ressources zoogénétiques pour une agriculture viable 14I. Gestion des ravageurs et lutte phytosanitaire intégrées en agriculture 14J. Promotion de systèmes durables de phytotrophie pour accroître la production vivrière 14K. Diversification de l'énergie rurale pour améliorer la productivité 14L. Evaluation des effets sur les plantes et les animaux du rayonnement ultraviolet dû à l'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique 15 15A. 16 PRESERVATION DE LA DIVERSITE BIOLOGIQUE Préservation de la diversité biologique GESTION ECOLOGIQUEMENT RATIONNELLE DES BIOTECHNIQUES 16A. Accroître la disponibilité des cultures vivrières et fourragères et des matières premières renouvelables 16B. Promotion de la santé 16C. Améliorer la protection de l'environnement 16D. Renforcer la sécurité et élaborer des mécanismes internationaux de coopération 16E. Création de mécanismes permettant la mise au point et l'application écologiquement rationnelle des biotechniques 17 PROTECTION DES OCEANS ET DE TOUTES LES MERS - Y COMPRIS LES MERS FERMEES ET SEMI-FERMEES - ET DES COTIERES ET PROTECTION, UTILISATION RATIONNELLE ET MISE EN VALEUR DE LEURS RESSOURCES BIOLOGIQUES 17A. Gestion intégrée et développement durable des zones côtières et marines, y compris de la zone économique exclusive 17B. Protection du milieu marin 17C. Utilisation durable et conservation des ressources biologiques marines en haute mer 17D. Utilisation durable et conservation des ressources biologiques marines relevant de la juridiction nationale 17E. Réponse aux incertitudes critiques relatives à la gestion du milieu marin et au changement climatique 17F. Renforcement de la coopération et de la coordination internationale et régionale 17G. Développement durable des petits pays insulaires 18 PROTECTION DES RESSOURCES EN EAU DOUCE ET DE LEUR QUALITE : APPLICATION D'APPROCHES INTEGREES DE LA MISE EN VALEUR, DE LA GESTION ET DE L'UTILISATION DES RESSOURCES EN EAU 18A. Mise en valeur et gestion intégrées des ressources en eau 18B. L'évaluation des ressources en eau 18C. Protection des ressources en eau, de la qualité de l'eau et des écosystèmes aquatiques 18D. L'approvisionnement en eau potable et l'assainissement 18E. L'eau et le développement urbain durable 18F. L'eau et la durabilité de la production alimentaire et du développement rural 18G. Impacts des changements climatiques sur les ressources hydriques 19 GESTION ECOLOGIQUEMENT RATIONNELLE DES SUBSTANCES CHIMIQUES TOXIQUES, Y COMPRIS LA PREVENTION DU TRAFIC INTERNATIONAL ILLICITE DES PRODUITS TOXIQUES ET DANGEREUX 19A. Elargissement et accélération de l'évaluation internationale des risques chimiques 19B. Harmonisation de la classification et de l'étiquetage des produits chimiques 19C. Echange d'informations sur les produits chimiques toxiques et les risques chimiques 19D. Mise en place de programmes de réduction des risques 19E. Renforcement des moyens et du potentiel dont dispose chaque pays pour gérer les produits chimiques 19F. Prévention du trafic international illicite de produits toxiques et dangereux 19G. Renforcement de la coopération internationale s'appliquant à plusieurs domaines d'activité du programme 20 GESTION ECOLOGIQUEMENT RATIONNELLE DES DECHETS DANGEREUX, Y COMPRIS LA PREVENTION DU TRAFIC INTERNATIONAL ILLICITE DE DECHETS DANGEREUX 20A. Promouvoir la prévention et la minimisation des déchets dangereux 20B. Promouvoir et renforcer les capacités institutionnelles en matière de gestion des déchets dangereux 20C. Promouvoir et renforcer la coopération internationale dans la gestion des mouvements transfrontières de déchets dangereux 20D. Prévenir le trafic international illicite de déchets dangereux 21 GESTION ECOLOGIQUEMENT RATIONNELLE QUESTIONS RELATIVES AUX EAUX USEES DES DECHETS SOLIDES ET 21A. Minimiser les déchets 21B. Maximaliser la réutilisation et le recyclage écologiquement rationnels des déchets 21C. Promouvoir l'élimination et le traitement écologiquement rationnels des déchets 21D. Etendre les services en matière de déchets 22 22A. GESTION SURE ET ECOLOGIQUEMENT RATIONNELLE DES DECHETS RADIOACTIFS Promouvoir la gestion sûre et écologiquement rationnelle des déchets radioactifs Source : Nations unis: http://www.un.org/french/ga/special/sids/agenda21/action0.htm CORRECTION DES EXERCICES Exercice 1 : la concentration des pesticides dans les chaînes alimentaires Toute substance toxique présente, même à faible dose, un danger pour l’environnement et la santé humaine car des possibilités de concentration existent. L’exemple le plus connu est celui de la concentration d’un polluant à travers les chaînes alimentaires. Dans l’exemple proposé, la dieldrine (insecticide de la famille du DDT) passe de 1 partie par milliard (1 ppM =0,001 ppm) dans le phytoplancton à 1,6 partie par million (1,6 ppm) chez le Cormoran. Le Cormoran se trouve être un prédateur situé tout au bout d’une longue chaîne alimentaire (consommateur de 4ième ordre). La dieldrine subit alors un processus de bioaccumulation qui provient du fait que le rendement écologique de croissance entre deux niveaux trophiques est de l’ordre de 10% (par exemple 1kg poisson ingéré par un Cormoran permettra un accroissement de seulement 100 g de la biomasse de ce prédateur, voir chapitre 2). Ce phénomène entraîne, au niveau des polluants, un facteur de concentration d’ordre 10 à chaque saut entre deux compartiments trophiques de la chaîne alimentaire (pyramide des concentrations inverse de la pyramide des biomasses). Lorsque la chaîne alimentaire est très longue, ce mécanisme peut se traduire par un taux d’amplification de la pollution de plusieurs millions de fois entre les organismes constituant les premiers et les derniers maillons de la chaîne.
