Structure et fonctionnement des écosystèmes terrestres. menaces et enjeux

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1 Structure et fonctionnement des écosystèmes terrestres menaces et enjeux CIEH 7 décembre 2007 Sandrine GOMBERT

2 Plan 1. Ecologie 2. Ecosystème 3. Facteurs écologiques 4. Systèmes d'interactions 5. Menaces et enjeux

3 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

4 1. Ecologie Objets d'étude de l'écologie Cellule Individu Population Communauté Ecosystème Paysage Biosphère (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)

5 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

6 2. Ecosystème Organisation fonctionnelle Fonctionnement : Production = synthèse de matière organique Consommation = ingestion de matière organique Décomposition = recyclage de la matière (Beaux, 2004)

7 Transferts de matière et flux d'énergie (Beaux, 2004) (Ramade, 2002)

8 2. Ecosystème Organisation fonctionnelle Air Cycles biogéochimiques des éléments Organismes Sol (Beaux, 2004) Eau

9 2. Ecosystème PHOTOSYNTHESE RESPIRATION (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)

10 2. Ecosystème Cycle de l'azote (Campbell, 1993)

11 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

12 2. Ecosystème Facteurs écologiques = facteurs de contrôle milieu Biocénose Biotope Facteurs abiotiques physiques et chimiques = Facteurs écologiques = Facteurs de contrôle

13 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

14 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,...

15 3. Facteurs écologiques Facteurs abiotiques La lumière Variations : jour, saison, latitude, altitude Influence sur la distribution des organismes Héliophiles Sciaphiles (Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)

16 3. Facteurs écologiques Facteurs abiotiques La température Variations latitudinales et altitudinales (Dajoz, 2000)

17 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

18 3. Facteurs écologiques 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

19 3. Facteurs écologiques Gradients écologiques = variation continue d un facteur écologique dans l espace et dans le temps Répartition des biomes (Campbell, 1993)

20 3. Facteurs écologiques Distribution latitudinale / altitudinale des biomes (Ramade, 2002)

21 3. Facteurs écologiques Hierarchie des facteurs Facteur limitant Facteur conditionnant l'existence et la répartition des espèces Action prépondérante / autres facteurs

22 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)

23 4. Interactions L écosystème : un système d interactions... Biocénose Biotope Facteurs abiotiques physiques et chimiques Ecosystème

24 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)

25 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

26 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

27 4. Interactions... entre écosystèmes Écosystème forestier arbres sol Eaux de surface Nappe phréatique Substrat rocheux

28 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

29 4. Interactions Agriculture et biodiversité (Beaux, 2004)

30 5. Enjeux 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

31 5. Enjeux... une urbanisation croissante Dégradation et frangmentation des habitats naturels Augmentation des pollutions Prélèvement et dégradation des ressources naturelles Espèces invasives (Beaux, 2004) Déforestation

32 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

33 5. Enjeux et des impacts planétaires... Diminution de la biodiversité (Arnaud et al., 2005) Réchauffement climatique

34 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)

35 5. Enjeux 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)

36 5. Enjeux Le réseau Natura 2000 Directive Oiseaux (1979) ZICO ZPS + ZSC psic Directive Habitats (1992) Source : 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

37 Elements de bibliographie Arnaud, E., Berger, A. & de Perthuis, C., Le développement durable. Ed Nathan, 160 p Beaux, J.F., L'environnement. Ed. Nathan, 159 p. Campbell, N.A., Biologie. Ed. De Boeck Université, 1190 p. Dajoz, R., Précis d'écologie. Ed. DUNOD, 615 p. Favennec, J., Guide de la flore des dunes littorales. Ed. Sud-Ouest, 168 p. Fischesser, B. & Dupuis-Tate, M.F., Le guide illustré de l'écologie. Ed. La Martinière, 319 p. Heinrich, D. & Hergt, M., Atlas de l'écologie. Ed. La Pochothèque, 286 p. IFEN. Etat de l environnement en France. Édition La biodiversité. Source internet : Levêque, C Ecologie : de l'écosystème à la biosphère. Ed. Dunod, 502 p. Maizeret, C., Les landes de Gascogne. Ed. Delachaux et Niestlé, 255 p. Ramade, F., Dictionnaire encyclopédique de l'écologie et des sciences de l'environnement. Ed. Dunod, 1063 p.