S. Gombert Structure et fonctionnement des écosystèmes terrestres menaces et enjeux CIEH – 7 décembre 2007 Sandrine GOMBERT
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
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
1. Ecologie
S. Gombert
Objets d'étude de l'écologie
Cellule
Individu
Population
Communauté
Ecosystème
Paysage
Biosphère
1. Ecologie
(Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)
S. Gombert
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
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Organisation fonctionnelle
Fonctionnement :
Production=
synthèse de matière organique
Consommation=
ingestion de matière organique
Décomposition=
recyclage de la matière
2. Ecosystème
(Beaux, 2004)
S. Gombert
Transferts de matière et flux d'énergie
(Ramade, 2002)
(Beaux, 2004)
S. Gombert
Sol
Eau
Air
OrganismesCycles
biogéochimiques des éléments
2. Ecosystème Organisation fonctionnelle
(Beaux, 2004)
S. Gombert PHOTOSYNTHESE
RESPIRATION
2. Ecosystème
(Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)
S. Gombert
(Campbell, 1993)
Cycle de l'azote2. Ecosystème
S. Gombert
Biocénose
milieu
L’écosystème : un système d’interactions
individus
AutoécologieRapports d’une espèceavec son milieu de vie
population
DémécologieRépartition spatialeDensitéinterdépendance
communauté
SynécologieEcosystèmesCycles de matière et d’energie
Facteurs abiotiques physiques et chimiques
LumièreEau
TempératureVent
Composition du solComposition de l’eau
Ressources disponibles
Biotope
2. Ecosystème
S. Gombert
Biocénose
milieu
Facteurs écologiques = facteurs de contrôle
Facteurs abiotiques physiques et chimiques
= Facteurs
écologiques
=
Facteurs de contrôle
Biotope
2. Ecosystème
S. Gombert
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
3. Facteurs écologiques
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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, ...
3. Facteurs écologiques
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Facteurs abiotiques – La lumière● Variations : jour, saison, latitude, altitude
● Influence sur la distribution des organismes ● Héliophiles● Sciaphiles
3. Facteurs écologiques
(Fischesser & Dupuis-Tate, 1996)
S. Gombert
Variations latitudinales et altitudinales
Facteurs abiotiques – La température3. Facteurs écologiques
(Dajoz, 2000)
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● 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
Facteurs abiotiques – Les précipitations3. Facteurs écologiques
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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 élémentairesabiotiques et biotiques
Grands facteurs écologiques
Grands gradients écologiques
combinaison
Variation continue
3. Facteurs écologiques
S. Gombert
Gradients écologiques
= variation continue d’un facteur écologique
dans l’espace et dans le temps
3. Facteurs écologiques
Répartition des biomes
(Campbell, 1993)
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
3. Facteurs écologiques
S. Gombert
Facteurs de répartition des êtres vivants
Facteurs internes
= propres aux organismes
Exigences écologiquesCapacité de propagationPossibilités évolutives
Aire potentielle de distribution
Facteurs externes
= propres aux milieux
Historiques et actuelsGéographiques, climatiques, édaphiques
Biotiques, anthropiques
Aire réelle de distribution
(< aire potentielle)
3. Facteurs écologiques
S. Gombert
Biocénose
L’écosystème : un système d’interactions...
Biotope
Facteurs abiotiques physiques et chimiques
Ecosystème
4. Interactions
S. Gombert
... 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
4. Interactions
(Heinrich & Hergt, 1990)
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Stade herbacéspelouse
Stade ligneux baslande, fruticée, fourré
Stade ligneux hautsforêt
Sol nu
Stades pionnierslichens, mousses
Evolution progressive
Evolution régressive
Blocage de la dynamique
Perturbations
4. Interactions
S. Gombert
... sol – végétation – faune associée
Nature des sols
Composition de la végétation
Caractéristiques géochimiquesTexture
Minéraux disponibles
Caractéristiques des solsMicroclimat spécifique
(humidité, température,..)Structure
Développement racinaire
Caractéristiques chimiques de la litière
Successions végétales
Modification du microclimat
Modification de la faune associée
4. Interactions
S. Gombert
... entre écosystèmes
Écosystème forestier
arbressol
Eaux de surface
Nappe phréatique
Substrat rocheux
4. Interactions
S. Gombert
... entre écosystèmes
Écosystème forestier
ArbresSol
Eaux de surface
Nappe phréatique
Substrat rocheux
Transferts d’énergie et de matériel
Agrosystème
Écosystème prairieÉcocomplexePaysage
écotone
écotone
Conservation de la biodiversité
4. Interactions
S. Gombert
Agriculture et
biodiversité
4. Interactions
(Beaux, 2004)
S. Gombert
Au niveau mondial….5. Enjeux
Augmentation des besoins
• Ressources alimentaires• Matières 1ères
• Energie• Espace
Augmentation de la population mondiale
Augmentation des pressions
• Industrielles• Agricoles• Urbaines
(Arnaud et al., 2005)
S. Gombert
... une urbanisation croissante5. Enjeux
Dégradation et frangmentation des
habitats naturelsAugmentation des pollutions
Déforestation
Espèces invasives
Prélèvement et dégradation des
ressources naturelles
(Beaux, 2004)
S. Gombert
... une intensification des pratiques agricoles5. Enjeux
(Source : internet)
Augmentation des intrants
Uniformisation et banalisation des
paysagesDéforestation
Dégradation et érosion des sols
Prélèvement et dégradation des
ressources naturelles
S. Gombert
et des impacts planétaires...5. Enjeux
Réchauffement climatique
Diminution de la biodiversité
(Arnaud et al., 2005)
S. Gombert
Les habitats naturels de France : constat5. Enjeux
• Ecosystèmes très variés
• 4 régions biogéographiques de l'UE
Patrimoine naturel le plus riche de l'UE
Mais...
Patrimoine menacé
(IFEN, 2006)
S. Gombert
Les outils de protection 5. Enjeux
Réserve naturelle
APPB
PNR
PN
(IFEN, 2006)
Espèces protégées• Animales
• végétales
Espaces protégés• Lieux d'intérêt
écologique
• Lieux de conservation de la nature
• Territoire avec maîtrise de développement
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Le réseau Natura 2000 5. Enjeux
Directive Oiseaux (1979)
ZICO
ZPS
ZSC
pSIC
Directive Habitats (1992)
+
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
Source : http://natura2000.environnement.gouv.fr/regions/idxreg.html
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.