Écosystèmes et services environnementaux Cours

Sommaire

ILes écosystèmes : une biodiversité importanteIILes écosystèmes : des ensembles dynamiquesIIIL'Homme et les écosystèmesALes services environnementauxBL'impact de l'Homme sur les écosystèmes

 

Notions Rappels
Biodiversité Diversité biologique au niveau des écosystèmes, des espèces et des individus.
Espèce Groupe d'individus semblables et pouvant générer des descendants fertiles.
Photosynthèse Fabrication de matière organique, en présence de lumière, par les végétaux chlorophylliens.

Parmi les inquiétudes actuelles à propos de l'environnement, outre le bouleversement climatique et l'érosion de la biodiversité, il est beaucoup question de perte de divers écosystèmes.

En quoi est-ce problématique ? Qu'est-ce qu'un écosystème ?

I

Les écosystèmes : une biodiversité importante

Écosystème

Un écosystème est l'association d'un biotope (milieu de vie) et d'une biocénose (ensemble d'êtres vivants).

Le biotope présente des caractéristiques physico-chimiques :

  • son éclairement,
  • sa température,
  • son humidité, etc.

La biocénose est constituée par des espèces très diverses. 

Il existe, dans un écosystème, une grande diversité spécifique, mais également une grande diversité génétique des individus au sein d'une même espèce.

Ces êtres vivants établissent les uns avec les autres tout un ensemble de relations.

  • Compétition : les individus sont en concurrence pour accéder à des ressources telles que l'eau, la lumière.

Dans une forêt, le hêtre et le chêne sont en concurrence pour l'accès à la lumière. Bien souvent, le hêtre, qui a une croissance plus rapide, empêche la croissance du chêne, en le privant de lumière.

  • Exploitation : un organisme exploite un autre organisme afin d'en tirer son alimentation, une protection…

La prédation, le parasitisme, sont des relations d'exploitation : l'un des deux individus seulement (le prédateur ou le parasite) tire un bénéfice de la relation.

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Une relation de prédation : l'ours mange le saumon

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Un exemple de parasitisme : une tique se nourrissant de sang sur la tête d'un chat

  • Coopération : les organismes impliqués dans cette relation y trouvent un bénéfice. On parle également de mutualisme : les partenaires se rendent des services mutuels.

Dans la symbiose entre l'algue et le champignon d'un lichen, l'algue fournit au champignon de la nourriture, tandis que le champignon permet à l'algue, par la fabrication de pariétines, molécules la protégeant de la déshydratation, de vivre en dehors du milieu aquatique.

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Le lichen, un exemple de symbiose (ici, différentes espèces de lichen sur un tronc)

L'ensemble des relations au sein d'un écosystème constitue un réseau complexe, où les interactions entre espèces et individus sont multiples.

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Des interactions variées entre espèces au sein d'une forêt

II

Les écosystèmes : des ensembles dynamiques

Au sein des écosystèmes, il se produit des changements permanents : à chaque instant des êtres meurent, d'autres naissent.

De plus, la grande diversité génétique des écosystèmes fait que ce sont les populations qui évoluent sans cesse.

Cette évolution est en grande partie conditionnée par les interactions qui existent entre les êtres vivants d'un écosystème.

Dans une chaîne alimentaire, la raréfaction d'une proie (par excès de prédation ou par apparition d'une maladie) va entraîner un manque de nourriture, et pourra aboutir à la diminution de la population de prédateurs.

Les écosystèmes échangent en permanence, à leurs frontières, avec leur environnement proche.

Ces échanges, ajoutés aux échanges se produisant au sein même des écosystèmes, définissent des flux de matière et d'énergie et participent à des cycles biogéochimiques :

  • Le cycle de l'eau : précipitations, eaux absorbées par le sol et les végétaux (absorption racinaire), évapotranspiration (perte d'eau) par les feuilles végétales, respiration…
  • Le cycle du carbone : absorption par la photosynthèse, rejet par la respiration, par la combustion, stockage à court terme dans les molécules carbonées des êtres vivants de l'écosystème…

L'effet d'un écosystème sur ces cycles peut se mesurer par des bilans d'entrée et de sortie de matière.

Les organismes décomposeurs ont un rôle fondamental à jouer dans ces cycles, puisqu'ils permettent de remettre en circulation une partie de la matière des organismes morts.

Cette décomposition assure le recyclage de cette matière organique et la mise à disposition de nouveaux éléments pour les êtres vivants.

Schématisation des flux de carbone dans un écosystème forestier.

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Le cycle du carbone dans la forêt

La grande diversité d'un écosystème naturel lui permet de se renouveler sans cesse grâce aux multiples interactions qui s'exercent en son sein.

Un écosystème est un ensemble en équilibre dynamique : l'équilibre entre les différentes espèces est établi par des interactions constantes.

Cet équilibre, même lorsqu'il est naturellement perturbé, peut se reconstituer, par exemple après des perturbations telles qu'un incendie ou la survenue d'une maladie. Cette capacité à se régénérer est nommée la résilience.

Après un incendie de forêt, les végétaux vont peu à peu recoloniser le territoire ; certaines graines ne germent d'ailleurs que lorsqu'elles ont été soumises au feu : c'est le cas des séquoias, ou de certaines orchidées. La nourriture étant à nouveau disponible, ce sont les animaux qui vont réinvestir l'environnement détruit, et de nouveaux équilibres se mettent en place.

Un écosystème naturel présente une grande biodiversité, et est le siège de très nombreux échanges de matière et d'énergie, participant aux grands flux biogéochimiques à la surface de la Terre.

Les interactions entre les êtres vivants, formant la biocénose, et le biotope sont nombreuses et variées.

Un écosystème est un ensemble en équilibre dynamique, susceptible d'être perturbé par des facteurs internes ou externes, mais doté d'une grande capacité de résilience.

III

L'Homme et les écosystèmes

L'Homme, comme toutes les autres espèces vivantes, fait partie de la biodiversité, et appartient aux écosystèmes dans lesquels il vit.

A

Les services environnementaux

Au sein de ces écosystèmes, l'Homme interagit avec les autres espèces :

  • qu'il consomme (relation de prédation, dans des chaînes alimentaires) ;
  • qu'il exploite pour leur travail (animaux utilisés pour le labourage, le transport…) ;
  • avec lesquelles il vit de manière mutualiste (animaux de compagnie) ;
  • avec lesquelles il vit sans le décider (espèces commensales, telles que le rat) ;
  • avec des espèces parasites (puce, pou, etc.).

L'Homme tire parti des écosystèmes de différentes façons, qui sont regroupées en services écosystémiques ou services environnementaux.

Quatre types de services environnementaux sont distingués.

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Les services écosystémiques

Notre alimentation, notre santé et notre bien-être dépendent largement des services que les écosystèmes rendent, de manière gratuite.

B

L'impact de l'Homme sur les écosystèmes

En dépit de cette importance considérable du bon état des écosystèmes, l'Homme peut impacter négativement le fonctionnement des écosystèmes de différentes façons.

  • En perturbant les grands équilibres naturels, tels que le cycle du carbone ou le cycle de l'eau.

L'augmentation de l'effet de serre, lié en grande partie aux rejets anthropiques (liés à l'Homme) de dioxyde de carbone ou la pollution des eaux liée aux activités industrielles.

  • En surexploitant les ressources : épuisement et stérilisation des sols, appauvrissement des ressources de pêche.
  • En introduisant des espèces invasives, dévastatrices pour les espèces locales déjà présentes.

La Caulerpe, algue invasive introduite accidentellement en Méditerranée (par l'intermédiaire d'une fuite à partir de l'aquarium de Monaco) provoque la disparition des algues présentes auparavant dans les régions côtières de cette mer.

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Algue Caulerpa taxifolia : une espèce invasive de la Méditerranée

  • En réduisant la biodiversité, par des systèmes de monoculture.

L'Homme exploite des forêts n'incluant que des pins car ces arbres, à croissance rapide, sont très rentables. Mais, pour pouvoir en planter des surfaces importantes, il faut défricher les forêts existantes. Cela élimine de fait les forêts d'arbres non résineux (chêne, hêtre, noisetier…).

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Une plantation de résineux. Noter la pauvreté de la biodiversité du sous-bois. À droite on devine encore la biodiversité plus riche de la forêt d'origine.

  • En modifiant les biotopes locaux.
  • L'érosion des sols, provoquée par le labourage profond, l'utilisation de pesticides, le défrichage, conduit au ruissellement des eaux de pluie, et à la stérilisation de ces sols.
  • La pollution des eaux de surface, via l'infiltration ou le ruissellement des produits phytosanitaires déversés sur les cultures, exerce des effets toxiques sur la faune, la flore, mais aussi sur la santé humaine.

Compte-tenu de l'importance des écosystèmes et des services qu'ils rendent, il est fondamental de les préserver, dans le cadre d'un développement durable.

C'est par la connaissance scientifique de ces écosystèmes (écologie scientifique) et des interactions et équilibres qui s'y produisent qu'il sera possible de poursuivre une exploitation rationnelle et respectueuse des ressources.