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Comprendre le fonctionnement et l’importance des écosystèmes
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“ Il n’est plus rare d’entendre parler des écosystèmes, notamment dans le cadre des politiques de sensibilisation à la nécessité de protéger notre environnement. ”
Devenu un peu fourre-tout, la notion d’écosystème n’est cependant pas toujours très bien comprise... De même que ses tenants et ses aboutissants.
Qu’est-ce donc qu’un écosystème ? De quoi est-il composé ? Comment fonctionne-t-il ? Et pourquoi est-il si important de le préserver ?
Zoom.
Qu’est-ce qu’un écosystème ?
Écosystème, définition et mise en perspective
Le terme “écosystème” est la contraction de “ecological system” (ou “système écologique” en français). Il a été inventé en 1935 par un botaniste britannique, Arthur George Tansley.
“ [Un écosystème] est constitué par un ensemble d’animaux, de plantes, de champignons et de micro-organismes interagissant les uns avec les autres et avec leur milieu (sol, air, climat, etc.). (...) L’ensemble des écosystèmes de la planète forme la biosphère. (Larousse) ”
Pour rappel, la biosphère compte parmi les multiples autres composantes du système terrestre, parmi lesquelles on distingue : l’atmosphère, l’hydrosphère, la biosphère, la géosphère et la cryosphère.
“ La science du système terrestre (SST) est un domaine d'étude relativement nouveau qui vise à comprendre la Terre en tant que système complexe en interaction. (...) Le SST combine diverses disciplines scientifiques, ce qui permet aux chercheurs d'analyser le passé de la Terre, de prédire son avenir et de comprendre l'impact global des actions humaines. (Studysmarter) ”
Écosystèmes, microécosystèmes et macroécosystèmes
Il est parfois difficile de comprendre ce à quoi le terme “d’écosystème” fait référence, car il s’applique aux grands ensembles naturels - tels que les océans ou les forêts - comme à des éléments beaucoup plus réduits, à l’image d’un simple étang.
Les notions de microécosystèmes et de macroécosystèmes (ou biomes) sont venus légèrement préciser les périmètres considérés. Néanmoins, la délimitation de ces termes ne fait pas toujours l’objet d’un consensus - notamment pour ce qui concerne les macrosystèmes.
La composition d’un écosystème
“ Tout écosystème est constitué par l'association de deux composantes en constante interaction l'une avec l'autre : le biotope et la biocénose. (Larousse) ”
Le biotope désigne toutes les composantes autres que les êtres vivants. Il s’agit de l’environnement physico-chimique dit “abiotique”, qui signifie “sans vie”. On parle aussi de composants non vivants ou abiotiques eux-mêmes.
La biocénose désigne l'ensemble des êtres vivants qui peuplent le biotope. Ce sont donc les composants vivants (dits biotiques).
Si cela vous semble très techniques, c'est normal. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de ces fameuses "composantes" qui devraient vous parler bien mieux.
🌡️
Biotope
Climat
Conditions météorologiques influençant l'écosystème (température, humidité, etc.).
🌬️
Biotope
Air
Gaz atmosphériques essentiels à la vie (oxygène, dioxyde de carbone, etc.).
💧
Biotope
Eau
Présence d'eau douce ou salée, indispensable pour les êtres vivants.
🪨
Biotope
Sol
Substrat sur lequel se développent les organismes (minéraux, nutriments, etc.).
☀️
Biotope
Lumière
Énergie solaire nécessaire à la photosynthèse et à la régulation thermique.
🦠
Biocénose
Bactéries
Micro-organismes jouant un rôle dans la décomposition et le recyclage des nutriments.
🌿
Biocénose
Végétaux
Producteurs primaires utilisant la lumière pour fabriquer leur énergie.
🍄
Biocénose
Champignons
Organismes décomposant la matière organique morte.
🦊
Biocénose
Animaux
Consommateurs primaires, secondaires et tertiaires (herbivores, carnivores, omnivores).
Le fonctionnement d’un écosystème
Les réseaux trophiques (ou relations trophiques)
Les êtres vivants d’un écosystème peuvent être réparties en “catégories fonctionnelles”. Autrement dit, en fonction du rôle que chacun joue dans l’échange de matière et d’énergie intervenant en permanence au sein des écosystèmes (nous y viendrons plus bas).
Il existe, dans tout écosystème, 3 niveaux trophiques : les producteurs, les consommateurs et les décomposeurs.
1) Les producteurs
Les producteurs incarnent le premier maillon de la majorité des chaînes alimentaires. Ils présentent la particularité d’être des autotrophes, c’est-à-dire qu’ils sont capables de fabriquer eux-mêmes la nourriture dont ils ont besoin pour vivre.
Les producteurs sont les végétaux, les algues et le phytoplancton.
Via la photosynthèse, ces derniers captent la lumière du Soleil et utilisent cette énergie pour transformer la matière inorganique (l’eau, les sels minéraux et le dioxyde de carbone) en matière organique.
2) Les consommateurs
Les consommateurs sont les organismes vivants qui se nourrissent d’autres organismes vivants pour vivre.
Les organismes vivants se répartissant en diverses catégories bien distinctes, les consommateurs eux-mêmes se distinguent en fonction des organismes vivants dont ils ont besoin pour s’alimenter.
Au sein d’un seul écosystème, il existe donc souvent plusieurs niveaux de consommateurs. On distingue :
- les consommateurs de premier ordre (ou consommateurs primaires), qui se nourrissent des végétaux. Ce sont les herbivores ;
- les consommateurs de second ordre (ou consommateurs secondaires), qui se nourrissent d’animaux herbivores. Ce sont des carnivores de premier ordre ;
- les consommateurs de troisième ordre (ou consommateurs tertiaires), qui se nourrissent d’animaux carnivores. Ce sont des carnivores de second ordre.
Il existe bien sûr des consommateurs qui se nourrissent à la fois d’animaux et de végétaux. Ce sont les animaux omnivores, qui interagissent donc avec plusieurs niveaux trophiques à la fois.
3) Les décomposeurs
Les décomposeurs sont les organismes vivants qui ont besoin de la décomposition de matière organique morte (végétaux, animaux, etc.) ou de déchets organiques en provenance de ces organismes (excréments, etc.) pour puiser de l’énergie.
On distingue :
- les détritivores, qui se nourrissent uniquement de détritus ;
- les transformateurs qui, comme leur nom l’indique, transforment totalement la matière organique en matière inorganique.
Par leur action, la matière organique est à nouveau transformée en matière inorganique. Matière inorganique qui peut donc être utilisée par les producteurs. C’est ce qu’on appelle le recyclage chimique.
Les flux de matière et d’énergie
La matière et l'énergie sont en circulation constante au sein des écosystèmes. Et ce, grâce au cycle qui voit interagir en permanence producteurs, consommateurs et décomposeurs.
Il existe néanmoins une différence entre la matière et l’énergie, dans la mesure où l’énergie ingurgitée par les différents maillons de la chaîne est partiellement consommée à chaque étape. Lorsqu’un lion mange une gazelle, par exemple, il profitera temporairement de cet apport en énergie, mais le consommera :
- via la production de chaleur essentielle à son propre organisme ;
- via la production de déchets organiques.
“ Il y a toujours une perte d’énergie d’un niveau trophique à un autre. (Alloprof) ”
Cette perte d’énergie explique que les pyramides écologiques (les illustrations de la chaîne alimentaire sous forme de pyramide) présentent une base beaucoup plus large que le sommet. On dit ainsi qu’il existe plus de biomasse végétale que de biomasse herbivore, par exemple.
NB : dans le cadre d’un écosystème, la biomasse désigne la masse d’êtres vivants présents au sein de ce dernier. À ne pas confondre avec la biomasse dite “bioénergie”, qui fait référence à la matière organique pouvant être utilisée pour produire des biocarburants, du chauffage, de l’électricité ou encore du biogaz.
Les niches écologiques
Les êtres vivants ne sont pas uniquement considérés au regard de leur rôle dans les échanges de matière et d’énergie.
La niche écologique d’un être vivant est établie en fonction :
- de son habitat, qui désigne l'ensemble du territoire au sein duquel l'espèce interagit pour se nourrir, se reposer, etc.
- de son alimentation ;
- de sa période d'activité, qui peut être diurne, nocturne, saisonnière, etc.
Pourquoi les écosystèmes sont-ils si importants ?
“ Les services que nous rendent ces écosystèmes sont hélas trop peu valorisés. Loin de relever de la théorie ou de quelque chose qui nous serait difficilement constatable, les bénéfices dont nous profitons font partie intégrante de notre quotidien. ”
Dans l’ensemble, on peut classer les services rendus par nos écosystèmes en quatre grandes catégories :
- les services d’approvisionnement en matière et matériaux, à l’image de la nourriture mais aussi de l’eau, des matériaux de construction, des fibres naturelles ou encore des plantes médicinales ;
- les services de régulation, tels que celui de la régulation du niveau de CO2 dans l’air par l’intermédiaire des puits de carbone que sont les forêts et les océans ;
- les services culturels, car certains secteurs comme le tourisme reposent grandement sur la valorisation du patrimoine naturel créé par ces écosystèmes ;
- les services de soutien, qui permettent à notre planète de maintenir des conditions favorables à la vie sur Terre (via la production d’oxygène, par exemple).
“ A priori, on pourrait penser que les services d’approvisionnement et culturels sont ceux dont la disparition nous affecterait le plus sérieusement en tant qu’êtres humains, car ce sont ceux dont on constate le plus facilement l’existence dans le cadre de notre quotidien. Mais ne nous y trompons pas : les services de régulation et de soutien ne sont pas plus secondaires, bien au contraire. ”
Un exemple ? L’endommagement de nos puits de carbone naturels - qui porte atteinte à un service de régulation ô combien important. Ces véritables pompes à carbone créées par la nature (et qui permettaient jusqu’ici de réguler le niveau de dioxyde de carbone (CO2)) ont été saturées par l’excès des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine.
Résultat : leur capacité d'absorption se trouve entravée, alors que nous n’avons jamais eu autant besoin d’elle. Car pour combattre le réchauffement climatique, nous devons impérativement réduire nos émissions de gaz à effet de serre (GES).
Pire : outre le fait que nous avons saturé ces puits, certaines conséquences du changement climatique les menacent directement. C’est le cas des incendies de forêt notamment, rendus plus probables par les épisodes de sécheresse. Incendies qui, lorsqu’ils consument les arbres faisant les frais de ces tragédies, relâchent par là même les quantités de CO2 que ces arbres avaient absorbé tout au long de leur existence... À un moment où nous avons tout sauf besoin de voir des bonus additionnels de dioxyde de carbone venir s’ajouter à notre atmosphère déjà saturée.
Le réchauffement climatique n’est cependant pas la seule menace pesant sur les écosystèmes. Pollution, urbanisation à l’excès, surexploitation des ressources naturelles… Les conséquences sont déjà là, notamment sur la biodiversité.
“ Depuis la révolution industrielle, de multiples pressions d'origine humaine menacent la biodiversité : la destruction des habitats liée aux changements d'usage des terres et des mers ; la surexploitation d'espèces sauvages et de ressources liée à la surpêche et à la déforestation ; le changement climatique ; la pollution de l'eau, de l'air et des sols, et l'introduction d'espèces exotiques envahissantes. (Ministère de la Transition Écologique) ”
Selon l’ONG WWF, entre 1970 et 2018, “les populations de vertébrés étudiés sur plusieurs décennies - poissons, oiseaux, mammifères, amphibiens et reptiles - ont chuté de 69 % en moyenne”.
Et les perspectives ne sont pas rassurantes. Rappelons que les écosystèmes incarnent de longues chaînes au sein desquelles chaque élément dépend des autres pour survivre…
Dans ce contexte, les spécialistes sont particulièrement anxieux vis-à-vis d’une forme “d’effet domino” que pourraient entraîner un phénomène d’extinctions massives. Un scénario qui n’a rien d’improbable.
“ Dans un rapport de l'ONU publié en 2019, des scientifiques ont souligné qu'un million d'espèces, sur un total estimé à 8 millions, est menacé d'extinction. La plupart d’entre elles disparaitront dans les décennies à venir. Certains chercheurs considèrent même que nous sommes en train de vivre la sixième d'extinction de masse de l’histoire de notre planète. Les extinctions de masse connues précédemment ont anéanti entre 60 % et 95 % des espèces, ce qui demande des millions d'années aux écosystèmes pour s’en remettre. (Parlement européen, 16 janvier 2020) ”
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Comment préserver les écosystèmes ?
La bonne nouvelle, c’est que nous pouvons véritablement prendre des mesures pour tâcher de protéger ce qui peut encore l’être. Alors ne tardons pas.
À l’échelle collective
Créer et renforcer les zones protégées
En savoir +
Les zones protégées comme les parcs nationaux ou réserves naturelles contribuent à la conservation de la biodiversité en accueillant et protégeant des espèces menacées.
Promouvoir la restauration écologique
En savoir +
Des écosystèmes dégradés peuvent être restaurés. La “Grande Muraille Verte” en Afrique en est un exemple avec la reforestation ou la réhabilitation de zones humides.
Organiser la transition énergétique
En savoir +
Réduire la dépendance aux énergies fossiles et développer les énergies bas carbone permet de limiter le réchauffement et ses impacts sur les écosystèmes.
Lutter contre la pollution
En savoir +
La pollution sous toutes ses formes menace les écosystèmes. Réduire la pollution plastique, chimique ou atmosphérique est essentiel pour leur préservation.
À l’échelle individuelle
Réduire son empreinte carbone
En savoir +
Consommer local, éviter la surconsommation, privilégier les transports doux… Tous ces gestes réduisent notre impact personnel sur le climat et les écosystèmes.
Limiter et trier ses déchets
En savoir +
Réduire les emballages, recycler, composter… Des actions simples mais efficaces peuvent limiter la pollution des sols et de l’eau par les déchets.
Consommer de manière responsable
En savoir +
Choisir des produits issus de filières durables (comme le bois certifié FSC) permet de soutenir des pratiques respectueuses des écosystèmes et de leurs ressources.
Bibliographie
Écosystème, Larousse, https://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/écosystème/45649
The ecosystem—movements, connections, tensions and translations, ScienceDirect, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016718515000792
Systèmes terrestres, Studysmarter, https://www.studysmarter.fr/resumes/science-de-lenvironnement/environnement-vivant/systemes-terrestres/
Les relations trophiques et le flux de matière, Alloprof, https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/les-relations-trophiques-et-le-flux-de-matiere-s1027
Biomasse, Actu-environnement, https://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/biomasse.php4
La niche écologique, Alloprof, https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/la-niche-ecologique-s1183
Qu’est-ce qu’un puits de carbone ? Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/actualites-ecologie/qu-est-ce-qu-un-puits-de-carbone
Tout savoir sur le réchauffement climatique, Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/actualites-ecologie/tout-comprendre-sur-le-rechauffement-climatique
Érosion de la biodiversité, Ministère de la Transition Écologique, https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/edition-numerique/la-france-face-aux-neuf-limites-planetaires/5-erosion-de-la-biodiversite
Le rapport Planète Vivante du WWF révèle une baisse dévastatrice de 69% des populations d'animaux sauvages vertébrés en moins de cinquante ans, WWF, https://www.wwf.fr/vous-informer/actualites/le-rapport-planete-vivante-du-wwf-revele-une-baisse-devastatrice-de-69-des-populations-danimaux
Perte de la biodiversité : quelles en sont les causes et les conséquences ? Parlement européen, https://www.europarl.europa.eu/topics/fr/article/20200109STO69929/perte-de-la-biodiversite-quelles-en-sont-les-causes-et-les-consequences
Empreinte carbone : définition, calcul et réduction, Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/guide-entreprise/empreinte-carbone-definition-methode-calcul