Les écosystèmes : organisation structurelle, trophique, etc.

Résumé du document

Qu'est-ce qu'une approche systémique ?

Cybernétique (Grec kubernetes = pilote - gouverne)

- Wiener 1948
- "steady state" - communication

Théorie des systèmes

- Un ensemble d'éléments qui interagissent dynamiquement et sont organisés de façon à atteindre un BUT (...)

Extraits

[...] g C m-2 d Primary tertiary productivitiy Comparison of degradation rates of detritus Definitions STRUCTURE ET FONCTIONS DES ECOSYSTEMES INTRODUCTION ORGANISATION STRUCTURELLE ORGANISATION TROPHIQUE Structure trophique Chaînes et réseaux alimentaires Productivité ORGANISATION FONCTIONNELLE EVOLUTION SPATIALE EVOLUTION TEMPORELLE Units Total productivity Average for all estuarine systems = 256 g C m-2 yr-1 Upwelling areas = 300 g C m-2 yr-1 Coastal areas = 100 g C m-2 yr-1 ConsumptionC=P+R+G+U+Ftotal energy budgetAbsorptionAb=C-F=P+R+G+UAssimilationA=C-(U+F)=P+R+G Transfers between trophic levels Budget for ingested food C=P+R+G+U+F C=Ab+F Food chain efficiency P = BFn production of fish biomass of phytoplankton number of links The North Sea ecosystem Annual productions g C . y-1 Primary production and temperature Microphytobenthos mg C m-2 d-1 Temperature in upper sediment layer How to derive production? [...]

[...] Ecosystems are cybernetic and self-controlling. Biotopes reconciliate the divisive controversy between the population-community view (networks of interacting populations) and the process-function approach (biotic and abiotic components). The concept of the biotope (or biofacies) helps to determine the type and number of measurements, fequence, type of data set required. [...]

[...] It allows to select observations amongst many possibilities. FACTEURS ABIOTIQUES Lumière - photosynthèse Eau solide / liquide / gaz Température homéothermie / poïkilothermie Oxygène - respiration Salinité - adaptations Sol horizons + profile habitat BIOSPHEREpartie de la Terre ou la vieexiste zone of life) A l'intersection de Lithosphere Hydrosphere AtmosphereLes trois forment la : La biosphere une enveloppe terrestre recois l'energie du soleil une region ou l'eau liquide existe en quantites substantielles les organismes y elaborent des macromolecules organiques dispersees dans substrat aquatique Une interface entre phases liquide / solide / gazeuse de la matiere STRUCTURE ET FONCTIONS DES ECOSYSTEMES INTRODUCTION ORGANISATION STRUCTURELLE RESEAUX INTER-RELATIONS ORGANISATION TROPHIQUE ORGANISATION FONCTIONNELLE EVOLUTION SPATIALE EVOLUTION TEMPORELLE First law of thermodynamics energy is neither created nor destroyed but remains constant for the universe law of conservation Second law of thermodynamics tendency to maximum disorder entropy FLUX D'ENERGIE RELATIONS TROPHIQUES CYCLES BIOGEOCHIMIQUES Cycle de l'eau Cycle du carbone Cycle des nutriments Azote Phosphore Silice STRUCTURE ET FONCTIONS DES ECOSYSTEMES INTRODUCTION ORGANISATION STRUCTURELLE ORGANISATION TROPHIQUE Structure trophique Chaînes et réseaux alimentaires Productivité ORGANISATION FONCTIONNELLE EVOLUTION SPATIALE EVOLUTION TEMPORELLE Structure trophique AUTOTROPHES Système de production primaire Algues et plantes Utilisent l'énergie solaire et fabriquent les composé organiques Dioxyde de carbone Eau Nutriements HETEROTROPHES Consommateurs primaires (herbivores) et secondaires (prédateurs) Décomposeurs Invertébrés et bactéries Utilisent les DETRITUS et remettent en circulation l' énergie emmagasinée par les plantes STRUCTURE TROPHIQUE DE LA MER DU NORD Production primaire Photosynthesis A=O or A=S n CO2+2n A2+n H2O stepwise process electrons energised within chlorophyll electrons raised to higher energy level carbohydrate high-energy phosphate bonds adenosine triphosphate ATP energy rich compounds Primary production by phytoplankton and microphytobenthos in estuaries Rocky shore predators Gastropods Starfish Crabs Fish Birds Predator spectrum Wader feeding Size frequency of Melarhaphe neritoides eaten by rock pipits and turnstones Rock pipit Anthus spinoletta turnstones Arenaria interpres DECOMPOSEURS Consomment les détritus (organismes morts, faeces recyclent la matière organique et régénèrent les nutriments Constituent un réseau qui complète les réseaux constitués par les producteurs et les consommateurs LES DECOMPOSEURSUN ROLE ESSENTIEL Routes from macrophytes to other organisms STRUCTURE ET FONCTIONS DES ECOSYSTEMES INTRODUCTION ORGANISATION STRUCTURELLE ORGANISATION TROPHIQUE Structure trophique Chaînes et réseaux alimentaires Productivité ORGANISATION FONCTIONNELLE EVOLUTION SPATIALE EVOLUTION TEMPORELLE FOOD CHAINS & ENERGY TRANSFER Trophodynamic studies examine the factors which affect transfers of energy and materials between trophic levels (Lindeman 1942) unidirectional flow of energy size & generation time of organisms ecological efficiency 80-90% lost through respiration depends on number of trophic levels CHAINE ET RESEAU HYPOTHETIQUES COMPETITION Barrens in Alaska conservative states of the kelp forest / barrens system Seagrass, Lytechinus and predators. [...]

[...] It provides an adequate scale in space and time and leads to an explanation of macroscopic properties of coastal ecosystems like nutrient cycling. The concept provides a coherent and integrated conceptualisation of ecosystems. It is the level to work at. [...]

[...] E HAECKEL “oekologie” Interrelations entre organismes et environnement A G TANSLEY notion de “complexe” R L LINDEMAN aspects tropho-dynamiques E ODUM transfers d'énergie Aujourd'hui = DIVERSITE BIOLOGIQUE Qu'est-ce qu'une approche sytémique? Cybernétique (Grec kubernetes = pilote - gouverne) Wiener 1948 "steady state" - communication Théorie des systèmes Un ensemble d'éléments qui interagissent dynamiquement et sont organisés de façon à atteindre un BUT cellule = se diviser et se multiplier ecosystème = équilibre STRUCTURE ET FONCTIONS DES ECOSYSTEMES INTRODUCTION ORGANISATION STRUCTURELLE RESEAUX INTER-RELATIONS ORGANISATION TROPHIQUE ORGANISATION FONCTIONNELLE EVOLUTION SPATIALE EVOLUTION TEMPORELLE the end of 19th first half of the 20th century LA BIOCENOSE Facteurs biotiques ESPECE Interfécondité POPULATION Individus de la même espèce ECOTYPE COMMUNAUTE Populations qui interviennent au même niveau de l' écosystème LE BIOTOPE Facteurs abiotiques Synergies Previsions Pollution BIOSPHERE E SUESS 1875 V I VERNADSKY 1929 Nouvelle definition(Britannique) du "Biotope”: it combines habitat and community into the smallest physically defined unit supporting a more or less homogenous assemblage of species (Biomar-Life, 1995) In its new definition, the biotope is recognised as a fundamental organisational unit of the ecosystem. [...]