Université Oran1
Faculté des Sciences de la nature et de la vie Département de Biologie
L2 Sciences de la Nature et de la Vie Module : Plante et Environnement Prof :Dr CHAFI Mohammed El Habib Introduction :
L’Environnement :
C’est l’Ensemble des éléments physiques, chimiques ou biologiques, naturels et artificiels, qui entourent un être humain, un animal ou un végétal, ou une espèce.
L’écosystème :
Les êtres vivants d'une même espèce présents dans un lieu donné appelé aussi biotope, forment des populations (dont les individus peuvent être dispersés ou regroupés).
L'ensemble des populations d'espèces différentes représente une communauté vivante, ou biocénose.
Celle-ci comprend un nombre d'espèces plus ou moins grand suivant les conditions du milieu et l'ancienneté du peuplement.
L'ensemble, formé par un milieu physique (le biotope) et une communauté vivante (la biocénose), est un écosystème, élément de base de
l'environnement. Biome :
C’est un écosystème terrestre ou aquatiques caractéristiques de grandes zones biogéographiques soumises à un climat particulier.
Exemples : savane africaine, désert, forêt équatoriale, toundra, ...
« Ce module aide les étudiants de L2 à découvrir les différents climats, biotopes, biocénoses et écosystèmes du monde entier. »
I- Toundra
Toundra sur les plaines côtières de l'Alaska.
Caractéristiques
Superficie : 11 700 000 km2 (8,0 %)
Latitudes :
65° Sud à 45° Sud
55° Nord à 85° Nord
Climat : Subarctique et polaire
Localisation
La toundra, désigne l'un des quatorze grands biomes terrestres. C'est une formation végétale située dans les zones climatiques froides, polaires ou
montagnardes, constituée d'une strate végétale unique principalement composée de graminées, de carex, de lichens, de mousses et de diverses variétés
d'arbrisseaux. On distingue habituellement la toundra arctique, la toundra antarctique et la toundra alpine. Les deux premières sont influencées par un climat froid d'origine polaire tandis que le climat de la toundra alpine est lié à l'altitude.
La majeure partie de la toundra forme un cercle de plus de huit millions de km² autour des pôles, soit 6 % des terres émergées, la toundra se concentre
essentiellement dans l'hémisphère nord, au nord de la limite des arbres qui marque sa séparation avec la taïga (appelée aussi foret boréale :cours n°2). La toundra arctique est importante pour les peuples du Grand Nord qui y conduisent leurs rennes lors de leur migration estivale. Ces derniers y passent le court été arctique et se nourrissent massivement de lichens avant de
retourner dans la taïga au retour de la période hivernale. Géographie
Les toundras se trouvent principalement dans l’hémisphère nord, elles se situent à l'extrême nord de l'Asie, de l'Europe et de l'Amérique du Nord, dans les
hautes montagnes des latitudes moyennes et dans l'extrême sud de l'Océanie et de l'Amérique du Sud. On trouve la toundra
Situation géographique de la toundra.
En périphérie de l’Antarctique Au nord du Canada et de l’Alaska
Dans la quasi-intégralité de la Norvège
À l’extrême nord de la Finlande et de la Suède Sur toute la périphérie du Groenland
Au nord de la Russie.
Le climat
Les conditions climatiques rudes sont souvent marquées par un long hiver de gel, et une courte période végétative pendant laquelle la température moyenne ne dépasse pas 10 °C. La classification de Köppen ( La classification de Köppen est une classification des climats fondée sur les précipitations et les températures. C'est le
botaniste Wladimir Peter Köppen qui l'a inventée en 1900 . ) définit le climat de toundra à l'aide des deux critères suivants :
La saison d'été est très peu marquée
La température moyenne du mois le plus chaud est comprise entre 0 °C et 10 °C
Les précipitations, variables, ne dépassent pas en général 250 mm par année, ce qui donne un climat plutôt sec. L'eau tombe essentiellement sous forme de neige. Enfin, le vent y est le plus souvent violent et se nomme blizzard.
(Blizzard est un vent du nord, glacial, violent et accompagné de tempêtes de neige, qui souffle sur le Canada et le nord des États-Unis en hiver et au printemps).
C'est dans la zone de la toundra que l'on rencontre les pergélisols, des sols qui ne dégèlent qu'en surface. Ils sont jeunes et minces car peu de matières
organiques s'y sont déposées. Ils dégèlent en partie durant l'été. La flore :
La flore de la toundra constitue du sud au nord, des landes à arbustes de la famille des salicacées avec de nombreuses espèces de saules herbacés nains, des landes où se trouvent encore quelques arbres comme les bouleaux, puis des pelouses à cypéracées et joncacées, enfin des zones où la végétation n'est plus représentée que par des mousses et des lichens (certains consommés par les rennes). Toutes ces plantes ont une
croissance ralentie en raison des conditions climatiques extrêmes. Lichens et mousses :
Les lichens et mousses sont une source de nourriture pour les herbivores de toundra.
Fougères :
Les fougères ou Filicophytes (Filicophyta) forment une sous-division de cryptogames vasculaires.
Joncs :
La linaigrette dense, du genre Eriophorum. Poacées (Graminées) :
Fleurs :
La toundra compte environ 200 espèces de fleurs. Les stratégies pour résister au froid sont de plusieurs types :
- les plantes forment des tapis bas,
-elles développent des enveloppes laineuses autour des graines et leurs tiges sont pour la plupart velues.
-Certaines sont emblématiques : (caractéristiques ou typiques)
L'épilobe à feuilles larges (Epilobiumlatifolium) possède des fleurs remarquables rose violacé à quatre pétales et quatre sépales étroits.
Le lupin arctique (Lupinus articus), le lupin soyeux (Lupinus sericeus) le lupin d'Alaska ou lupin d'Écosse (Lupinus nootkatensis),
Le céraiste vulgaire (Cerastium fontanumBaumg),
Le thé du Labrador (Ledumdecumbens) fleurit également.
L'oxytrope de Maydell (Oxytropis maydelliana) présente des fleurs jaunes en grappes, la pyrole à grandes fleurs (Pyrolagrandiflora) des petites fleurs blanches elles aussi en grappes.
Plusieurs pavots, le pavot arctique ou pavot safrané (Papaver radicatum), ainsi que Papaver hultenii, Papaver keelei et Papaver cornwallisensis se développent sur la toundra.
La saxifrage à feuilles opposées Saxifraga oppositifolia aux fleurs roses est très résistant et répandu. Le séneçon orangéSenecio fuscatus, le myosotis alpin, la
saxifrage à flagelles et une pédiculaire Pediculariscapitata, une minuscule primevère Primulacuneifolia fleurissent aussi sur la toundra.
L'œillet marin ou gazon d’Olympe Armeriamaritima apparait dès la fonte des neiges.
La renoncule septentrionale a la caractéristique d'accumuler des éléments nutritifs durant plusieurs années avant de fleurir.
En Suède dans les îles Öland et Gotland poussent plus de 35 variétés d'orchidées. En Islande fleurissent entre autres la centaurée des montagnes (Centaurea montana), l'orpin rose (Rhodiola rosea), la gentiane des neiges (Gentiananivalis), le lychnis des Alpes (Lychnis alpina) et une plante carnivore la grassette commune (Pinguicula vulgaris).
Baies :
Les Canneberges, arbrisseaux à feuilles persistantes et rameaux minces et rampants ne dépassent pas 30 cm de haut .
D'autres baies sont présentes dont la ronce petit-mûrierRubuschamaemorus.
Biomasse :
Le sol de la toundra est pauvre et mince.
La biomasse de cet environnement est très faible à cause de la vitesse de
croissance lente des végétaux. Elle représente environ 5 tonnes par hectare et se situe dans le système racinaire.
Faune :
La faune est très bien adaptée aux conditions de vie. Elle porte le plus souvent une fourrure ou un plumage épais et blanc en hiver ainsi qu'une grosse couche de graisse pour se protéger du froid, du vent et de la glace. Le harfang des neiges et le tétras sont des oiseaux sédentaires qui réussissent à résister aux conditions climatiques.
Des hardes de grands ruminants exploitent aussi la toundra et migrent en fonction des ressources alimentaires. On peut citer les caribous en Amérique du Nord, les rennes en Eurasie, les bœufs musqués. Plusieurs milliers de rennes ont été introduits dans l'archipel sub-antarctiquefrançais des îles Kerguelen où ils vivent désormais à l'état sauvage. Les plus grandes hardes de caribous sauvages se trouvent en Alaska et dans le nord du Québec et du Labrador.
Les carnivores sont représentés par les ours blancs, les loups ou les renards polaires. Une partie de leur alimentation est constituée par des petits rongeurs appelés lemmings.
Le court été boréal est aussi l'occasion du développement d'insectes comme les moustiques et les papillons.
Effets du réchauffement climatique sur la toundra
L'écosystème de la toundra est fortement marqué par le froid hivernal, la
persistance d'un pergélisol estival et une saisonnalité marquée (soleil de minuit en été, qui allonge la durée de photosynthèse) peut être directement affecté par -le réchauffement (changement d'espèces et des rythmes biologiques),
- mais aussi par la fonte du pergélisol et stimule la pousse des racines tout en libérant de l'eau, du CO2, du méthane, du mercure, dans un contexte acide et
acidifiant, lequel exacerbe la circulation des éléments traces métalliques écotoxique et leur biodisponibilité.
On sait depuis les années 1980 que La toundra était naturellement un puits de carbone important, mais qu'elle perd cette capacité en se réchauffant : à
Barrow (Alaska), des blocs intacts de la toundra arctique côtière humide ont été utilisés comme microcosmes.
Une étude a montré que l'absorption nette de CO2 par le sol de la Toundra était
presque deux fois plus élevée aux températures estivales actuelles (4 °C) qu'à 8 °C. En outre une diminution de la nappe phréatique de seulement -5 cm dans le sol a eu un effet très nette diminution du stockage net de carbone dans cet écosystèmes.
Une étude (2016) a conclu que la toundra et la taïga sont les écosystèmes qui risquent de perdre le plus de carbone du sol d'ici 2100.
La faune et la flore de Toundra
Saxifraga
