Fonctionnement des écosystèmes

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INVASIONS BIOLOGIQUES ET FONCTIONNEMENT DES ÉCOSYSTÈMES ; CARACTÉRISATION DES IMPACTS ÉCOLOGIQUES LIÉS AUX ESPÈCES INVASIVES

INVASIONS BIOLOGIQUES ET FONCTIONNEMENT DES ÉCOSYSTÈMES ; CARACTÉRISATION DES IMPACTS ÉCOLOGIQUES LIÉS AUX ESPÈCES INVASIVES

Pour conclure, les recherches menées jusqu’à présent afin d’évaluer les impacts écologiques liés aux invasions biologiques fournissent des bases de connaissances importantes. Il est désormais capital d’y intégrer d’autres facteurs biologiques et écologiques pour mieux appréhender les effets des espèces invasives sur la structure des communautés, des réseaux trophiques mais également sur le fonctionnement des écosystèmes (Strayer, 2012 ; Hulme et al., 2013). Des approches expérimentales doivent être menées afin de mieux comprendre la contribution relative des différentes facettes des changements globaux, tels que la pollution ou le réchauffement climatique, sur les impacts écologiques observés. En effet, les habitats fortement pollués ou plus généralement perturbés, favoriseraient l’installation des espèces introduites. Cette hypothèse suggère une meilleure capacité des espèces introduites à faire face aux polluants et aux différents stress environnementaux causés par les activités anthropiques. Enfin, de nombreux impacts sur l’écosystème sont extrêmement ‘discrets’, et restent bien souvent méconnus et/ou non caractérisés, notamment lorsqu’ils mettent en jeu les micro-organismes. La mise en place de nouvelles interactions biotiques telles que la compétition et la prédation entre espèces natives et introduites au sein des communautés envahies peut à son tour causer une modification de la structure des communautés et des réseaux trophiques. Il sera donc important à l’avenir d’intégrer une dimension temporelle aux mesures d’impact, afin d’identifier dans quelles conditions ces impacts persistent, s’accentuent ou au contraire diminuent, suite aux changements écologiques et évolutifs des individus de l’espèce introduite, ou de la communauté envahie (Strayer et al., 2006).
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Fonctionnement des écosystèmes, développement économique et social, et changement climatique : quelles interactions ?

Fonctionnement des écosystèmes, développement économique et social, et changement climatique : quelles interactions ?

Michel Trommetter 1 Contexte général Depuis les travaux du Millenium Ecosystem Assesment en 2006, plusieurs types de services ont été identifiés comme étant directement liés au fonctionnement des écosystèmes. Le premier d’entre eux est le service d’auto entretien : la biodiversité est d’abord utile à elle- même : cycle des nutriments, entretien des sols, production primaire... En effet, c’est de l’efficacité écologique de cet auto entretien que dépend le bon fonctionnement de l'écosystème, dont dépendront ensuite le niveau et la qualité de services que pourront retirer les humains de la biodiversité de manière payante ou gratuite : approvisionnement (matières premières, alimentation, …) , régulation (de l’air, des sols, de l’eau, du climat global et local) et culturel (beauté des paysages, religions et cultures traditionnelles, …).
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Variabilité intraspécifique chez les espèces invasives et ses conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques

Variabilité intraspécifique chez les espèces invasives et ses conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques

10 Les relations trophiques sont au cœur du fonctionnement de l'écosystème (Lindeman 1942). La quantification des flux d'énergie établis lors des interactions trophiques entre les organismes, qui constituent la structure du réseau trophique, permet de mieux appréhender le fonctionnement global de l'écosystème (Thompson et al. 2012a). Un réseau trophique peut être caractérisé par deux dimensions: l'une verticale correspondant au niveau trophique occupé par chaque individu au sein de la chaîne alimentaire et l'autre horizontale représentant l’occupation des niches écologiques au sein des groupes trophiques (Duffy et al. 2007). Ces dimensions sont définies au niveau des espèces (longueur de la chaine trophique et nombre d'espèce au sein d'un même niveau trophique) mais sont également pertinentes pour décrire les variations de traits trophiques au niveau intra-spécifique. Par exemple, des variations du degré d'omnivorie (propension à s’alimenter à plusieurs niveaux trophiques) au sein d'une espèce peut conduire à des changements de niveau trophique (dimension verticale) mais également le degré de généralisme dans l’utilisation des ressources (dimension horizontale) au sein de populations. De plus, des études ont mis en évidence des conséquences de modifications de la structure verticale (e.g., perte des prédateurs; Pace et al. 1999, Estes et al. 2011) et/ou horizontale (e.g., augmentation de la richesse spécifique au sein d'un niveau trophique; Cardinale et al. 2002) des réseaux trophiques sur le fonctionnement des écosystèmes en se focalisant sur les effets directs des consommateurs et les effets en cascade qui en découlent (Suraci et al. 2016). Cependant les consommateurs peuvent également intervenir indirectement dans la dynamique du cycle des nutriments (Schmitz et al. 2010) et l'étude des relations trophiques pourraient permettent de renforcer nos connaissances sur les mécanismes indirects impliqués dans la régulation des processus écosystémiques par les consommateurs.
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Fonctionnement des écosystèmes et invasions biologiques : importance de la biodiversité et des interactions interspécifiques

Fonctionnement des écosystèmes et invasions biologiques : importance de la biodiversité et des interactions interspécifiques

La taille des compartiments et les flux de matière et d’énergie peuvent être ca- ractérisés par leur valeur moyenne et par leur variabilité temporelle. La notion de stabilité est donc souvent considérée comme l’une des composantes du fonctionne- ment des écosystèmes. Les études portant sur la relation entre structure de l’écosys- tème (diversité, connectance des interactions) et stabilité de l’écosystème, utilisent principalement trois mesures de stabilité possibles (figure 9). La résistance d’un sys- tème est sa capacité à se maintenir face à une perturbation (incendie, inondation, glissement de terrain, déboisement, introduction d’une espèce invasive, etc.), elle est donc inversement corrélée avec les changements observés dans l’écosystème après la perturbation (changement de productivité, perte de biodiversité, etc.). La résilience mesure la rapidité du système à retourner à un état d’équilibre après une perturba- tion (Pimm 1984). La variabilité temporelle correspond à l’importance des variations (caractérisées par leur amplitude et leur éventuelle périodicité) d’une propriété au cours du temps : elle peut être quantifiée par la variance temporelle ou l’écart-type de cette propriété, ou bien le coefficient de variation temporelle (rapport écart-type / moyenne temporelle). Ainsi, les études portant sur la relation entre structure et fonctionnement des écosystèmes s’intéressent à l’amplitude (valeur moyenne) ou à la stabilité temporelle de certains processus et propriétés écosystémiques.
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Fonctionnement des écosystèmes, développement économique et social, et changement climatique : quelles interactions ?

Fonctionnement des écosystèmes, développement économique et social, et changement climatique : quelles interactions ?

Michel Trommetter 1 Contexte général Depuis les travaux du Millenium Ecosystem Assesment en 2006, plusieurs types de services ont été identifiés comme étant directement liés au fonctionnement des écosystèmes. Le premier d’entre eux est le service d’auto entretien : la biodiversité est d’abord utile à elle- même : cycle des nutriments, entretien des sols, production primaire... En effet, c’est de l’efficacité écologique de cet auto entretien que dépend le bon fonctionnement de l'écosystème, dont dépendront ensuite le niveau et la qualité de services que pourront retirer les humains de la biodiversité de manière payante ou gratuite : approvisionnement (matières premières, alimentation, …) , régulation (de l’air, des sols, de l’eau, du climat global et local) et culturel (beauté des paysages, religions et cultures traditionnelles, …).
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Conséquences des invasions végétales sur le fonctionnement des écosystèmes riverains fluviaux

Conséquences des invasions végétales sur le fonctionnement des écosystèmes riverains fluviaux

Jusqu’à présent, l’analyse des conséquences fonctionnelles des invasions a abouti à l’identification d’une grande diversité de mécanismes, s’exprimant à des échelles de temps et d’espace variées, et à l’origine de modifications d’intensité variable (Ehrenfeld 2010). Toutefois, certains mécanismes, ou tout du moins certaines combinaisons de mécanismes et d’efficacité de réalisation des processus semblent, pour le moment, peu observés chez les espèces introduites. Par exemple, aucune plante introduite n’a, à ma connaissance, été identifiée comme une espèce clé de voute ("keystone species", Mills et al. 1993), c’est-à-dire une espèce dont l’influence sur la structure des communautés et/ou les fonctions écologiques est disproportionnée par rapport à son abondance. Ce constat est très certainement dû à un artefact méthodologique qui pousse les scientifiques et le reste de la société à concentrer leurs intérêts sur les espèces reconnues comme envahissantes et donc très abondantes dans les communautés. Si cette approche reste pertinente, car fondée sur le rôle charnière des espèces dominantes pour la structuration des communautés et le fonctionnement des écosystèmes, elle ne permet pas une vision complète des implications fonctionnelles des introductions d’espèces. Ainsi, il reste possible, à l’image des espèces autochtones rares ou minoritaires (e.g. Mills et al. 1993; Walker et al. 1999; Lyons & Schwartz 2001; Lyons et al. 2005), qu’une espèce introduite non-envahissante ait une influence significative sur le fonctionnement d’un écosystème.
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Analyse du rôle des composantes de la diversité sur le fonctionnement des écosystèmes marins benthiques intertidaux

Analyse du rôle des composantes de la diversité sur le fonctionnement des écosystèmes marins benthiques intertidaux

RÉSUMÉ Les changements climatiques et une forte utilisation des habitats par l’Homme sont à l’origine de nombreux bouleversements environnementaux. Ces perturbations provoquent une perte de la biodiversité. Plusieurs travaux de recherches ont démontré un impact négatif de la perte de biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes et par conséquent, sur les services rendus à l’Homme par la biodiversité (c.-à-d. pêcherie, agriculture, dépollution de l’eau et air, capture de CO 2 , etc.). L’étude du fonctionnement des écosystèmes et l’importance de la diversité dans le maintien des processus écologiques revêtent d’une toute nouvelle importance. La zone benthique intertidale possède une diversité appréciable, est facile d’accès et les espèces vivantes y sont facilement manipulables. Selon les scénarios actuels d’Ouranos et du GIEC, des bouleversements majeurs d’origines anthropologiques vont y provoquer une disparition des glaces de mers, à une augmentation du niveau et de la température de l’eau ainsi qu’une forte érosion des berges dans les prochaines décennies. Tous ces changements vont avoir un impact sur la dynamique et la structure des communautés benthiques intertidales. Pourtant, le fonctionnement de ces communautés reste encore peu connu. Ce projet de recherche tente d’approfondir les relations entre le fonctionnement (stabilité, établissement et productivité) des communautés benthiques intertidales et les facteurs de richesse, d’abondance (équitabilité, dominance) et d’identité des espèces. Pour ce faire, trois études ont été élaborées. La première étude porte sur le rôle de la richesse et de l’équitabilité sur la stabilité temporelle des communautés benthiques : suivi sur 2 ans des communautés naturelles. La seconde étude porte sur l’impact d’un changement de richesse, d’équitabilité, d’identité et d’abondance
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Apport de la modélisation tridimensionnelle pour la compréhension du fonctionnement des écosystèmes lacustres et l'évaluation de leur état écologique

Apport de la modélisation tridimensionnelle pour la compréhension du fonctionnement des écosystèmes lacustres et l'évaluation de leur état écologique

L’objectif principal de cette thèse est de montrer l’apport de la modélisation 3D d’une part à la compréhension des hétérogénéités spatio-temporelles observées dans les lacs, y compris des plans d’eau de petite taille, et d’autre part à l’évaluation de la qualité des plans d’eau réalisée dans le cadre d’une surveillance réglementaire ou patrimoniale, telle que la DCE. Comme il existe peu d’applications de la modélisation 3D sur des petits lacs qui entrent dans la DCE et que ce type de plans d’eau est très répandu en France, le premier objectif de cette étude est d’évaluer les capacités d’un modèle 3D à reproduire le fonctionnement hydrodynamique d’un petit lac, le lac de Créteil (42 ha). En effet, 98% des plans d’eau français mesurent moins de 50 ha et représentent 35% de la superficie totale de l’ensemble des lacs. De plus, parmi les 2% des plans d’eau supérieurs à 50 ha, 49% mesurent entre 50 à 100 ha et 17% entre 50 à 60 ha. Les résultats de cette modélisation pourraient contribuer à la définition d’un protocole de suivi de ces plans d’eau de petite taille qui ont un fonctionnement différent des grand lacs. Un lac de grande taille, le Léman qui est suivi dans le cadre de la DCE, constitue le deuxième site d’étude de la thèse. Sur le site du Léman, le deuxième objectif de la thèse est d’illustrer la manière dont la modélisation 3D contribue à la compréhension du fonctionnement d’un plan d’eau par l’interprétation d’hétérogénéités spatio-temporelles observées grâce à des images satellitaires. Enfin, le troisième objectif est de montrer l’apport de la modélisation 3D dans l’évaluation des incertitudes de l’estimation de l’état d’un plan d’eau d’après le protocole DCE. Pour cela, une méthode a été développée et appliquée aux résultats des simulations numériques écologiques du Léman.
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Évaluation intégrée des impacts des prélèvements de biomasse forestière sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes

Évaluation intégrée des impacts des prélèvements de biomasse forestière sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes

Research , 2012a ), et de groupes de travail comme TEBIS (réseau sur les Traits Écologiques et Biologiques des organIsmes du Sol ( French Foundation for Biodiversity Research , 2012b )) permettra certainement de promouvoir l’écologie fonctionnelle pour l’étude des invertébrés, avec des données de qualité. Un plus grand nombre de traits documentés et d’études réalisées permettraient également de faire avancer les connaissances sur les liens entre structure fonc- tionnelle, structure des réseaux, et fonctionnement de la communauté. Les chapitres 2 et 3 de ce doctorat ont permis d’avancer dans cette direction, mais nous étions limités par la disponi- bilité en traits, comme dit précédemment, mais aussi en interactions aux niveaux trophiques inférieurs. La documentation des traits devrait idéalement se faire en parallèle à la documen- tation d’interactions à l’aide de contenus stomacaux, d’analyses isotopiques, et d’expériences de cafétéria, comme l’ont fait Brousseau et al. ( 2018 ), par exemple. En ce qui concerne les in- teractions prédateur-proie, nous suggérons principalement de documenter les traits relatifs à la vulnérabilité des proies, tels que les défenses chimiques et physiques, et les capacités de fuite, mais aussi les traits relatifs aux capacités et à l’efficacité de prédation tels que les stratégies de chasse et la morphologie des pièces buccales. Les traits relatifs à la composition chimique, comme les composés phénoliques, et les enzymes possédées par les consommateurs, ainsi que leurs pièces buccales, semblent être les propriétés ayant le plus grand potentiel explicatif des interactions plante-herbivore, et détritus-détritivore. La connaissance des traits qui affectent la complémentarité entre détritivores, fungivores, et herbivores permettrait de mieux comprendre comment les changements environnementaux peuvent affecter le fonctionnement des écosys- tèmes. Certaines études sont allées dans cette direction, en utilisant des microcosmes, mais ne discriminaient pas les espèces par leurs traits au sens propre du terme ( Hedde et al. , 2010 ;
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Intégration théorique de la biogéographie et du fonctionnement des écosystèmes

Intégration théorique de la biogéographie et du fonctionnement des écosystèmes

In the Escuminac assemblage, the general scheme of the linear relationship between predator and prey total length shows a triangular structure : prey eTL range and prey eTL mean increase[r]

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Analyse du rôle des composantes de la diversité sur le fonctionnement des écosystèmes marins benthiques intertidaux

Analyse du rôle des composantes de la diversité sur le fonctionnement des écosystèmes marins benthiques intertidaux

The identity effect among subcanopy species and results of the richness effect for s umm ed values (overyielding by calcu l ation) are not included in the. meta-analysis[r]

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Rôle du régime de perturbations sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes marins

Rôle du régime de perturbations sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes marins

Séguin A, Harvey É, Archambault P, Gravel D (2011) Species identity and richness efficiently predict the impact of biodiversity loss on ecosystem functioning in compl[r]

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Complémentarité par interactions : un nouveau mécanisme en biodiversité et fonctionnement des écosystèmes

Complémentarité par interactions : un nouveau mécanisme en biodiversité et fonctionnement des écosystèmes

effets de biodiversité comme une productivité accrue par rapport à des monocultures. Nous proposons donc un nouveau mécanisme permettant d'expliquer les effets de biodiver[r]

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Socio-écosystèmes des territoires urbains et  artificialisés

Socio-écosystèmes des territoires urbains et artificialisés

3 Rôles de la biodiversité dans le fonctionnement des écosystèmes urbains et artificialisés Les rôles de la biodiversité dans le fonctionnement des socio-écosystèmes urbains et ar- tificialisés sont de nature multiple bien que distincts des rôles qui ont été identifiés pour les autres SES traités dans les chapitres précédents du rapport Ecobiose. En effet, les so- cio-écosystèmes urbains ne sont pas des systèmes de production comparés aux autres SES, même si l’agriculture urbaine que nous aborderons brièvement est de moins en moins anecdotique depuis plusieurs années. Si la présence de la biodiversité au travers de l’exis- tence d’espaces verts, qu’ils soient naturels ou récréés par l’Homme, joue un rôle majeur dans cet écosystème en terme de bien-être humain (voir section 4), il a été montré que la biodiversité supporte également des services d’approvisionnement et de régulation. L’agri- culture urbaine est une agriculture très diversifiée et développée sur des surfaces réduites qui s’appuie beaucoup sur la biodiversité des espèces cultivées. La diversité floristique des espaces verts aménagés, des potagers ou encore des espaces naturels persistant en mi- lieu urbain offre également des ressources florales pour de nombreux insectes, en particu- lier les pollinisateurs, que ce soient les pollinisateurs sauvages ou l’abeille domestique. La biodiversité assure également en milieu urbain un rôle important dans les services de ré- gulation, améliorant les conditions de vie des citadins. De nombreux travaux montrent les effets bénéfiques de la biodiversité, notamment végétale, sur plusieurs services incluant l’épuration de l’eau, de l’air et des sols ainsi que l’atténuation des îlots de chaleur.
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Esthétique et biodiversité des écosystèmes sous-marins

Esthétique et biodiversité des écosystèmes sous-marins

DISCUSSION 1 - Discussion des résultats Les résultats concernant l’étude de la valeur esthétique à l’échelle spécifique montrent que les préférences esthétique peuvent aussi être profondément déconnectées du fonctionnement des systèmes écologiques, et suggèrent que la valeur esthétique d’une ou plusieurs espèces attractives n’est pas en lui-même un élément de prise de décision pertinent en faveur de la conservation. Les attributs visuels les plus attractifs sont partagés par des espèces généralement proches écologiquement, suggérant une gamme de préférences esthétiques restreintes. Ce biais taxonomique, bien que déjà connu pour certaines espèces, (Bonnet 2002; Knight 2008), nécessite toutefois d’être mesuré plus globalement afin de promouvoir des efforts de recherche et de conservation tournés vers les espèces moins attractives. Ce biais a des origines évolutives, et est influencé par le contexte culturel (Coss & Moore 1994; Kellert & Wilson 1995a). Comprendre sa nature pourrait aider à reconnecter les préférences esthétiques aux fonctionnements écologiques (Gobster et al. 2007) et renforcer les comportements favorables à la conservation de la biodiversité. L’importance de la diversité en espèces sur la perception humaine des paysages est de plus en plus étudiée et comprise, (Wong et al. 2015) cependant aucune étude à notre connaissance n’a eu encore pour but de mesurer les relations entre l’attractivité des espèces, le fonctionnement des écosystèmes et la motivation pour la conservation. Cette étape pourrait être cruciale pour le développement de programmes de conservation opérationnels basés sur la perception humaine des écosystèmes. Par exemple, le fait d’augmenter les connaissances du grand public et la compréhension des rôles écologiques pourrait créer une expérience esthétique positive (Monroe et al. 2007; Parsons & Carlson 2008), modifiant ainsi les biais cognitifs liés à la culture (LaBar & Cabeza 2006).
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L'anthropisation du paysage et ses impacts sur les écosystèmes forestiers

L'anthropisation du paysage et ses impacts sur les écosystèmes forestiers

(a) dominance de la forêt; (b) début du développement de l’agriculture; (c) co-dominance forêt- agriculture; (d) augmentation de la dominance de l’agriculture; (e) dominanc[r]

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Sensibilité des écosystèmes montagnards aux invasions exotiques

Sensibilité des écosystèmes montagnards aux invasions exotiques

l’éboulis était la première année environ deux fois plus importante que dans la prairie (Figure 3), tandis que dans la zone montagnarde, la croissance était inferieure d’environ 15 % p[r]

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Caractérisation de l'auto-organisation et de la complexité des écosystèmes

Caractérisation de l'auto-organisation et de la complexité des écosystèmes

The complexity of the temporal dynamics of the ecosystems is characterized using information-based measures applied to time senes of carbon dioxide concentration.. The transformation of [r]

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Les enjeux de l'observation des écosystèmes de services pour le designer

Les enjeux de l'observation des écosystèmes de services pour le designer

L’être humain n’a cessé d’évoluer et d’apporter des modifications à son milieu de vie. «Tout être vivant vit dans un rapport d’échange avec l’extérieur, mais l’être humain s’avère souvent mal adapté à son environnement. Il lui faut modifier son monde, prendre un contrôle sur son milieu» (E. Husserl d’après ROUSSEAU 2011 : 79). L’impact des activités humaines sur l’environnement se trouve être de plus en plus important. La forte influence de l’humain sur son milieu mène à une profonde transformation de ce dernier. Les écosystèmes naturels en ressortent grandement modifiés, voire parfois détruits. L’urbanisme, par exemple, démontre l’évolution de nos sociétés et marque clairement les changements générés dans le rapport qu’entretient l’individu avec son milieu. La notion d’écosystème rayonne donc désormais plus largement et ne limite plus uniquement à son contexte premier, à savoir écologique. On parle aujourd’hui d’écosystèmes urbains, économiques, sociopolitiques ou encore numériques (E-RSE 2018), mais également d’écosystème de services. Ce dernier désigne un environnement générateur de services, créé par l’humain pour l’humain. Des relations vont alors avoir lieu, entre les usagers, les dispositifs, ainsi que les acteurs connexes du service (DESCLAUX 2019).
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Effet de la neige artificielle sur des écosystèmes montagneux.

Effet de la neige artificielle sur des écosystèmes montagneux.

Cette étude a aussi démontré que même si les chimies des eaux de fonte provenant de la neige artificielle et de la neige naturelle sont très différentes, il ne semble pa[r]

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