Recyclage écologique

Définition

Le recyclage écologique est le mouvement et l'échange de matières organiques et inorganiques pour retourner à la production de matière vivante. Le processus est régulé par les chemins du réseau trophique qui décomposent la matière en nutriments minéraux dans le cycle des nutriments. Le cycle des nutriments est réalisé dans les écosystèmes.

Exemples de modes de recyclages écologiques :

Dans un recyclage écologique agricole, le compostage dans les systèmes agricoles tire parti de l'utilisation des services de recyclage des éléments nutritifs naturels (carbone, azote, phosphore, soufre...) dans les écosystèmes. Les bactéries, les champignons, les insectes, les vers de terre, les insectes et autres créatures creusent et digèrent le compost générant un sol fertile. Les minéraux et les nutriments contenus dans le sol sont à nouveau recyclés pour la production de grains.

Explications

Les écosystèmes sont des systèmes interconnectés dans lesquels la matière et l'énergie s'écoulent. Ils s'échangent en moyenne pour que les organismes se nourrissent, se digèrent et migrent. Les minéraux et les nutriments s'accumulent dans des configurations et des densités variables à travers la Terre. Les écosystèmes recyclent localement, incorporant des nutriments minéraux dans la production de biomasse et, à une plus grande échelle, participent à un système mondial dans lequel la matière est échangée et transportée à travers de grands cycles biochimiques, y compris agricoles.

Lors d'un recyclage écologique (ou biologique), les particules de matière recyclables sont recyclées par la biodiversité qui habite les détritus dans les sols, les réservoirs d'eau et les biofilms (y compris la poussière en suspension).

Les écologistes appellent le travail de la nature avec divers noms tels que recyclage écologique, recyclage organique, bio-recyclage, cyclisme, recyclage biochimique, recyclage naturel ou seulement comme recyclage. Alors que les cycles globaux biochimiques décrivent les mouvements et les échanges naturels de tous les types de particules de matière à travers les composants vivants et non vivants de la Terre, les cycles des éléments nutritifs font référence à la biodiversité au sein de la communauté de systèmes de les réseaux alimentaires qui renvoient des nutriments organiques ou de l'eau à la production.

La différence est une question d'échelle et de compartimentation avec les cycles des nutriments qui alimentent les cycles biogéochimiques globaux. L'énergie solaire circule dans les écosystèmes selon des chemins unidirectionnels et non cycliques, tandis que le mouvement des éléments nutritifs minéraux est cyclique.

Les cycles minéraux comprennent le cycle du carbone, le cycle du soufre, le cycle de l'azote, le cycle de l'eau, le cycle du phosphore et le cycle de l'oxygène, entre autres qui recyclent en permanence avec d'autres nutriments minéraux dans la nutrition écologique de production. Les cycles biogéochimiques globaux sont le produit d'un recyclage écologique localisé régulé par l'action de réseaux alimentaires qui déplacent les particules de matière d'une génération à l'autre. Les écosystèmes de la Terre ont recyclé de manière durable les nutriments minéraux pendant des milliards d'années.

Introduction

Le cycle des nutriments est le système de recyclage de la nature. Toutes les formes de recyclage ont des boucles de rétroaction qui utilisent de l'énergie pour retourner les matières à réutiliser. Le grand recyclage en écologie est largement réglementé pendant le processus de décomposition. Les écosystèmes utilisent la biodiversité dans les réseaux trophiques qui recyclent des matériaux naturels, tels que les nutriments minéraux, qui incluent également de l'eau. Le recyclage biologique dans les systèmes naturels est l'un des nombreux services fournis par les écosystèmes et contribue au bien-être de la société humaine.

Il y a beaucoup de chevauchement entre les termes cycle biogéochimique et cycle nutritif. De nombreux manuels intègrent les deux et semblent les utiliser comme s'il s'agissait de synonymes. Cependant, les termes sont souvent utilisés indépendamment. Le terme cycle des éléments nutritifs est le plus couramment utilisé en référence directe à l'idée d'un cycle intra-système, dans lequel l'écosystème fonctionne comme une unité.

D'un point de vue pratique, cela n'a aucun sens d'analyser un écosystème terrestre en considérant toute la masse d'air qui s'y trouve au dessus, ni la terre en dessous à de grandes profondeurs. Bien qu'un écosystème n'ait souvent pas de frontières claires, il est pratique de considérer la communauté fonctionnelle comme modèle de travail, là où se développe l'essentiel du transfert de matière et d'énergie. Le cycle des nutriments a lieu dans des écosystèmes qui participent aux "grands cycles biogéochimiques de la Terre par le biais d'un système d'intrants et de produits".

Cycle complet et fermé

Tous les systèmes recyclent. La biosphère est un réseau de matériaux et d'informations en recyclage continu, alternant cycles de convergence et de divergence. Au fur et à mesure que les matériaux convergent ou que leur qualité augmente, leur potentiel de promotion de tâches utiles augmente proportionnellement à leur concentration relative dans l'environnement. Au fur et à mesure de l'utilisation de leurs potentialités, les matériaux divergent ou sont dispersés dans l'environnement pour seulement être concentrés à un autre moment et à un autre site.

Les écosystèmes ont la capacité de recycler complètement. Le recyclage complet signifie que 100 % des déchets peuvent être reconstitués indéfiniment. Howard T. Odum a avancé cette idée en déclarant que "les systèmes écologiques et les systèmes géologiques ont démontré de manière fiable que tous les éléments et de nombreuses substances organiques peuvent être accumulés, sans limite de concentration, par les systèmes vivants pour des concentrations de croûtes ou de matériaux océaniques tant qu'il y a de l'énergie solaire ou autre énergie disponible". En 1979, Nicholas Georgescu-Roegen a proposé une quatrième loi sur l'entropie établissant qu'un recyclage complet est impossible. Malgré les contributions intellectuelles considérables de Georgescu-Roegen à la science de l'économie écologique, la quatrième loi a été rejetée sur la base d'observations sur le recyclage écologique. Cependant, certains auteurs affirment que le recyclage complet est impossible à cause des déchets technologiques.

Les écosystèmes procèdent au recyclage en boucle fermée lorsque la demande en éléments nutritifs qui alimentent la croissance de la biomasse dépasse l'offre provenant du système. Il existe des différences régionales et spatiales dans les rythmes de croissance et d'échange de matériaux, où certains écosystèmes peuvent avoir un déficit en éléments nutritifs (puits) tandis que d'autres ont un excès de ressources (ressources). Ces différences sont liées au climat, à la topographie et à l'histoire géologique sans tenir compte des origines différentes du matériau d'origine. En ce qui concerne une chaîne alimentaire, un cycle ou une boucle est défini comme "une séquence directe d'un ou de plusieurs liens qui commencent et se terminent dans la même espèce". Un exemple de ceci est la chaîne alimentaire microbienne dans l'océan, où "les bactéries sont exploitées et contrôlées par des protozoaires, y compris des microflagellés hétérotrophes qui sont à leur tour exploités par des ciliés. Cette activité alimentaire est accompagnée en excrétant des substances qui sont à leur tour utilisées par les bactéries, de sorte que le système fonctionne plus ou moins en circuit fermé".

Vrai recyclage biologique

✅ Un pourcentage élevé des éléments constitutifs de la matière vivante réside à tout moment dans le biote du monde. Étant donné que la quantité globale de ces éléments est limitée et que les taux de change entre les différentes composantes du biote sont extrêmement rapides par rapport aux époques géologiques, il est évident qu'une grande partie du même matériau est incorporée maintes et maintes fois sous différentes formes. Biologique De cette observation découle la notion qu'en moyenne, la matière (et certaines quantités d'énergie) participent aux cycles.

Utilisations

Un exemple de recyclage écologique est celui qui intervient lors de la digestion enzymatique de la cellulose. "La cellulose, l'un des composés organiques les plus abondants sur Terre, est le principal polysaccharide des plantes où elle fait partie de la paroi cellulaire. Les enzymes qui dégradent la cellulose participent au recyclage écologique naturel du matériel végétal". Différents écosystèmes peuvent avoir différents taux de recyclage des déchets, ce qui crée une rétroaction complexe sur des facteurs tels que la domination concurrentielle de certaines espèces végétales. Différents rythmes et modèles de recyclage écologique laissent un héritage d'effets environnementaux ayant des implications pour l'évolution future des écosystèmes.

Le recyclage écologique est courant en agriculture biologique, où la gestion des éléments nutritifs est fondamentalement différente des styles de gestion des sols utilisés par l'industrie agroalimentaire. Les fermes biologiques qui utilisent le recyclage des écosystèmes prennent en charge davantage d'espèces (niveaux de biodiversité plus élevés) et ont une structure de chaîne alimentaire différente. Les écosystèmes agricoles biologiques dépendent des services de la biodiversité pour le recyclage des éléments nutritifs dans les sols au lieu de recourir à des engrais synthétiques.

Le modèle d'agriculture de recyclage écologique répond aux principes suivants :

• Protection de la biodiversité.
• Utilisation d'énergies renouvelables.
• Recyclage des éléments nutritifs des plantes.

Ingénierie des écosystèmes

L'héritage persistant de rétroaction environnementale laissé par les activités écologiques des organismes ou en tant qu'extension de ceux-ci est appelé construction de niche ou ingénierie des écosystèmes. Même après leur mort, de nombreuses espèces ont un effet, telles que les squelettes de corail ou les modifications importantes apportées à l'habitat d'un cours d'eau dans une zone habitée par des castors, dont les composants sont recyclés et réutilisés par leurs descendants et d'autres espèces vivantes. un régime sélectif différent par le retour d'information et l'agence de ces effets hérités. Les ingénieurs des écosystèmes, par leurs actions, peuvent influer sur les taux d'efficacité du cycle des éléments nutritifs.

Par exemple, les vers de terre modifient de manière passive et mécanique la nature des sols naturels. Les corps des vers morts fournissent au sol des nutriments minéraux passivement. Les vers de terre modifient également mécaniquement la structure physique du sol lorsqu'ils se déplacent (bioturbation), digèrent les moisissures de la matière organique qu'ils retirent du matériel végétal mort présent dans le sol. Grâce à ces activités, les éléments nutritifs sont transportés dans les couches minérales du sol. Les débris de vers de terre créent des monticules de déchets contenant des matières non digérées dans lesquelles des bactéries et autres décomposeurs ont accès aux nutriments. Le ver de terre est utilisé dans ce processus et la production de l'écosystème dépend de sa capacité à créer des boucles de rétroaction dans le processus de recyclage.

Les crustacés sont également des ingénieurs de l'écosystème car :

1. ils filtrent les particules en suspension dans l'eau;
2. ils éliminent les nutriments en excès des baies côtières par dénitrification;
3. ils servent de protecteurs naturels du littoral en absorbant l'énergie des vagues et en réduisant l'érosion qui provoquerait des remous résultant du trafic de navires, de l'élévation du niveau de la mer et des tempêtes;
4. ils servent d'habitat pour les alevins de poisson qui sont importants dans les économies côtières.

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