Agroécosystème

Définition

L'agroécosystème, l'agrosystème ou l'écosystème agricole, est caractérisé comme un écosystème soumis par l'homme à des modifications continues de ses composants biotiques et abiotiques pour la production d'aliments et de fibres.

Ces modifications affectent pratiquement tous les processus étudiés par l'écologie. Ils vont du comportement des individus, à la fois de la flore et de la faune, et de la dynamique des populations à la composition des communautés et aux flux de matière et d'énergie. Les cycles biogéochimiques interviennent pour une grande partie dans les études.

Un agroécosystème :

Les agroécosystèmes sont des systèmes complexes dans lesquels de nombreuses espèces interagissent, avec des processus écologiques qui se déroulent à différentes échelles spatiales, et avec de fortes interactions entre les processus écologiques et de gestion.

Explications

L'agroécologie utilise les agro-écosystèmes, ou écosystèmes agricoles (un système agricole, ou encore un agroenvironnement), comme espace d'unité d'observation. Pour cette science, c'est une construction sociale, un produit de la coévolution des êtres humains avec la nature, c'est-à-dire un reflet des relations socio-écologiques (sociobiologie), de sorte que sa définition ne correspond pas exclusivement aux processus biologiques, mais considère également la aspects économiques et sociaux.

L'agroécologie a une longue tradition en tant que discipline scientifique, au même titre que l'écologie urbaine et l'écologie humaine. Il traite des conditions et processus écologiques des agroécosystèmes et du paysage agricole dans son ensemble. L'agroécologie prend en compte non seulement les écosystèmes directement soumis à l'exploitation agricole, tels que les terres arables et les prairies, mais aussi les écosystèmes naturels liés, tels que les forêts et les landes, et leur influence indirecte par l'agriculture.

Les paradigmes des services écosystémiques sont adaptés aux particularités des agroécosystèmes. Des évaluations intégrées des bons et des mauvais services de l'agroécosystème sont nécessaires.

Types d'agroécosystèmes

Les agroécosystèmes peuvent être classés en différents types :

• pastorale : lorsque l'on utilise de la biomasse végétale pour l'alimentation du bétail, c'est là que l'on parle de systèmes agricoles.
• sylvicole : lorsqu'il est boisé d'arbres, qui sont en général les espèces que l'homme considère d'intérêt économique. Pouvoir parler de systèmes sylvo-pastoraux (sylviculture pastorale) lorsque des arbres et des prairies d'élevage sont associés.
• céréales : lorsque ce qui est produit est des céréales, du maïs, du sorgho, des arachides, du soja, du tournesol, du coton, du blé, de l'orge, du colza, du seigle, du mil, des graines pour oiseaux, etc.

Moindre diversité de l'agrosystème

Un agrosystème contient une moindre diversité d'espèces animales et végétales qu'un écosystème naturel comme une forêt. Un agrosystème typique ne contient qu'une à quatre espèces de cultures principales et six à dix espèces de ravageurs majeurs. Un agrosystème est intensément manipulé par l'homme et soumis à des altérations soudaines, telles que le labour, l'interculture et le traitement aux pesticides. Ces pratiques sont essentielles dans la gestion des ravageurs, car les populations de ravageurs sont grandement influencées par ces pratiques.

Les agroécosystèmes peuvent être plus sensibles aux dégâts des ravageurs et aux épidémies catastrophiques en raison du manque de diversité des espèces de plantes et d'insectes et des alternances soudaines imposées par le temps et l'homme. Cependant, un agrosystème est un complexe de chaînes alimentaires et de réseaux trophiques qui interagissent pour produire une unité stable.

Impact écologique des agroécosystèmes

Puisqu'il s'agit d'un processus qui génère des changements intenses, la génération d'agroécosystèmes est le phénomène le plus répandu. Si nous comparons le reste des actions humaines qui modifient l'environnement, les agro-écosystèmes sont ceux qui affectent la plus grande zone du globe. Selon les estimations, plus de la moitié de la surface de la croûte terrestre a été utilisée pour l'agriculture (12 %), l'élevage (25 %) ou la plantation de forêts artificielles (15 %).

Le plus grand impact de cette généralisation et l'expansion des agro-écosystèmes dans le monde a été la partition des habitats naturels d'abord et l'isolement consécutif par la fragmentation, décrite par Wilcox en 1980. Les conséquences biologiques de la fragmentation est que ce nouveau processus ils se comportent comme des îles biogéographiques qui sont incapables de supporter le même nombre d'espèces qu'elles contenaient à l'origine lorsqu'elles étaient contiguës les unes aux autres. Après le processus de fragmentation, la diversité biologique diminue considérablement. Au fil du temps, ces îles disparaissent également en raison du manque de contrôle de l'État, générant des agroécosystèmes purs, généralement herbacés, où ils étaient auparavant des forêts ou des steppes.

L'éthique écologique de l'agriculture réside dans la destruction de l'écosystème vierge et de la diversité biologique dans la poursuite des systèmes agricoles pour quelques espèces que l'homme appelle des espèces utiles. Étant donné que ces agroécosystèmes ne sont pas durables sur le plan énergétique, depuis l'avènement de l'ère des combustibles fossiles, le bilan énergétique serait probablement nul si les différences de calories utilisées dans l'agriculture étaient mesurées et les kilocalories obtenues. Il est possible que sans combustibles fossiles, beaucoup soient abandonnés de la production dans l'économie solaire.

Gérer un jardin comme un agroécosystème

La renaissance contemporaine de l'agriculture urbaine relie de manière cruciale les systèmes écologiques et sociaux dans les paysages urbains modernes. Ainsi, gérer un jardin dans le principe d'un agro-écosystème devient utile. Effectivement, les jardins communautaires apportent des avantages écologiques (conservation de la biodiversité) et sociaux (sécurité alimentaire) aux résidents urbains et améliorent la multifonctionnalité du paysage. Les villes ont récemment été qualifiées de "nouveaux écosystèmes" en raison de l'interaction multiscalaire d'éléments socioculturels et biophysiques.

Nous conceptualisons les sols des jardins communautaires dans le cadre d'un nouvel écosystème, en faisant valoir que les jardiniers cultivent de nouveaux agroécosystèmes à partir du sol de leurs plates-bandes. Bien que les caractéristiques des sols urbains soient liées aux héritages d'utilisation des terres dans la plupart des écosystèmes urbains, nous constatons que dans notre système, les sols des jardins communautaires peuvent vivre en dehors de l'influence des héritages associés à l'emplacement géographique.

Au lieu de cela, le (re)travail intensif des sols par les jardiniers peut effacer les signaux hérités et les tendances chronologiques décennales, conduisant à une homogénéisation des sols qui réduit les liens biophysiques avec les mètres de terre en dessous. Ainsi, la nouveauté socioécologique peut se créer sous de multiples formes dans les villes.

✅ La diversification des agroécosystèmes avec l'incorporation d'arbres est une pratique qui a une longue histoire. Cela est particulièrement vrai dans les régions tropicales et subtropicales du monde où les agriculteurs ont depuis longtemps planté des arbres avec d'autres cultures agricoles et incorporé des animaux pour aider à subvenir aux besoins fondamentaux en nourriture, en produits ligneux et en fourrage, et pour aider à conserver et à protéger leurs ressources limitées. Depuis le début du 21^ème siècle, un intérêt particulier s'est développé pour les nombreuses variantes de cette pratique, et avec elle, une prise de conscience de la valeur productive et protectrice unique des arbres dans les systèmes agricoles.

Système intégré avec étangs

Le système intégré champs-étangs est un système cultural chinois utilisé pour transformer des terres rurales côtières basses (beaucoup juste en-dessous du niveau de la mer), dans lesquelles des étangs sont excavés afin de pouvoir augmenter le niveau des champs et ainsi les protéger de l'inondation. Ceci donne naissance à des agro-écosystèmes champs-étangs, généralement dans le rapport de 9 :1.

Un système intégré digues-étangs est un système cultural chinois utilisé pour transformer des terres basses et gorgées d'eau de faible productivité. Les superficies des digues et des étangs sont établies (en général dans le rapport 1 pour 1) et conçues afin de faciliter des systèmes de production particuliers.

Le futur des agroécosystèmes

Les agroécosystèmes englobent des réseaux écologiques et décisionnels qui sont connectés les uns aux autres et qui remplissent différentes fonctions menant à la fourniture d'un large éventail de services écosystémiques. Ils sont également connectés les uns aux autres à l'échelle du paysage, ce qui rend leur gestion difficile. Ces interactions complexes, cependant, peuvent être formalisées dans les concepts généraux de réseaux d'interaction, et ceux-ci peuvent être utilisés pour élaborer explicitement les interactions au sein et entre l'écologie et la gestion.

Une ferme gérée en type agroécosystème :

L'utilisation de l'approche des services écosystémiques pour la gestion des écosystèmes, y compris l'évaluation des services écosystémiques, s'est développée au cours des dernières décennies. Bien qu'un cadre commun soit utilisé, chaque écosystème a ses propres caractéristiques. L'agroécosystème, par exemple, est un écosystème anthropisé où les flux de services écosystémiques sont étroitement liés à l'environnement, positivement ou négativement. Par conséquent, les services de l'agroécosystème s'accompagnent généralement de mauvais services. L'évaluation des services de l'agroécosystème nécessite l'adaptation des paradigmes des services écosystémiques existants pour tenir compte des idiosyncrasies innées de l'agroécosystème.

Les modèles de réseau peuvent aider à répondre au niveau élevé de complexité nécessaire pour concevoir des stratégies qui favorisent la régulation des ravageurs dans les agroécosystèmes. Les modèles de réseaux trophiques ne sont qu'un type de modèle de réseau, mais ils sont particulièrement efficaces pour capturer les interactions complexes entre les espèces ou les groupes trophiques et peuvent être utilisés pour prédire comment la productivité et la durabilité des agroécosystèmes réagiront aux perturbations.

La liaison des modèles de réseaux trophiques avec d'autres types de modèles, tels que les modèles de cultures, les modèles de décision et les modèles spatiaux, représente la prochaine étape. À l'aide d'un exemple de lien entre un réseau trophique et un modèle de culture, nous avons montré que le premier est un outil précieux pour répondre aux questions liées à l'intensification écologique des systèmes agricoles et aux compromis entre les services écosystémiques.

En plus de relier les processus écologiques et décisionnels, les modèles de réseau comblent le fossé entre les agronomes, les écologistes et les mathématiciens. Bien que certaines limites de calcul persistent, les modèles de décision tels que les modèles FA-FMDP et GMDP ont un grand potentiel pour évaluer des stratégies complexes de gestion des ravageurs et des maladies à l'échelle du paysage. Parce qu'ils peuvent être utilisés avec des données à la fois quantitatives et qualitatives, ces modèles sont particulièrement prometteurs pour être utilisés en interaction avec les parties prenantes pour concevoir des stratégies de gestion optimisées de l'échelle du terrain à celle du paysage.

Le défi, maintenant, est pour les agroécologues de produire des modèles quantifiés en termes d'interactions et de services écosystémiques émergents, et pour les théoriciens de développer de nouveaux modèles de réseaux qui permettront des approches globales de la gestion des services écosystémiques fournis par les agroécosystèmes. Pour être pertinents, les modèles de réseau conçus à des fins de gestion doivent inclure les éléments qui déterminent les structures et les tendances écologiques et interagissent avec les décisions de gestion. À cette fin, les modèles de réseau doivent être testés par rapport à des ensembles de données d'observation et doivent être soutenus par des techniques de modélisation appropriées.

De plus, les effets des interactions entre espèces et des décisions de gestion sur chaque composante du réseau simulé restent insuffisamment étudiés sur le terrain et insuffisamment formalisés dans un contexte théorique fort. Le lien entre les facteurs biotiques et abiotiques dans les modèles de réseau nécessite une étude plus approfondie, comme entre l'eau et le développement des plantes et entre le vent et les insectes volants ou le pollen. Actuellement, il est largement ignoré.

Il est également nécessaire d'envisager un formalisme unifié de l'espace, du temps et des entités pour modéliser ces interactions dans une approche en réseau. Une fois les modèles de réseau construits et validés à l'aide de l'observation, les modélisateurs optimisant l'ensemble des services écosystémiques concurrents seront confrontés à trois défis, liés aux décalages entre les échelles temporelles et spatiales régissant chaque service paysager.

Malgré ces défis, l'écologie des réseaux a maintenant une base solide et pourrait servir de paradigme central pour la gestion prédictive de l'agriculture.

En rapport avec "agroécosystème"

• écosystème

  

  Un écosystème est un ensemble constitué du milieu écologique et physico-chimique (le biotope) et des êtres vivants qui le peuplent (la biocénose).

• écosystème agricole

  

  Un écosystème agricole est un système, agricole par nature, utilisé de manière similaire à d'autres écosystèmes, avec des composantes semblables...

• écosystème aquatique

  

  Un écosystème aquatique comprend des habitats d'eau douce comme les lacs, les étangs, les rivières, les torrents et les ruisseaux, les zones humides...

• écosystème captif

  

  Un écosystème captif, ou un mésocosme, est un écosystème d'élevage en milieu fermé sans relation avec le milieu naturel.