Un écosystème
Un écosystème est un système écologique composé d'un ensemble d'organismes vivants (biocénose), et de l'environnement physique où ils vivent (biotope).
L'écosystème est l'ensemble biocénose + biotope interagissant ensemble pour former une unité écologique composée d'organismes interdépendants qui partagent le même habitat. Ce système écologique formé par l'ensemble des populations occupe un territoire donné et des éléments naturels qui les entourent. Le fonctionnement de l'écosystème aboutit à la production de matières végétales (production primaire) et animales (production secondaire).
Un écosystème réunit plusieurs types de milieux, plusieurs biotopes :
Un écosystème est un ensemble (ou système) naturel possédant des structures et des relations distinctes qui relient les communautés biotiques (plantes, animaux, micro-organismes) l'une à l'autre ainsi qu'à leur environnement abiotique.
Généralités
Un écosystème est un ensemble structuré, constitué d'une biocénose (organismes vivants) et d'un biotope (environnement physique). Les écosystèmes à grande échelle associés d'un espace spécifique sont également appelés écorégion ou biome. Voir aussi un écocomplexe.
L'étude d'un écosystème donne la base méthodologique permettant de réaliser une synthèse complexe des relations existant entre des organismes (biocénose) et leur environnement (biotope).
La forêt tropicale humide est l'écosystème le plus complexe au monde car elle se compose d'un grand nombre d'espèces végétales et animales qui varient entre elles. Ce sont des points chauds de la biodiversité en raison de la présence de conditions environnementales propices à la croissance d'un grand nombre de producteurs primaires.
Schéma d'un écosystème :
Un écosystème complet intègre à la fois le biotique (vivant) et l'abiotique (non-vivant).
Il est possible de résumer l'écosystème en le considérant comme un ensemble d'êtres vivants associé au milieu naturel dans lequel ils vivent, l'ensemble constituant une unité écologique équilibrée. Voir aussi biogéocénose, écosystème aquatique, écosystème lentique, écosystème captif, écosystème forestier...
Processus et vie
L'écosystème, ce nom commun, qu'on emploie de plus en plus fréquemment est bien souvent galvaudé. D'ailleurs, est-on certain de bien l'utiliser, d'en comprendre les subtilités ? Voici quelques explications sur la signification étendue de ce terme.
Son fonctionnement aboutit à la production de matières végétales (production primaire) et animales (production secondaire). Son analyse relève de la systémique et surtout de l'écosystémique.
Il faut prendre conscience que le seul écosystème normalement concevable est celui de la biosphère à l'échelle de la Terre entière ! Pour la commodité de l'étude, on fragmente cet écosystème en unités fractionnées, correspondant à des aires géographiques restreintes et aussi indépendantes que possible des aires géographiques contiguës.
En définitive, on évoque essentiellement des sous-écosystèmes terrestres (ou aquatiques).
Un écosystème dit aquatique :
Un plan d'eau est un écosystème aquatique, comme cet étang recouvert de lentilles d'eau.
Chaque type de plan d'eau, de l'océan à la mare, a un peuplement animal, végétal et bactérien qui lui est propre, en dépendance directe avec le régime climatique et les facteurs environnementaux externes. Un étang est aussi un écosystème lentique car la circulation d'eau est faible.
Les peuplements, faune (animaux) et flore (végétaux), de chaque écosystème ainsi définis sont liés par des dépendances réciproques.
Un milieu est hygrochimène quand sa période humide a lieu en hiver. À l'inverse, il est hygrothère quand la période humide a lieu en été.
Notion simplifiée
Avec Nyns (1978) et Dajoz (1971), on peut admettre qu'un écosystème est caractérisé par sa stabilité et son homogénéité. On constate notamment :
- La composition de la communauté biologique de l'écosystème. Les espèces organiques (végétaux, animaux, unicellulaires, bactéries) qui s'y trouvent sont bien définies tant sur le plan qualitatif que sur le plan quantitatif.
- Les espèces se répartissent topographiquement et climatiquement selon un schéma défini. Par ailleurs, la communauté présente dans le temps un phénomène alternatif de vieillissement et de rajeunissement. Les influences climaciques et les associations végétales pour la végétation sont importantes.
- L'écosystème est capable d'autorégulation ! Il peut résister ou se reconstituer malgré une rupture occasionnelle d'équilibre (dans certaines limites au moins).
- La communauté biologique, autonome, se répartit les taches dans le temps et entre ses membres. Elle accepte ou rejette une nouvelle espèce. Elle contrôle l'environnement de manière à établir un équilibre optimum.
- La communauté biologique est basée sur un cycle nutritif. Elle se compose de producteurs primaires capables d'utiliser l'énergie lumineuse, d'herbivores et omnivores qui se nourrissent de plantes, de carnivores qui se nourrissent des précédents et de micro-organismes qui décomposent les tissus de plantes et d'animaux morts.
En définitive, la notion d'écosystème est simple par sa diversité.
La nature et les caractéristiques d'un écosystème sont interprétées différemment par les écologistes. Certains partent de leur existence actuelle, qui n'est découverte et décrite que par les chercheurs (approche dite ontologique), mais la plupart considèrent comme des abstractions d'abord créées par l'observateur, qui doivent être appropriées à un but particulier, mais aussi dans d'autres contextes, comme le milieu ambiant. Il pourrait être défini différemment et différencié (approche dite épistémologique).
En utilisant l'exemple d'un écosystème particulier, comme une forêt boréale de conifères, certains écologistes diraient que l'écosystème a changé de caractère lorsque sa communauté a changé de façon spectaculaire grâce à l'échange d'espèces.
Pour d'autres, ce serait toujours le même système si sa forme générale et sa production primaire restaient à peu près les mêmes (par exemple, remplacer les espèces de conifères les plus communes par d'autres espèces qui sont également des conifères), pour d'autres, changer ses composants fonctionnels, c'est-à-dire les flux d'énergie et de matériaux, alors qu'ils ne considèrent pas la composition des espèces comme si essentielle.
Écosystèmes artificiels
Si l'écosystème est un milieu naturel à l'origine, l'Homme sait fabriquer de petits écosystèmes (une niche au sens géologique) destinés à améliorer la biodiversité d'un lieu.
Le biomimétisme est l'usage, typiquement en permaculture, et même en jardinage, où des mini-écosystèmes spécialisés vont parfois compensé l'influence anthropique des aménagements humains au niveau écologique.
Des notions de bioéthique sont intégrés dans ces milieux de vie artificiels. Un écosystème modifié par les constructions de l'Homme est appelé un environnement bâti, en opposition à l'environnement naturel.
Une niche écologique qui favorise la présence d'insectes est un mini-écosystème :
Pour les insectes, l'hôtel à insectes est un mini-écosystème entièrement fabriqué par l'Homme. Cette petite niche écologique artificielle, un exemple d'écosystème, crée un nouvel espace de vie pour des espèces utiles.
Dimension temporelle
En tant que systèmes naturels, les écosystèmes ont une dimension spatiale et temporelle. Sur le plan temporel, la recherche tente de comprendre les changements qui s'opèrent, c'est-à-dire la dynamique du système.
Les systèmes peuvent rester plus ou moins inchangés, ou ils peuvent être soumis à des changements (directionnels ou aléatoires).
Parce que les organismes vivants peuvent réagir aux changements, dans les écosystèmes, à la différence des systèmes inanimés, des processus d'autorégulation peuvent intervenir et rendre la réponse du système aux changements difficile à prévoir.
Pour l'école de pensée holistique-organismique dans la recherche, ces processus d'autorégulation sont d'une importance cruciale, pour eux un écosystème est donc analogue à un organisme vivant.
Le courant principal de la science, plus réductionniste, reconnaît le modèle et la régularité du développement du système, mais ne tient pas compte de l'accent mis sur la constance résultant de la métaphore de l'organisme.
Bien qu'il soit possible de rechercher des changements complètement chaotiques et non réglementés, il est scientifiquement moins productif, car il serait difficilement possible de généraliser ces résultats à tout ce qui est en dehors du système étudié.
La recherche sur les écosystèmes est donc généralement axée sur des systèmes plus ou moins constants, ou du moins ceux dont le changement peut être attribué à des facteurs explicatifs. Le point de départ de la recherche est donc (comme généralement dans la science) des modèles et des régularités dans la nature elle-même.
Constance dynamique
Dans de nombreux écosystèmes étudiés, aucun changement significatif n'est observé dans les études sur une période plus longue, ils sont stables dans le temps.
La stabilité est triviale si les facteurs environnementaux et les composants abiotiques du système n'ont pas changé. Elle est plus intéressante si un système peut maintenir sa stabilité même si les facteurs externes changent.
L'exploration de ces relations a longtemps été entravée par l'ambiguïté du concept de stabilité. Grimm et Wissel ont trouvé, par exemple, dans une revue de la littérature, 163 définitions différentes de la stabilité qui se rapportent à 70 concepts.
Aujourd'hui, une distinction est faite : persistance (peu de changements observés dans les observations sur une longue période), résilience (le système revient à son état d'origine après les perturbations), résistance (reste inchangé pendant longtemps).
La stabilité et la constance dans les écosystèmes dépendent de l'échelle spatiale et temporelle observée. La taille de la population d'une espèce peut fluctuer année après année, mais restent les mêmes à plus long terme.
Les conditions de stabilité des écosystèmes et milieux naturels, en particulier la relation entre stabilité et complexité, sont des domaines de recherche actifs des sciences écologiques de l'environnement naturel.
La vision traditionnelle selon laquelle les écosystèmes sont généralement en équilibre écologique et que leur stabilité augmente avec l'augmentation du nombre d'espèces ou de la biodiversité a été de plus en plus remise en question depuis environ 30 ans.
La frontière écologique entre deux écosystèmes est appelée une écocline ou un écotone (selon certains paramètres).
Perturbations
Dans l'évolution temporelle d'un écosystème, la notion de perturbation est un concept clé. Sans interférence, un système est soumis uniquement à la dynamique endogène, des changements peuvent intervenir, par les interactions des espèces impliquées les unes avec les autres. Il est important dans ce contexte qu'en écologie, le terme de trouble ou perturbation soit utilisé sans aucun préjugé.
Une perturbation n'est pas une mauvaise chose en soi; souvent, certains écosystèmes ne peuvent être entretenus que par des perturbations régulières (ci-dessous).
La taille d'une population peut être ajustée par la structure de la relation à une certaine hauteur, ou des fluctuations cycliques peuvent survenir, par exemple en raison de réactions retardées (pour les populations de mammifères, par exemple).
Les changements directs et permanents du système sont appelés succession. Une perturbation est un facteur modifiant le système agissant en dehors de cette relation interne. Fréquemment, une distinction est faite entre les troubles rares et majeurs (désastres) et les troubles mineurs et récurrents.
Le terme perturbation est également dépendant de l'échelle géologique. Par exemple, l'érosion par un animal de pâturage peut être considérée comme une perturbation pour une seule plante, mais comme un facteur constituant et immanent pour l'écosystème des prairies.
Des scientifiques ont tenté une définition absolue de la perturbation, fournissant une définition des événements climatiques extrêmes comme perturbation.
Les perturbations récurrentes telles que la tonte ou le pâturage dans les prairies, les inondations dans les forêts alluviales, mais aussi les perturbations catastrophiques telles que les feux de forêt ou les tempêtes dans les écosystèmes forestiers peuvent influencer de manière décisive la structure et la composition d'un écosystème.
Évaluations
Écosystème dans le sens biologico-scientifique est un terme sans valeur. Parler de l'existence d'un écosystème particulier ou de la stabilité de l'un de ses états n'implique donc pas à lui seul une appréciation positive à ce niveau conceptuel; les efforts de protection des écosystèmes doivent être justifiés séparément.
La science ne peut pas fournir de telles justifications parce qu'elle doit toujours fournir des descriptions et des explications sans valeur. Ainsi, les états qui apparaissent après la destruction d'un écosystème hautement développé sont autant un écosystème que l'état initial, tant que toute forme de vie s'y trouve encore.
Un écosystème n'a de valeur que s'il lui a été assigné par une décision de valeur par des humains. La décision de valeur est en dehors des sciences naturelles. Il peut être soutenu par des arguments scientifiques, mais ne peut pas être dérivé de la science ou de la nature scientifiquement décrite.
Les valeurs attribuées à un écosystème peuvent se référer à son niveau fonctionnel, souvent appelé services écosystémiques.
Par exemple, la conservation d'une forêt avec son rôle de stockage de carbone pourrait prévenir l'effet de serre, avec son rôle d'empêchement de l'érosion sur les pentes abruptes ou avec son rôle positif dans la régénération des eaux souterraines utilisables. Le bois ou le gibier tué sont justifiés.
Les services écosystémiques sont souvent remplaçables. Ainsi, il est concevable que le CO2 soit enfoncé dans des couches profondes de roches avec des coûts techniques et financiers correspondants et donc privé de l'atmosphère.
La lutte contre l'érosion pourrait également être remplacée par des prairies, la protection des eaux souterraines par l'utilisation de filtres techniques ou de l'eau de surface traitée.
Les études économiques environnementales montrent que les coûts de la substitution technique sont souvent si élevés que même les écosystèmes naturels ou semi-naturels ne devraient pas être facilement dégradés pour des raisons économiques.
Il faut aussi se rappeler que l'utilisabilité d'un écosystème peut progressivement être réduite de plus en plus par des influences constantes, ce qui n'est pas reconnaissable à court terme. Au sein de l'économie environnementale, un domaine spécifique a été développé pour l'étude des services écosystémiques.
Cependant, une grande partie de la protection des écosystèmes naturels n'est pas à ce niveau purement fonctionnel. Lorsque les gens veulent conserver la biodiversité de certains écosystèmes, ils ne le font généralement pas pour des raisons fonctionnelles (bien qu'il y ait des gens qui le justifient, par exemple en préservant des produits naturels inhabituels comme base de nouveaux médicaments).
Au contraire, ici la diversité et la complexité de la nature a sa propre valeur. Les économistes de l'environnement ont du mal avec cette justification parce qu'ils ne sont pas dans le milieu de valeur universelle de l'économie, de l'argent.
On essaie de saisir la valeur en interrogeant des questions sur combien d'argent les répondants seraient prêts à faire pour sauver les écosystèmes naturels.
Voir l'approche écosystémique.
Les efforts humains, les écosystèmes pour préserver la nature elle-même, par exemple la biodiversité, à protéger, sont résumées comme conservation de la nature. La plupart des efforts au niveau fonctionnel, la convivialité directe et les services écosystémiques sont le domaine de la protection de l'environnement.
Les diverses justifications et valeurs utilisées pour conserver les écosystèmes peuvent entrer en conflit les unes avec les autres. Les écosystèmes utilisés sont modifiés par l'usage et ne sont donc plus complètement autonomes et naturels.
En raison des émissions globales issues des procédés techniques, on peut supposer qu'il ne reste pratiquement plus de paysages naturels totalement intacts.
L'écologie divise les écosystèmes dans ce contexte en fonction du degré d'influence humaine (anthropique) dans ce que l'on appelle l'hémérobie. Plus le degré est faible, plus l'influence anthropique est faible. Souvent, la distinction entre la destruction totale et la dégradation des écosystèmes due à de fortes influences humaines.
Les complexes d'écosystèmes les plus intacts sont situés dans les régions sauvages semi-naturelles, légèrement influencées par l'Homme, de la terre.
La biodiversité des écosystèmes utilisés diminue souvent avec l'augmentation de l'hémérobie, mais elle peut aussi augmenter.
Pour les écosystèmes terrestres et leur biodiversité est en Europe centrale sur l'intensification de l'utilisation agricole des zones favorisent l'abandon simultané des terres marginales est un gros problème basé sur les utilisations traditionnelles des paysages culturels, tels que bruyères et négligé la conservation de la nature des prairies cherche à obtenir en raison de leur biodiversité. Il limite leur facilité d'utilisation pour les humains.
Ces conflits s'intensifient dans les États pauvres avec des écosystèmes à grande échelle et riches en espèces qui sont difficilement utilisables. Le dernier argument en faveur de leur conservation est alors souvent leur importance pour le tourisme des pays riches.
De plus en plus, cependant, les gens parlent de paiements de transfert directs des pays riches aux pays pauvres.
Plus de 15 000 scientifiques ont émis un avertissement fort à l'humanité en 2017, prouvant que de nombreux services écosystémiques sont à risque et que les chances de leur conservation sont actuellement considérées comme négatives.
En rapport avec "écosystème"
L'agroécosystème, l'agrosystème ou l'écosystème agricole, est caractérisé comme un écosystème soumis par l'homme à des modifications continues...
Un écosystème agricole est un système, agricole par nature, utilisé de manière similaire à d'autres écosystèmes, avec des composantes semblables...
Un écosystème aquatique comprend des habitats d'eau douce comme les lacs, les étangs, les rivières, les torrents et les ruisseaux, les zones humides...
Un écosystème captif, ou un mésocosme, est un écosystème d'élevage en milieu fermé sans relation avec le milieu naturel.