4. Structure des écosystèmes Flashcards
Définition d’un écosystème
On peut définir l’écosystème comme l’entité écologique minimale qui a les propriétés nécessaires pour entretenir la vie
4 éléments nécessaires pour un écosystème et 2 catégories fondamentales de processus
un environnement inorganique;
Une espèce autotrophe, c’est-à-dire capable de produire sa propre nourriture à partir des composés inorganiques de son environnement: producteur primaire;
une espèce décomposant les déchets et résidus de la première: décomposeur;
un fluide (air ou eau, ou les deux).
flux d’énergie et cycles d’éléments chimiques
productivité primaire
À la base de l’écosystème: production primaire (en général réalisée par les plantes). Captage de l’énergie (en général solaire) et transformation en matière organique. La production primaire est donc la porte d’entrée de l’énergie dans l’écosystème
productivité
La productivité d’un écosystème se définit comme le gain en matière organique par unité de surface (écosystèmes terrestres) ou de volume (écosystèmes aquatiques) et par unité de temps.
productivité primaire brute vs productivité primaire nette
La productivité primaire brute (gross primary productivity GPP) est le taux total d’énergie assimilée par les plantes (par la photosynthèse).
Exemple: 500 g de matière produite/m2/an
La productivité primaire nette (net primary productivity NPP) est le taux de stockage de l’énergie sous forme de matière organique (après la respiration par les autotrophes, R).
Productivité primaire nette = productivité primaire brute – respiration par les autotrophes
NPP = GPP - R
Quelles sont les régions terrestres les plus productives de la planète et pourquoi ?
régions tropicales et équatoriales
parce que température et précipitation
De quoi dépend la productivité primaire en milieu aquatique ?
Dans les écosystèmes aquatiques, la température, la lumière et la teneur de l’eau en sels minéraux nutritifs sont déterminants.
La productivité est donc plus élevée lorsque:
les eaux sont plus chaudes
on se trouve plus près de la surface
les eaux sont plus riches en nutriments (voir les problèmes liés à l’eutrophisation)
Quelles sont les 3 voies de fixation du CO2
1- La voie en C3; c’est la voie la plus ancienne et la plus répandue. “C3” parce que le premier composé synthétisé est un acide organique à 3 atomes de carbone (3-phosphoglycérate) (photosynthèse).
Les végétaux en C3 comprennent de nombreuses espèces cultivées (blé, chou, soja, etc.), toutes les algues, tous les arbres; la plupart des espèces des régions tempérées appartiennent à ce groupe.
2- . La voie en C4; plus récente (30 à 40 mio années), capable d’utiliser efficacement de faibles quantités de CO2. (photosynthèse)
Une augmentation de la concentration de CO2 au-delà des valeurs actuelles n’augmente pas leur capacité de fixation (contrairement au cas de la voie en C3).
Les plantes en C4 ont besoin de deux fois moins d’eau que les plantes en C3 pour produire une quantité équivalente de matière sèche; elles sont nombreuses dans les régions arides et tropicales. Ex.: maïs.
3- La troisième voie, dite “CAM” (crassulean acid metabolism), est un mécanisme présent surtout chez les plantes à faible productivité (cactus, Broméliacées…), de milieux très chauds, et qui permet la fixation nocturne du CO2 lorsque les stomates sont ouverts (perte d’eau limitée).
Quelles sont les 2 types de chaînes trophiques ?
les chaînes basées sur la production primaire et les herbivores
les chaînes de décomposition, basées sur la matière organique morte et les organismes saprophages
cycle biogéochimique
Processus de transport et de transformation cyclique d’un élément ou d’un composé chimique entre les trois grandes composantes (ou réservoirs) dans lesquelles se trouve la biosphère (hydrosphere, lithosphère, troposphère)
cycles gazeux vs cycles sédimentaires
Cycles gazeux
Les réservoirs principaux sont l’atmosphère et les océans. Cycles globaux. Principaux cycles gazeux: CO2, azote, oxygène.
Cycles sédimentaires
Réservoirs principaux dans le sol, la roche et les minéraux. Provenance initiale de source inorganique, sous forme de sels dissous dans l’eau du sol, des lacs, des rivières et des mers. Donc: lien avec cycle de l’eau. Exemple: phosphore.
Quel est le pourcentage d’eau douce disponible pour la vie ?
0,6%
Dans la forêt ou trouve-t-on les concentrations de CO2 les plus faibles et les plus élevées ?
concentrations les plus faibles : au milieu de la journée à la hauteur des feuilles d’arbres
concentrations les plus élevés : à la hauteur du sol ou il y a de la décomposition
formes disponibles et indisponibles d’azote (N)
Deux formes biodisponibles pour les plantes:
Ammonium, NH4+
Nitrate, NO3-
80% de l’atmosphère est composé de N2, non biodisponible pour les plantes
deux voies d’entrée de l’azote dans les écosystèmes
Dépôts atmosphériques
Pluies, neige, brouillard,…
Dépôts secs: aérosols, particules
Formes biodisponibles pour les plantes
Fixation biologique: N2 donne NH3
Bactéries en symbiose avec les plantes (légumineuses)
Bactéries libres du sol: Azotobacter
Cyanobactéries (terre-lacs + océans)
