cours 9: la biogéochimie, la répartition de la vie et les biomes Flashcards
Qu’est-ce qu’une communauté?
Définition?
Terme collectif pour désigner tous les organismes vivants partageant un environnement commun et entretenant des liens interactifs
Qu’est-ce qu’un habitat?
Définition?
Zone où les conditions environnementales sont relativement uniformes: conditions biotiques et abiotiques ( température, ensoleillement, précipitations, salinité)
Communauté + habitat=
écosystème
Les grands biomes : Qu’est-ce qu’un écosystème ?
(organisation)
Les écosystèmes ne sont généralement pas organisés de façon clairement distincts les uns des autres, mais certains types d’écosystèmes peuvent être reconnus le long des gradients (selon la température et l’humidité)
Qu’est-ce qu’un biome ?
Grandes communautés biologiques ( terrestres), classifiées en fonction de la végétation dominante, et caractérisées par la présence d’organismes adaptés à leur environnement.
Il existe aussi de biomes aquatiques, dont la description est plus difficile.
Grand type d’écosystème uniforme ( selon les zones climatiques)
Comment est la répartition des espèces? ( 1 mot)
Elle n’est pas aléatoire
Quel est le constat de la biogéographie ?
Les espèces présentent des caractéristiques qui leur permettent de tirer le meilleur parti possible de l’habitat dans lequel ils vivent
Qui est le père de la biogéographie?
Alexander von Humboldt ( 1769-1859)
Est-ce que toutes les espèces vivent partout?
NOn! Chaque espèce sur la Terre a une répartition qui lui est propre : aucune espèce ne vit partout. Les espèces sont limitées par divers facteurs
Seulement les humaines vivent “partout” car nous avons les capacités techniques de “transporter” notre habitat et de nous adapter.
Qu’est-ce qui limite la répartition des espèces?
3 facteurs
-facteurs abiotiques
-facteurs biotiques
-facteurs historiques
Qu’est-ce qu’un facteur abiotique?
Les facteurs abiotiques sont les CONDITIONS PHYSIQUES. du milieu
= température, humidité, salinité, luminosité)
Ils peuvent limiter la présence des espèces à certains endroits. Par exemple, les espèces qui n’ont pas d’adaptations leur permettent de résister à la sécheresse ne peuvent pas survivre dans un désert. Le manque d’eau devient pour eux un facteur abiotique
Bien qu’il existe un multitude de facteurs abiotiques, quel est le plus important ?
Le climat! On parle de moyennes climatiques, mais aussi des variabilités.
Par exemple, pour certaines espèces, la moyenne de T° d’un endroit donné peut ne pas être limitante, mais les extrêmes de T° ( chaud et froid) le sont.
Qu’est-ce q’un facteur biotique?
Même si les conditions physiques sont adéquates, certaines espèces sont exclues de certains endroits en raison des INTERACTIONS qu’elles peuvent avoir avec d’autres espèces.
Celap eut être parce qu’elles ne trouvent pas leur proie de choix, ou parce qu’un autre espèce est meilleure compétitrice et utilise toutes les ressources disponibles. C’est souvent le cas de l’humain, qui a éliminé beaucoup d’espèces en s’accaparant les ressources
Dans le cas d’espèces mutualistes, elles ont au contraire besoin l’une de l’autre. Si l’une est absente, l’autre aura du mal à survire ( fleur, pollinisateur)
Qu’est-ce qu’un facteur historique?
Une espèce peut ne pas être présente à un endroit donné parce qu’elle ne s’est jamais rendue, même s’il n’y a aucune limitation abiotique ou biotique.
C’est le cas des espèces envahissantes. Une espèce se retrouve à un endroit donné, mais elle n’y ait pas native. Cela peut causer des dommages écologiques et économiques
Quel outil utilise-t-on pour voir la répartition des espèces?
Une représentation graphique qui permet de voir l’aire de répartition des espèces
Qu’est-ce qu’une niche écologique?
C’est la somme des exigences en termes d’habitat qui permet à une espèce de persister et de se reproduire ( il existe différentes définitions et différents taux de variations de ces exigences)
En réalité, les espèces peuvent survivre à une vaste gamme de température, mais ses besoins en termes d’humidité sont très spécifiques. La niche écologique est définie par plusieurs variables ( température vs humidité)
Quel est le gradient sur les cartes?
On voit les différentes quantités de précipitations et le type de végétation associées = biomes
Comment est la classification des biomes?
une ou plusieurs?
Toutes acceptées ou non?
Utilité?
-Il y a plusieurs classifications
-Aucune n’est acceptée universellement
=Les premières classifications datent de la fin du 18e.-début 19eS.
=toutes les classifications se basent sur la RECONNAISSANCE de TRAITS COMMUNS entre les différentes communautés végétales caractéristiques d’un type de climat de sol
= La répartition des biomes est généralement cohérente avec celle des zones bioclimatiques ( Köppen), mais pas toujours!
=Permet de cartographier
Sur quoi se base les biomes de Whittaker (1975)?
Le climatographe se base sur la T° et les précipitations moyennes annuelles
Ces 2 contrôles climatiques/gradient varient selon la latitude et l’altitude ( -1°c aux 100m)
Quels sont les grands types de communauté végétales ? (5)
Quelles sont leurs caractéristiques?
1 Forêt = présence d’un couvert forestier +/- rare
= distinguer plusieurs types : boréales, tropicales…
=Peu arbre. Climat méditérannéen. Petits arbustes, assez dense
=Convertir en terres agricoles, grandes étendues
TOUNDRA: quelles sont ses caractéristiques (5)?
-Arctique, Antarctique ou alpine
-Toundra = terre sans arbre
-Conditions froides ( sous point congélation 7mois/an)
-Faible disponibilité des nutriments et les sols y sont gelés en permanence ( pergélisol)
-Ce biome est en changement rapide en raison des changements climatiques
TOUNDRA : Description
Absence d’arbre. On a un couvert végétal, mais pas d’Arbre. Biome important pour le nord du Canada. Biome particulièrement affectés par chang. clim.. On estime que les régions arctiques se réchauffement 4x plus vites que le reste de la planètem car la matière organique qui est stockée dans le pergélisol se libère ( augmentation des émissions de co2 et ch4)
Quel est le futur de la toundra?
Verdissement et feux de toundra à la hausse = donc diminution de lichen = - présence caribous
Incertitudes face à la toundra, car moins de caribous = pas alimentation
et feux = brûle la toundra et pergélisol se dégrade vite = + émissions
FORÊT BORÉALE (TAIGA) : Quelles sont ses caractéristiques ( 7) ?
- Couvre une bonne partie du Canada.
-C’est le biome terrestre le plus étendu au monde
-Végétation est dominée par quelques espèces de conifères
-Les températures y sont froides
-Caractérisée par la présence importante d’étendue de milieux humides
-Les feux de forêts naturels = regénération
-On y retrouve une forte accumulation de matière organique dans les sols!
FORÊT BORÉALE: Pourquoi on retrouve une accumulation de matière organique?
-Il y a beaucoup de milieux humides, donc de TOURBIÈRES. Ainsi, il y a un stockage de carbone très important et énormément de matières organiques. Il fait froid, donc la matière se décompose moins bien.
-On a tout de même une production organique, mais elle est RALENTIE. On va avoir tendance à accumuler plus de carbone qu’on en dégage ( inverse tropical).
-Il y a aussi un ralentissement pendant l’HIVER, donc grande accumulation dans le temps.
-Avant, dans la forêt du Carbonifère, c’était le manque de bactéries/champignons pour décomposer la matière
PRAIRIE TEMPÉRÉE: Quelles sont ses caractéristiques ? ( 7)
- Situées entre les déserts et les forêts tempérées
-Plaines d’intérieures, grandes variations de T° et de précipitations
-Feux fréquents = regénération
-La moitié a été convertie en terres agricoles
-Une seule strate de végétation ( graminées/ cypéracées) habituellement pérennes ( survie hiver dans les sols : système racine )
-On y trouvait autrefois de grands troupeaux d’herbivores qui ont été éliminés par les humains
-Les arbres ne s’y développent pas
-
PRAIRIE TEMPÉRÉE: Pourquoi les arbres ne se développent pas?
Il y a très peu de précipitations. Il y a ainsi énormément de feux et avant, présence accrue d’herbivores. Ils avaient un impact, car ils mangeaient les arbres et cela permettait une certaine régulation
FORÊT TEMPÉRÉE HUMIDE : Quelles sont ses caractéristiques? (6)
- Forêt ombrophile, pluviale
-Les précipitations y sont très abondantes ( > 1 500mm/ an)
-Températures fraîches ( pas d’espèces tropicales), mais généralement au-dessus du point de congélation
-Humidité ambiante élevée ( lien mP)
-Feux très rares
-Petite surface au Canada ( côte ouest)
FORÊT TEMPÉRÉE DÉCIDUE : Quelles sont ses caractéristiques ? (4)
-Assez d’eau pendant la saison de croissance pour supporter la croissance des grands arbres, qui perdent leurs feuilles chaque année
-Borde la forêt boréale au sud, dans les zones de précipitations relativement abondantes ( 1000mm/an)
-Composition en arbres très variable. Les espèces diffèrent grandement entre les continents ( Canada : décidue/mixte = Laurentides)
-La phénologie y a une grande importance ( Calendrier des arbres)
FORÊT TEMPÉRÉE DÉCIDUE : Pourquoi la phénologie est importante?
Selon le calendrier, quand un arbre tombe à terre, cela crée une “trouée”, donc plus grand apport solaire. Cela permet la regénération à petite échelle et moins rapide
DÉSERT /SEMI-DÉSERT: Quelles sont ses caractéristiques? ( 4 )
-Précipitations rares : < 250 mm / an et elles sont imprévisibles , grande variabilité ( flash floods)
-Souvent perçus comme endroits très chauds, mais peuvent être très froids la nuit ( et sous pt congélation)
-Généralement entre 15-35° de latitude
-Végétation éparse, nombreux types d’adaptations au manque d’eau ( cactus)
DÉSERT/SEMI-DÉSERT: Quel est le lien de la ZCIT?
Zone de convergence Intertropicale =
cellule de Hadley: à l’équateur, on a un budget radiatif important et énormément d’eau. Il y a beaucoup d’évaporation au-dessus de l’océan. L’eau monte dans l’atmosphère. Une partie tombe en précipitation et une autre vers les tropiques et se refroidit, puis tombe en précipitation de part et d’autre de l’équateur avec de l’air assez sec, donc crée désert
Lien aussi chaine de montagnes : intersecte les précipitations
SAVANE TROPICALE : Quelles sont ses caractéristiques? ( 4)
-Très dépendant des mouvements saisonniers de la ZCIT ( arbres + précipitations)
-Végétation dominée par des graminées et cypéracées xénophytes pérennes, quelques arbres
-feux récurrents et d’une grande importance = regénération
-Similaire à la prairie tempérée pour la communauté d’espèces
FORÊT TROPICALE HUMIDE : Quelles sont ses caractéristiques ? ( 6)
-Écosystèmes les plus riches et les plus productifs de la planète ( 6% de la planète = 50% de la biodiversité)
-Forêt multi-étagées ( 3-4 étages)
-Précipitations abondantes > 1 800 mm/ année ( très humide)
-Températures stables pendant toute l’année ( à l’équateur)
-Pas de saison sèche marquée ( pas bcp variations saisonnières)
-Sols très pauvres
FORÊT TROPICALE HUMIDE: Pourquoi les sols sont-ils très pauvres?
Écosystèmes qui naissent et qui meurent dans certains étages dans la forêt, car plusieurs mini habitats. Le sol est très pauvre, car la matière organique se recycle tellement bien, car beaucoup de champignons et bactéries. Il n’y a pas d’accumulation de nutriments ni de matière organique. En fait, ils sont davantage dans l’air, car trop bonne décomposition
FORÊT TROPICALE DE CONIFÈRES : Quelles sont ses caractéristiques? ( 6)
-Zones tropicales relativement sèches ( à cause latitude = arbres)
-Faible superficie, mais habitat de nombreuses espèces migratoires ( + nutriments)
-Canopée y est relativement dense, et on retrouve de la végétation en sous-bois ( + services écosystémiques)
-Plusieurs espèces endémiques à ce type de forêt
-Forêt adaptée aux feux, qui sont fréquents = regénération
-Extrêmement menacée en raison des coupes forestières et des changements climatiques
En somme… les grands types de communautés végétales…?
Quelles variables utilise-t-on pour décrire les grands biomes de la planète?
Pour décrire les biomes, on parle de TEMPÉRATURES et de PRÉCIPITATIONS, mais on parle aussi de FEUX DE FORÊTS ( savane, prairie, tropicale de conifère). On parle aussi de STRUCTURE des forêts ( étages, arbustes, végétation éparse). Enfin, on parle des VARIABLES FONCTIONNELLES ( stockage carbone)
Qu’est-ce que sont les anthromes ? Que prennent en considération les anthromes?
Les anthromes prennent en comptent la manière dont l’humain a modifié la surface de la Terre.
Compte tenu de la façon dont l’humain a modifié la surface de la Terre, est-ce que les biomes sont la meilleure classification pour représenter la distribution actuelle de la vie sur la Terre? NON
Quelle est la raison principale pour laquelle on parle d’anthrome? Qu’est-ce qui fait qu’il est maintenant difficile d’identifier les biomes?
Urbanisation! On ne voit plus, il manque d’information
Quelles sont les modifications humaines sur la couverture terrestres? ( stats)
*Elles sont réalisées partout sur la Terre et ce à différentes intensités !
-1,53 milliards d’hectare de terres agricoles cultivées
-3,25 milliards d’hectares de pâturage
-38% de la surface continentale au total ( convertie)
-Forêt : 31% de la surface de la Terre
Qu’est-ce qu’un biome potentiel?
Tous les biomes sont potentiels.
C’est ce qu’on devrait avoir pour un climat et précipitations données. Toutefois, à cause des humains, il y a des modifications = anthromes ou biomes réalisé
Comment représenter l’intensité des impacts humains sur les écosystèmes terrestres à l’échelle globale?
Indice d’empreinte humaine
0 = intacte
100= tout anthropisé
Quelles sont les différentes catégories d’anthromes?
(6)
1-Urban et dense settlements
2-Villages
3-Croplands
4-Rangelands
5-Forestland
6-Wildlands ( juste 22%)
Que peut-on dire de l’anthrome : urban and dense settlements?
Urbain : montreal
dense : Lavan/Rive sud
= on voit que ça ne représente qu’une petite partie, mais ça l’abrite ÉNORMÉMENT DE MONDE
Que peut-on dire de l’anthrome: zones agricoles?
Il y a vraiment moins d’habitants, mais la surface affectées est gigantesque
Très large échelle. Plusieurs types de zones agricoles, zones résidentielles, habitées, éloignées et irriguées ( selon la densité élevée à faible)
Quelle est l’évolution des anthromes mondialement?
Comment l’humain a affecté les différents biomes terrestres depuis l’essor de notre civilisation moderne? depuis les 12 000 dernières années?
-Nature actuelle = nature humaine
-Wilderness serait un mythe
-En théorie, on apprend le concept de biomes, mais en réalité, pas de wilderness, car présence humaine, donc on doit repenser nos biomes
- Il y a plus d’anthromes intensifs et réduction massive des terres = + densité pop.
-80% de la biosphère est dans les anthromes
-Lien indigenous culture = cultural diversity sustains biodiversity : elles ont su gérer les écosystèmes. Il y a de bonnes pratiques= enseignement à tirer.
-Aujourd’hui= invasif et destructeur
Qu’est-ce que la biogéochimie?
-Étude des cycles des éléments chimiques et leurs interactions avec les organismes vivants sur la Terre
=cycle étudiés à l’échelle moléculaire ou planétaire ( flux et stock)
-La vie est présente partout , sous des formes qui ont évolué au fil du temps pour lui permettre d’utiliser tout l’espace disponible
-Les espèces vivantes ont donc laissé leur trace partout sur la surface de la Terre ( sous forme de déchets, sous-produits et résidus) et ellles évoluent constamment
Ex: évolution du CO2 dans l’atmosphère mesurée à Hawaii (graphique)
1- On voit une augmentation de CO2 atmosphérique
2-Lien saisonnalité ( chaud/froid)
Le cycle du carbone
(image)
*Comprendre où se trouvent les divers stocks
= pergélisol, végétation, sols, océans ( 50x plus que dans atmosphère)
Cycle du carbone : échelle écosystémique
Quand les animaux meurent, leur corps se décompose grâce aux bactéries / champignons= devient arbre = devient source de nutriment pour végétation = tout se recycle
Quelle est l’importance des sols dans le cycle du carbone?
Sols sont des réservoirs très importants, mais vulnérables aux activités humaines = nécessité de se responsabiliser ( surtout milieux humides et mines)
Quels sont les macronutriments nécessaires à la vie?
Sinon quoi ?
autre que le carbone, il y a l’AZOTE, le PHOSPHORE et le POTASSIUM
-S’ils sont présents en quantité insuffisante, ils limitent la croissance des plantes
-Mais…les humains ont plus que doublé la quantité de ces nutriments en circultation
Cycle de l’azote : où est le plus grand réservoir?
Dans l’atmosphère : cette forme d’azote n’est pas accessible pour les plantes, doit être fixée ( transformé) par des bactéries pour être rendue utilisable. ( développement de nodules racinaires qui contiennent des bactéries)
Cycle global de l’azote : Quel est le procédé Haber-Bosch ( 1909)
=Ce procédé permet de fixer 2x plus d’azote que ce qui serait ait naturellement fait par les bactéries = utilisation de pompes
=A doublé la quantité d’azote (N) disponible en circulation à la surface de la Terre (2x plus d’azote terrestre)
=L’être humain a donc modifié de manière fondamentale le cycle global de l’azote
Cycle de l’azote: quelles sont les conséquences d’utiliser le pompage (procédé Haber-Bosch)?
On pompe l’azote, mais débalancement!
=Si trop de nutriments ( N), cela fera augmenter l’eutrophisation ( trop d’algues) donc l’eau sera pauvre en O2 et cela est mauvais pour les poissons, car les rayons solaires ne passent pas.
Cycle global du phosphore : Où se trouve-t-il?
Très peu dans l’atmosphère
= son plus grand réservoir est dans les mines ( minéral)
- Tout le phosphore en circulation provient de l’altération des roches riches en phosphore comme la phosphorite
Cycle du phosphore: de quoi dépend sa disponiblité?
Elle dépend du taux d’altération des roches et de la dégradation des formes organiques de phosphore
Existe-t-il un moyen de récupérer l’Azote et le phosphore ?
Non, même s’ils sont les plus grands fertilisants, il n’existe pas encore de moyens pour les récupérer. Il est seulement dans la croute terrestre ( phosphore) , donc possibilité de pénurie ( manque de stock et mauvaise répartition= maroc)
Quel est le lien avec les poussières du Sahara et le phosphore?
Le vent pousse les poussières du Sahara et aide à fertiliser les sols canadiens, car elles sont riches en phosphore ( provient Maroc)
Quelle est l’histoire du phosphore?
Au Pérou, mines de guano ( cana oiseaux)
= excellent fertilisant : accumulation dans des puits
=Solidification = source durable et on mine
Pourquoi envisage-t-on une crise du phosphore?
-les roches phospharites se trouvent dans 1 pays : Maroc
-80% de la réserve se trouve là
-Question géopolitique!!!
Pourquoi parle-t-on du cycle brisé du phosphore?
1-Mines
2-Fertillisant
3-Phosphore disponible
4-Nourritoure
5-Déchets
6….
p disponible, déchet, nourriture…
= on prélève et on prélève, mais pas moyen de récupérer une fois qu’il va dans la rivière, on le perd dans l’océan… changer toilettes… récupérer urine…
La répartition des espèces vivantes est limitée par des facteurs __________,____________ et ___________
1-abiotique
2-Biotique
3-Historique
L’__________ de________ représente la distribution des espèces sur Terre
1-aire
2-répartition
La ________ ___________ est la somme des exigences d’une espèce
1-Niche
2-Écologique
Un ________ contient une communauté vivante et son______
1-Écosystème
2-Habitat
Les ______ sont des grandes communautés ___________ caractérisées par leur _________. Ils représentent la végétation _________ à un endroit donné s’il n’y avait pas d’______________ ______________
1- Biomes
2-biologiques
3-végétation
4-potentielle
5-Influence
6-Humaine
Les êtres humains ont laissé leur empreinte sur ________ % de la surface terrestre. Laissant seulement ______%
1-78%
2-22%
La répartition des biomes potentiels changent en raison des __________ _________
1-Changements
2-Climatiques
Le cycle global du _____ dépend aussi de la ________ de la biosphère
1-Carbone
2-respiration
Le cycle du carbone peut être décrit à différentes ________ ( global et écosystémique)
échelles
Le principal réservoir du phosphore est _______, c’est une ressource __________
1-minérale
2-Limitée
Nous avons plus que _______ la quantité de nutriments en circulation
doublé
