Écologie et environnement (final) Flashcards
1
Q
Définition d’une communauté
A
Populations de différentes espèces qui interagissent directement ou indirectement
- Sous-ensemble d’organismes
2
Q
Par quoi est défini la structure des communautés?
A
Par le mélange d’espèces
- Richesse
- Abondance relative
- Équitabilité
3
Q
Qu’est-ce que la richesse?
A
Nombre total d’espèces dans la communauté
4
Q
Qu’est-ce que l’abondance relative?
A
Proportion de chaque espèce de la communauté qui contribue au nombre total d’individus
5
Q
Qu’est-ce que l’équitabilité?
A
Degré d’uniformité des abondances relatives des espèces dans la communauté
6
Q
Calcul de l’abondance relative
A
Proportion (p) d’une espèce (i) dans une communauté de N individus
p = (ni/N)
7
Q
Comment on peut comparer les communautés?
A
Courbe rang-abondance (Diagramme Whittaker)
Diversité des espèces
8
Q
Qu’est-ce qu’une courbe rang-abondance (Diagramme Whittaker)?
A
- Ordonnes les espèces de plus abondante (rang 1) à moisn abondante
- Souvent échelle logarithmique, abondance relative y
- Permet de voir facilement les richesses (par les rangs)
- Permet comparer équitabilité
9
Q
Qu’est-ce que la diversité des espèces?
A
Mesure qui intègre à la fois la richesse et l’équitabilité
10
Q
Qu’est-ce que l’indice de Simpson (D)?
A
- Valeur plus basse est 1 (monoculture)
- Valeur de l’indice augmente jusqu’à S (valeur maximale = nb total d’espèces)
11
Q
Qu’est-ce qu’une espèce clé de voute?
A
- À un impact disproportionné sur la communauté par rapport à son abondance
- Élimination d’une espèce clé déclenche des changements dans la communauté qui peuvent réduire la diversité ou altérer son fonctionnement
12
Q
D’où sort le concept des espèces clés de voûte?
A
Des expériences de Robert Paine en 1969
13
Q
Que sont les ingénieurs d’écosystèmes et pourquoi sont-ils importants?
A
Espèces clé de voute
- Crée nouveaux habitats, en modifiant beaucoup de conditions environnementales pour d’autres espèces
Ex : castors
14
Q
Par quoi peut être affectée la structure de la communauté?
A
Par les relations trophiques entre les membres de la communauté
- Chaîne alimentaire
15
Q
Qu’est-ce que la chaîne alimentaire?
A
Une série hiérarchique d’organismes dépendants les uns des autres comme source de nourriture
16
Q
Qu’est-ce qu’un réseau trophique?
A
Système de chaînes alimentaires interconnectées et interdépendantes
17
Q
Qu’est-ce qu’un niveau trophique et quels sont les 4 niveaux?
A
Regroupement d’organismes en différentes catégories en fonction de leur position dans le réseau trophique
- Producteurs primaires : autotrophes
- Consommateurs primaires : herbivores
- Cons. secondaires : carnivores
- Cons. tertiaires : prédateur d’apex
18
Q
Où sont les omnivores dans les niveaux trophiques?
A
Consommateur primaires et secondaires
19
Q
Où sont les cannibals?
A
Prédateur d’apex, qui se consomme lui-même
20
Q
Qu’est-ce que la zonation?
A
Changement dans la structure de la communauté à travers le paysage
- Souvent associé à un gradient environnemental
- Reflète des changements de la compétitivité des espèces selon les conditions environnementales (niche réalisée)
- Présente dans tous les environnements
21
Q
Qu’est-ce qu’une succession?
A
Changements directionnels dans la structure de la communauté à travers le temps
22
Q
Qu’est-ce qu’une succession primaire?
A
Site qui n’était pas préalablement occupé par une communauté
- Ex: après éruption volcanique
23
Q
Qu’est-ce qu’une succession secondaire?
A
Site qui était préalablement occupé par végétation avant perturbation
- Ex: après un feu de forêt
- Tendance à se produire plus rapidement
24
Q
Quels sont les 3 mécanismes de succession?
A
Facilitation
Inhibition
Tolérance
25
Qu'est-ce que la facilitation?
Espèces pionnières modifient leur environnement et l'environnement devient ainsi plus favorable aux espèces successives
- Succession rapide
26
Qu'est-ce que l'inhibition?
Première espèce qui arrive résiste aux envahisseurs et rend l'environnement moins favorable aux autres espèces
- Succession lente
27
Qu'est-ce que la tolérance?
Les espèces successives ne sont ni favorisées ni défavorisées par les espèces pionnières
- Succession reflète simplement la tolérance des espèces successives à des niveaux de ressources plus faibles
28
Qu'est-ce qu'un cycle biogéochimique?
Bio = vie
Géo = terre
Chimique = transformation de matière
- Transformation de la matière (chimique entre les composantes abiotiques (géo) et biotiques (bio)
- Cycle local vs cycle global
29
Quels sont les types de cycles biogéochimiques?
1. Cycle à phase gazeuse
- Air (atmosphère)
2. Cycle sédimentaire
- Roches/sol (lithosphère)
3. Cycle de l'eau
- Eau (hydrosphère)
30
Caractéristiques d'un cycle biogéochimique à phase gazeuse?
- Réservoirs principaux des éléments : océans et atmosphère
- Cycles "globaux" : diffusion rapide dans l'atmosphère
- Azote (N2), Oxygène (O2)
31
Caractéristiques d'un cycle biogéochimique sédimentaire?
- Réservoir principal : lithosphère
- Cycles "locaux" : diffusion limitée dans les sols ou roches
- Calcium, Phosphore, Potassium
- Altération des roches
- 2 phases : "rocheuse" et "sel en solution/dilution"
32
Caractéristiques du cycle de l'eau?
- Réservoir principal : hydrosphère
- Connecte tous les cycles biogéochimiques
-- sans eau, pas de cyclage des éléments
33
Caractéristique du cycle biogéochimique hybride du soufre
Gazeux
- Dioxyde de soufre (SO2)
- Sulfure d'hydrogène (H2S)
Sédimentaire
- Inorganique. Ex : sulfure de fer (FeS), disulfure de Fer (FeS2)
34
Caractéristique du cycle biogéochimique hybride du carbone
Gazeux
- Dioxyde de carbone (CO2)
- Méthane (CH4)
Sédimentaire
- Inorganique : carbonate de calcium (CaCO3)
- Organique : tourbe, humus, combustibles fossiles (pétrole, charbon)
35
Quelles sont les caractéristiques générales du cycle local du carbone?
Lié aux flux d'énergie
Productivité primaire nette (PPN)
- C fixé par photosynthèse - C respiré par les plantes autotrophes
Productivité nette de l'écosystème (PNE)
- C fixé par autotrophes - C respiré par plantes autotrophes et hétérotrophes
- Dioxyde de Carbone (CO2)
36
Quelles sont les caractéristiques du dioxyde de carbone pendant le cycle?
- Source inorganique de tout le carbone organique
- Fixé dans la biomasse par photosynthèse (milieu terrestre et aquatique)
- Relâché dans l'atmosphère par respiration, combustion
- Échanges en milieu aquatique par diffusion
Carbone fixé par photosynthèse consommé par animaux herbivores et détritivores
37
De quoi dépend la vitesse de cyclage du cycle de carbone?
Dépend des taux de productivité et de décomposition
- Forêt tropicale humide : productivité élevée et décomposition rapide = cyclage rapide
- Tourbière : productivité faible (peu de nutriments) et décomposition lente = cyclage lent
38
Que changent la décomposition lente (1) et un milieu aquatique (2) dans le cycle du carbone?
1. Donne naissance à une accumulation de MO non décomposée sur une échelle géologique
- Charbon et combustibles fossiles
2. Quantité de carbone incorporé comme carbonates (exosquelette/coquilles)
- Carbonates précipitent au fond de l'eau et forme carbone géologique (roche calcaire) = carbone isolé de l'activité biologique
39
Que sont les fluctuations journalières et qu'est-ce que ça change?
- Concentrations CO2 fluctuent à travers la journée
- Concentration = différence activité photosynthétique et respiration
- Nuit : Conc. CO2 élevée (respiration élevée, pas photo.)
- Jour : Conc. CO2 diminue dans canopée (photosynthèse)
- Sol : toujours plus élevé (respiration racines et décomposeurs)
40
Caractéristiques fluctuations saisonnières?
Fluctuations plus élevées dans l'hémisphère nord que dans sud, car plus grande superficie terrestre dans l'hémisphère nord.
- CO2 augmente de janvier à juin
- CO2 diminue de juin à septembre
- CO2 remonte de octobre à janvier
41
Caractéristiques du cycle global du carbone ?
- Cycle hybride
- Lié aux échanges entre air, terre et eau
- Carbone total : 100 millions Gt
- Majorité non disponible (99,94%)
42
Caractéristiques bassins de carbones actifs (0,06%)
- C "actif" : transfert rapide entre réservoirs
- Océans (majorité), combustibles fossiles récupérables, sol + matière organique morte, atmosphère, végétation
43
Caractéristiques des échanges entre les réservoirs du cycle global du carbone?
Terrestre
- Combustibles fossiles (faible comparé aux flux naturels)
- Photosynthèse
- Déforestation
Aquatique
- Rivières (MOD, carbonate/bicarbonate dissous)
- Océans : rétention de 1 Gt C/année dans l'océan = puit de carbone
44
Quel est le lien entre la forme de CO2 et le pH
Si pH neutre : bicarbonate
Si pH alcalin (basique) : plus de carbonate
Si pH acide : forme libre ou dissous en acide carbonique
45
Quels sont les caractérisituqes de l'acidification des océans?
Océans peuvent absorber 30-40% du CO2 relâché par les humains
- Création de plus d'acide carbonique H2CO3
- Acidifie océans
- pH de 8.25 à 8.14 à 8.01
- Augmentation de la concentration de H+ de 30%
46
Quelles sont les conséquences de la réduction de CO32- (carbonate de calcium)
Diminution de pH = débalancement de l'équilibre entre carbonate, bicarbonate et CO2 libre
- Moins de carbonates : difficulté à former exosquelettes
47
Comment le carbone est emmagasiné dans les sols et végétation?
Par mécanismes biotiques
Forêt tropicale humide :
- C dans végétation, moins dans sols
- PPN élevée
- Décomposition rapide
Tourbières (régions nordiques)
- C dans sols, moins végétation
- Importants puits de C
- PPN faible
- Décomposition lente
48
Caractéristiques du cycle de l'azote?
- Limite souvent la PPN dans les écosystèmes terrestres
- Éléments essentiels dans TOUS les acides aminées
- L'atmosphère consiste à ~78% d'azote non disponible (ammonium et nitrates sont disponibles )
49
Quelles activités humaines ont doublé les apports en azote?
1. Fertilisants
2. Utilisations de plantes qui fixent N
3. Dépositions atmosphériques de N (combustibles fossiles : oxyde nitreux (N2O)
50
Quelles sont les types de fixation d'azote?
Fixation par éclairs
- Haute énergie
- N2 combiné avec H2O, déposé par pluie
- Formation de NH3 (ammoniaque) et de HNO3 (acide nitrique)
Fixation biologique
- Bactéries libres ou symbiotiques
- Plus important que fixation par éclairs
51
Caractéristiques organismes fixateurs d'azote symbiotiques en nodules?
- Bactéries convertissent N2 en NH3
- Plantes fournissent protection et sucres
- Demandant énergétiquement : fixer 1g de N demande environ 10g de glucose
52
Caractéristiques organismes fixateurs d'azote symbiotiques photoautotrophe?
- Mutualisme
- Importants lors de la succession primaire
- Champignon procure protection
- Cyanobactérie procure sucres et N
Milieux aquatiques
53
Qu'est-ce que la nitrogénase et ses caractéristiques?
L'enzyme clé de la fixation d'azote, mais dénaturée ne présence d'oxygène
- Doit être protégée de l'oxygène
Caract. :
Réduction de N2 par nitrogénase demande bcp énergie (ATP)
- Plantes fixatrices d'azote ne tolèrent souvent pas l'ombre
54
Caractéristiques organismes fixateurs d'azote non symbiotiques photoautotrophe?
- Cyanobactéries
- Cellules spécialisées pour fixation N
- Protection nitrogénase contre O2 produite par photosynthèse dans cellules adjacentes
55
Pourquoi le N limite la PPN?
À cause des contraintes abiotiques et biotiques
1. Énergie requise : 10g de glucose/g de N fixé
2. Fixation du N limitée par d'autres nutriments
- Phosphore (forêts humides et lacs)
- Molybdène (sol lessivés)
- Fer (écosystèmes marins)
3. Consommation par herbivores
- Organismes fixateurs d'azote : tissus riches en protéines
- Diminue leur abondance et apports en N dans l'écosystème
56
Comment les activités humaines ont augmenté les dépositions de N?
Fertilisants
- volatilisation NH3 = NH4+ et déposé par pluie
Combustibles fossiles
- Oxide nitreux (N2O) et mono/dioxyde d'azote
Dans certaines régions, déposition N = quantité totale absorbée par végétation
57
Quelles sont les étapes de la transformation de l'azote?
Fixation de l'azote
Ammonification
Nitrification
Dénitrification
58
Comment les écosystèmes peuvent perdre de l'azote (Dénitrification)?
1. Perte gazeuses
- Volatilisation
- Nitrification, dénitrification
- Feux
2. Pertes en solution (lessivage)
3. Pertes causées par l'érosion
- Suite à changement utilisation terres
- Pentes instables, vents forts
59
Caractéristiques du cycle local du phosphore?
P = élément sédimentaire, pas de phase gazeuse. Principalement dans lithosphère
- Cycle du P suit cycle de l'eau
- P limite PPN dans écosystèmes non perturbés (naturels)
- Faibles concentrations dans l'eau (limite PPN) dans écosystèmes d'eau douce
- Impliqué dans formation de l'ATP et de l'ADN
- Peu de pertes par lessivages (90% par érosion)
- 3 formes de P en milieu aquatique
60
Comment le pH influence la fixation du P dans le sol?
P peu soluble dans sol
- pH 6-7 : solubilité MAX
- pH 7.5 et + : sous forme de phosphate de calcium (peu soluble)
- pH 5 ou - : fixé au Fe, Al, Mg ou Mn (peu soluble)
- Sols tropicaux lessivés très acides et ont fort pouvoir de fixation du phosphate
61
De quel manière il est possible d'accéder aux phosphores ?
Champignons ectomycorhiziens :
- Plante donne sucres
- Champignon donne N, P (par phosphatase)
Champignons endomycorhiziens :
- Même échange, mais champi augmente volume sol exploré pour trouver P (pas d'enzymes)
Racines protéoïdes
- Exsudation sels d'acides carboxyliques pour miner le P
62
Caractéristiques du cycle global du phosphore?
Seul cycle sans réservoir dans l'atmosphère (sédimentaire)
Réservoirs importants
1. Sols
2. Océans
3. Roches phosphatées
4. Végétation
Seulement 10% des flux en provenance des rivières est disponible
63
Caractéristiques du cycle local du soufre?
Cycle hybride
Activités humaines créent du SO2
- Forme acide sulfurique avec eau
- Pluie acides
Utilisé dans certains acides aminés
Milieu anaérobique: SO4
- Accepteur d'électrons pour oxyder le carbone organique
- Réduit en H2S par bactéries
64
Quels sont les contaminants intégrés par les humains et leurs conséquences?
Dans chaîne alimentaire : plomb, cadium, mercure
Cuivre : devient toxique à hautes concentrations
Pb : particules fines pour combustion de gazoline
- Persiste 5000 ans dans surface sols
Hg : contamination milieux aquatiques
- Hautement toxique et bioaccumule
65
Qu'est-ce que la biogéographie?
Étude la répartition géographique du biote
66
Que sont des équivalents écologiques?
Organismes de forme et de fonction similaires occupant des régions géographiquement distinctes
67
Qu'est-ce qu'une évolution convergente et comment cela arrive?
L'évolution indépendante d'un (ou plusieurs) traits similaire chez deux espèces qui ne partagent pas un ancêtre commun récent
- Si des environnements à des endroits géographiques différents imposent les mêmes contraintes
68
Définition biomes
Zones de types de végétation similaires dans des habitats géographiquement éloignés, définis par leur apparence plutôt que par la composition de leurs espèces
- Relation entre climat et végétation
69
Quels sont les 9 biomes terrestres principaux (et les 5 importants pour nous)?
- Forêts tropicales (humides et sèches)
- Savanes tropicales
- Prairies (1)
- Déserts (2)
- Arbustaires méditerranéennes
- Forêts tempérées décidues (et mixtes) (3)
- Forêts tempérées conifériennes
- Forêts boréales (4)
- Toundras (5)
70
À quoi est liée la distribution des biomes terrestres?
Climat
- Température : détermine la composition en espèces
- Précipitation : détermine quelle forme de croissance végétale domine (arbres, arbustes, graminées)
Topographie, sol, élévation et régime des feux jouent un rôle secondaire
71
Quelles sont les 3 formes de croissance végétale et leurs caractéristiques?
Graminées
- Majorité de la biomasse est dans tissus photosynthétiques
- Peu de tissus de support
- Tolère des conditions difficiles
- Méristème près du bas : croissance rapide après perturbations
- Caractéristique des prairies
Arbustes
- Moins de tissus de support que les arbres
- Peuvent avoir racines profondes
- Caractéristique des arbustaires
Arbres
- Beaucoup de tissus de support
- Permet l'accès à la lumière
- Caractéristique des forêts
72
Quelles sont les caractéristiques des prairies?
- Dominée par les graminées
- Entre 250 et 1000 mm de pluie
- Un des biomes les plus modifiés par l'homme pour l'agriculture (sols fertiles)
- Présentes à latitudes intermédiaires et à l'intérieur des continents où la pluie est plus faible
- Importantes fluctuations de précipitations entre années (souvent sujet à la sécheresse)
73
À quoi est lié la productivité des prairies et quels sont les 3 types d'animaux caractéristiques?
Fortement liée aux précipitations annuelles
- Ongulés gros herbivores, souvent en troupeaux
- Rongeurs qui creusent terriers
- Insectes herbivores
74
Quelles sont les caractéristiques du désert?
- Occupe entre 25 et 35% de la surface terrestre
- Précipitations faibles (<200 mm)
- Températures peuvent être variables (déserts frais/chauds)
- Faible productivité primaire (peu de végétation)
75
Qu'est-ce que les organismes du désert doivent faire pour survivre à la sécheresse et quelles sont les 2 stratégies?
Évoluer
Évitement : évitent les conditions de sécheresse
- Se cachent sous la terre où le sol est humide et température fraîche
Tolérance : possèdent adaptation pour faire face à la sécheresse
- Arbustes avec racines profondes
76
Caractéristiques des forêts tempérées décidues?
- Saisonnalité distincte : hivers froids, mais suffisamment de précipitations printemps/été pour une canopée fermée
- Perte de feuilles à l'hiver : fournit habitat et nutriments pour les animaux et communautés fongiques
77
Caractéristiques forêts mixtes?
- Majorité forêts du Canada
- Mélange de feuillus et conifères
- Conifères tolèrent mieux températures froides et courtes saisons de croissance que arbres décidues
78
Caractéristiques des forêts boréales (ou Taïga en Eurasie)
Dans les régions nordiques plus froides où la saison de croissance est courte
- Dominée par conifères
- Plus grand biome sur Terre
- Plus grand biome du Canada (35% masse continentale et 77% couvert forestier)
- Nombreux habitats différents pour grandes et petites espèces
- Souvent perturbée par feux de forêt (importants pour reconstituer sols pauvres en nutriments)
79
Caractéristiques des toundras?
Défini par la limite des arbres à cause des faibles températures
- Climat très froid
Plaine gelée (pergélisol)
- Épaisse couche souterraine de sol qui reste gelé tout au long de l'année
80
Quelle est la différence entre la toundra et un désert polaire?
Toundra : peut avoir 100% du sol couvert par végétation et sol humide grâce au pergélisol
Désert polaire : - de 5% de couverture de végétation
81
Quelles sont les caractéristiques de la classification des écosystèmes aquatiques?
Emphase sur facteurs abiotiques
Salinité comme facteur primaire (aussi substrat, profondeur, débit et organismes abondants)
Écosystème marin : >10g Cl/L d'eau
- Océanique et côtier
Écosystème d'eau douce : <1 g Cl/L
- Lotique : eau courante (rivière et ruisseaux)
- Lentique : eau stagnante (lacs, étangs et milieux humides)
82
Combien y'a t-il de lacs dans le monde? Et au Canada?
117 millions
60% des lacs du monde
Québec : ~ 1,8 millions de lacs
83
84
Quelles sont les différents écosystèmes considérés lentiques?
- Lac en montagne (trou déjà en dessous du glacier)
- Lac laurentien (gratté par le retrait du glacier)
- Lac sédimentaire
- Marais / étangs
- Lacs tectoniques
- Lacs de cratères (météorite ou origine volcanique)
85
Caractéristiques lacs tectoniques?
- Dépression de la croûte terrestre
- Formation de montagnes
- Généralement très profonds (Max 1600 m)
- Espèces endémiques
86
Qu'est-ce qui peut changer un écosystème lotique en lentique?
- Barrages de castor
- Barrages hydroélectriques
87
Quelles sont les 4 zones dans un lac et leurs caractéristiques respectives?
Zone littorale (la rive)
- Lumière pénètre au fond
- Abondance de plantes (macrophytes)
Zone limnétique (eaux libres)
- Zone illuminée pas en contact avec le fond
- Phytoplancton (producteurs primaires)
- Zooplancton (carnivore ou herbivore)
- Necton (poissons)
Zone profonde
- Débute au niveau de compensation (respiration = productivité primiaire)
- Apport énergétique de la zone limnétique
Zone benthique
- Fond du lac
- Accumulation de sédiments et décomposition
- Apport énergétique de la zone limnétique
88
Quelle est la zonation de plantes de la zone littorale?
Zonation importante de la végétation causée par les différences de profondeur d'eau
- PPN élevée
- "Éponge" à nutriments
Plantes submergées - Plantes flottantes - Plantes émergeantes
89
Quelles sont les caractéristiques des organismes dans la zone limnétique?
- Plancton : organisme qui flotte dans la colonne d'eau
- Zooplancton consomme le phytoplancton
- Bloom printanier de phytoplancton (plus de lumière, plus de nutriments)
- Necton : organisme macroscopique qui nage
- Distribution contrôlée selon : Température, nourriture/proies, oxygène
90
Où sont distribués certains poissons selon les saisons?
Été (- O2 dans le fond)
- Épilimnion : brochet et achigan
- Hypolimnion : truite
Hiver (O2 bien réparti)
- Tous dans la même couche
91
Que ce passe-t-il en automne avec la zone profonde et benthique?
Brassage de l'eau et migration d'espèces en zone profonde
Sédiments du fond formés par carcasses et plantes mortes provenant du littoral qui sont décomposés
Zone benthique : bactéries anaérobiques dominent les sédiments (décomposition = diminution de l'O2)
Débute au niveau de compensation (profondeur limite de pénétration de la lumière)
- Productivité primaire (photosynthèse) limitée par la lumière
- Respiration = productivité primaire
- Consommation O2 = Production O2
92
Qu'est-ce que le benthos?
Organismes vivants dans la zone benthique
- Abondance de périphyton, aussi une source de nutriments de brouteurs
93
Caractéristiques un lac eutrophe?
Riche en éléments nutritifs
- Généralement peu profonds
- Ration surface : volume élevé
- Abondance de nutriments (surtout P)
- PPN élevée
- Phytoplancton concentré en surface
- Matière organique élevée = grande demande en O2 pour la décomposition
- Faible O2 = diminution diversité benthos
94
Caractéristiques un lac oligotrophe?
Pauvre en éléments nutritifs
- Profondeur variable
- Ration surface : volume faible
- P facteur limitant la PPN
- Commun sur le bouclier canadien
- Peu d'énergie et de matière organique pour les décomposeurs = O2 élevé
- Sédiments principalement inorganiques
- Biomasse faible, mais diversité de poissons et invertébrés peut être élevée
95
Qu'est-ce qu'un lac dystrophique?
Riche en acides humiques (tanins)
- Près des tourbières
- Généralement oligotrophes
- Eau brune foncée
- PPN basse car peu de lumière et pH bas
96
Quelles sont les caractéristiques de la structure, vélocité et habitats des écosystèmes lotiques?
Ex : Delta du Mississippi : interface entre rivière et Golfe du Mexique
- Formé par accumulation de sédiments transportés par l'eau
Des petits ruisseaux qui se rencontrent augmentent en ordre et en taille
- Ruisseau de tête, sans tributaire = 1er ordre
Vélocité : affectée par gradient (pente), la forme (largeur, profondeur, rugosité), intensité des précipitations ou rapidité de la fonte de la neige
97
Quelles sont les caractéristiques d'un ruisseau à vélocité rapide et un à vélocité faible?
Rapide :
- Pente plus élevée et ruisseau plus étroit
- Débit : >50 cm/s
- Déloges particules < 5 mm
- Fonds rocheux (substrat)
Lente :
- Pente plus faible et ruisseau plus large
- Débit : < 50 cm/s
- Accumulation de sédiments
98
Caractéristiques des rapides et des bassins?
Rapides : eaux vives
- Productivité primaire importante
- Périphyton dominant
- Production O2 (Consommation CO2)
Bassin : eaux calmes
- Décomposition importante
- Dépôts de matière organique : augmentation de décomposition et respiration
- Production CO2 (Consommation O2)
99
Quelles types d'altérations les barrages hydroélectriques produisent?
- Réduction des fluctuation de niveau d'eau
- Débit en aval diminué
- Formation d'un "lac" en amont
- Inondation de la matière organique
- Blooms planctoniques et nouvelles espèces de poissons dominants
- Conséquences biogéochimiques
100
Combien de pourcentage des rivières ne sont pas régulées?
37% (donc 63% avec barrages)
101
Quelles sont les caractéristiques des invertébrés déchiqueteurs?
- Groupe important en abondance
- Fragmentent la matière organique grossière (>1mm diamètre)
- Consomment feuilles principalement pour bactéries à la surface des feuilles
- Assimilent 40% du matériel (60% éliminé en fèces)
102
Quelles sont les caractéristiques des invertébrés collecteurs?
- Matière organique fine (<1mm) utilisée par les collecteurs
- Collecteurs filtreurs et ramasseurs
- Énergie provient de bactéries sur la surface de feuilles décomposées
103
Quelles sont les caractéristiques des invertébrés brouteurs?
- Herbivores, broutent le périphyton et les bactéries
- Remise en suspension de la matière organique fine (<1mm)
104
Quelles sont les caractéristiques des invertébrés gougeurs?
- Organismes fouisseurs
- Herbivores, consomment bois et bactéries
105
Quelles sont les caractéristiques des espèces adaptées aux différents débits?
Vélocité rapide
- Adaptations pour résister au débit
- Espèces allongées
- Adhésion au substrat
- Besoin en oxygène élevés
Vélocité lente
- Corps aplatis
- Invertébrés fouisseurs
106
Définitions de allochtone et autochtone
Allochtone : matière organique/biomasse produite à l'extérieur (ex: feuilles d'arbres)
Autochtone : matière organique/biomasse produire à l'intérieur (ex : périphyton, plantes, phytoplancton)
107
Quelles sont les zones océaniques du plus haut au plus profond et leurs caractéristiques)
Tous : zone pélagique
- Zone épipélagique (surface à 200m, forts gradients de lumière, température et salinité)
- Zone mésopélagique (200 à 1000 m, peu de lumière, temp. constante et zone d'oxygène minimum)
- Zone bathypélagique (noirceur complète, pression eau élevée, température froide)
- Zone abyssopélagique (4000 au fond marin)
- Zone hadalpélagique (régions avec fosses et canyons sous-marins)
- Zone benthique
108
REVOIR DIAPO 82 COURS 8
FRL BROSKI
109
Comment les phytoplancton et le zooplancton varient selon les différentes zones océaniques?
Phytoplancton
- Principaux autotrophes
- Entouré d'un médium contenant les nutriments
- Restreint à la zone épipélagique (besoin en lumière important)
- Abondants dans le littorale et province néritique
Zooplancton
- Principaux herbivores
- Dépendent du phytoplancton
- Conversion des producteurs primaires en tissu animal
110
Quelles sont les 2 formes de phytoplancton?
Diatomées
- Paroi de silice
- Dominants dans les océans froids et dans les zones de remontée d'eau, riches en nutriments
Cyanobactéries
- Hétérocyste (cellule fixatrice d'azote)
- Dominants dans régions tropicales et tempérées
- Abondants dans la zone épipélagique
- Blooms de cyanobactéries
111
Quelles sont les caractéristiques des macroalgues côtières?
- Autotrophes dominants des zones côtières peu profondes (<120 m)
- Algues brunes les plus abondantes (côtes rocheuses)
Ex : Macrocystis
112
Quelles sont les caractéristiques du zooplancton herbivore?
Copépodes
- Conversion de la production primaire en tissu animal
- Animal le plus abondant sur Terre
- Entre 0,5 - 5 mm
- Migrations journalières
113
Quelles sont les caractéristiques de la boucle microbienne?
- Chaîne alimentaire débute avec bactéries et protistes
- Dépendance de la matière organique dissoute (MOD)
- Création d'une boucle microbienne
114
Quelles sont les caractéristiques du necton?
Organismes qui nagent
- Petits poissons à baleines et requins
- Certains restreints à la zone photique, d'autres migrent entre les zones
Zone mésopélagique et plus bas
- 2/3 organismes bioluminescence
- Appâter des proies
- Reconnaissance de congénères (reproduction)
115
Caractéristiques du benthos
- Pas de photosynthèse = organismes hétérotrophes dépendants de la MOD des couches supérieures
- Haute diversité : vers polychètes, crustacés, échinodermes
- Présence de cheminées hydrothermales sur l'axe des dorsales océaniques
- Chauffent l'eau environnante jusqu'à 8 à 16
- Présence de bactéries chemolithoautotrophes
116
Caractéristiques des mangroves
- Latitudes tropicales (recouvrent 60-75% des côtes)
- Faible action des vagues
- Accumulation de sédiments
- Conditions anoxiques
- Environnement très productifs
- Bio-boucliers
117
Caractéristiques des milieux humides d'eau douce
- Couvrent 6% de la Terre
- Retrouvés dans tous les climats et habituellement locaux
- Quelques plus étendus
118
Caractéristiques des tourbières
- Dominés par mousses (spahignes) et épinettes
- Dépendent surtout des précipitations
- Abondance de matière organique non décomposée
12% couvert par tourbières
Représentent 90% des milieux humides
Canada : 40% des tourbières du Monde
119
Quelles sont les fonctions écologiques des tourbières?
- Nécessaire aux animaux (oiseaux migrateurs)
- Régulation hydrologique
- Éponge à nutriments pour éviter l'eutrophisation
120
Quel est le cycle terrestre des nutriments?
Productivité primaire nette - Résorption - Chute dans litière - Matière organique morte - Décomposition/minéralisation - Éléments nutritifs du sol - Acquisition par plantes - Incorporation dans tissus végétaux
121
Quels sont les différents décomposeurs?
Organismes saprophages
Microflore ("vrais" décomposeurs)
- Champignons : tissus végétaux
- Bactéries : tissus animaux
Détritivores (invertébrés)
- Microfaune (<100 um)
- Mésofaune (100 um - 2 mm)
- Macrofaune (2 - 20 mm)
- Mégafaune (>20 mm)
122
Qu'est-ce que la séquence de décomposition végétale?
Champignons épiphytes
Pathogènes/parasites faibles
Champignons colonisateurs
Champignons qui dégradent polymères (cellulose)
Champignons qui dégradent produits récalcitrants (lignine)
Champignons opportunistes secondaires
123
Séquence de décomposition animale?
1. Charognards : partie digestibles (ex. muscles et organes)
2. Insectes détritivores : chaire et excréments
3. Autolyse : auto dégradation par enzymes
4. Putréfaction
- Diminution d'O2
- Bactéries anaérobies
- Production méthane (CH4) et sulfure d'hydrogène (H2S)
5. Décomposition lente : os, poils, griffes
- Champignons dégradent la chitine
124
Quelles sont les 2 manières d'estimer la décomposition?
Sacs de litières
- Mailles 1-2 mm
- Ne laisse pas passer macro et mégafaune (donc, pas nécessairement réaliste)
Courbe de décomposition
- Estimée sur plusieurs semaines
- k élevée = décomposition rapide
125
Qu'est-ce qui peut faire la différence sur le taux de décomposition?
Qualité de la litière comme substrat
Facteurs abiotiques
- Température et précipitations
- pH
- Milieu : sol vs eau
126
De quoi dépend la qualité de la litière? Et quel est un ordre de décomposition?
- Du type de composés présents
- De la facilité à briser les liens chimiques des composantes
Ordre (+ au - facile)
Protéines et composés solubles (ex. glucose) > Cellule et hémicellulose > Lignine
- + il y a de lignine, + décomposition est difficile et lente
127
Quelles sont les caractéristiques de décomposition dans un marais?
- Aérobie : Sacs de litière en surface du marais
- Anaérobie : Sacs 10 cm sous la surface
- Champignons dégradent la lignine en milieu aérobie (avec oxygène)
128
Quelles sont les conditions environnementales qui modifient la décompostition?
- Importance du climat
- Diminution activité microbienne avec le froid
- Milieux secs : diminue abondance microflore
129
Qu'est-ce que le temps de résidence et cela dépend de quoi?
Temps passé au sol par la litière avant d'être décomposée
- Dépend du taux de décomposition
130
Qu'est-ce que la minéralisation de l'azote?
Minéralisation brute : Transformation de l'azote (N) organique des détritus en N inorganique par les bactéries et champignons
- Ex : protéines en nitrate et en ammonium
Immobilisation : acquisition et assimilation de nutriments inorganiques par décomposeurs microbiens
131
Qu'est-ce que la minéralisation nette?
La différence entre la minéralisation brute et l'immobilisation
132
Quelles sont les 3 phases du changement de l'azote dans le sac de litière?
1. Lessivage : N diminue
2. Immobilisation > minéralisation (N augmente)
3. Immobilisation < minéralisation (N diminue)
133
De quoi dépend la minéralisation de l'azote?
- Dépend des contenus initiaux en azote
- Contenus élevés : minéralisation plus important que l'immobilisation au début (pas d'augmentation des concentrations en Azote)
134
Quelles sont les étapes du changement de composition ?
1. Diminution de la masse dans le temps, lors de la décomposition de la litière
- Épines ont un ratio élevé, donc immobilisation du N du sol par décomposeurs microbiens
2. Lorsque litière est décomposé, carbone est perdu par respiration et reste converti en biomasse
- N résiduel du sac augmente avec la perte de masse originale
3. Diminution de carbone et l'augmentation du %N de la matière organique résiduelle mène à un déclin ration C:N
- Développement du humus
4. Carbone accessible est décomposé en premier, pourcentage de lignine de la matière résiduel augmente
135
Comment la décomposition est affectée par les nutriments?
- Dépendance des contenus initiaux en nutriments
- Dépendance de la demande en nutriments par les communautés microbiennes présentes
136
Qu'est-ce que la rhizosphère?
Zone active de croissance et mortalité de racines (importante activité bactérienne et fongique)
- Lieu de décomposition rapide grâce aux plantes et à la boucle microbienne
137
Quel est le rôle des plantes dans la boucle microbienne du sol?
- Produisent des carbones simples (sucres, riches en énergie et en C) : Exsudats
- Peuvent représenter jusqu'à 40% de la PP
- Pauvres en nutriments
- Les exsudats forcent les microbes à décomposer la matière organique du sol pour acquérir le N complexé
- Le N est immobilisé dans les microbes
138
Quel est le rôle des prédateurs de la rhizosphère?
- Consomment les microbes
- Excrétions d'azote (ammoniac NH3)
- Azote minéralisé (retour au sol sous forme inorganique)
- Acquisition par les racines
- Cycle crucial pour la fertilité des sols
139
Quelles sont les caractéristiques de la décomposition dans l'eau?
Étapes similaires qu'en milieu terrestre
- Lessivage, fragmentation, colonisation, consommation par détritivores
Variations selon le niveau de l'eau
- Litière submergée décompose plus vite :
1. Plus accessible aux détritivores
2. Plus favorable à la colonisation par décomposeurs (moins de fluctuations)
140
Comment se fait le lien entre la zone de PP et de décomposition?
Du sol à la canopée
Par les troncs + système vasculaire
- Séparation verticale
141
Comment les nutriments se répartissent dans un milieu aquatique?
Zone littorale
- Connexion verticale par les macrophytes
Zone limnétique
- Peu de connexion verticale entre les 2 zone
142
Comment la production des lacs est affectée par sa grosseur?
Lac avec ratio surface : volume
- Élevé : plus productifs (eutrophes)
- Faible : moins productifs (oligotrophes)
143
Quelle est l'importance des saisons dans le cycle aquatique des nutriments?
Pic de productivité au printemps
- Augmentation lumière (énergie)
- Augmentation température
- Augmentation des nutriments suite au brassage
Diminution en été alors que les nutriments diminuent
144
Qu'est-ce qu'une utilisation des ressources durable, contrairement à non durable?
Durable : demande < offre
Non durable : demande > offre
145
Comment il serait possible de faire une exploitation durable des ressources?
Période de rotation
- Intervalle pour le renouvellement de la ressource au niveau précédent
146
Qu'est-ce que l'écologie humaine?
Interactions entre humains et environnement
Humain utilise principalement des énergies non renouvelables
- Énergies fossiles (Pétrole, Gaz, Charbon, minéraux)
Plupart des industries sont générées actuellement de façon non durable
- Agriculture
- Foresterie
- Pêches
147
90% de l'agriculture industrialisée provient de quoi?
- 15 espèces végétales
- 8 espèces animales
148
Combien de % de la surface terrestre est représenté par l'agriculture?
36%
149
Quels sont les 2 types d'agriculture et leurs caractéristiques?
Traditionnelle
- Peu d'intrants
- Petite surface
- Moins productive
- Travail vivant (humain et animaux)
- Souvent en polyculture
Industrialisée
- Beaucoup d'intrants (fertilisants, pesticides, herbicides, irrigation)
- Grande surface
- Grande productivité
- Dépend de machineries et énergies fossiles
- Souvent en monoculture (une seule plante par champ)
150
Quelles sont les 4 conséquences écologiques de l'agriculture?
1. Contamination
2. Eutrophisation
3. Déposition atmosphérique (N)
4. Production de gaz à effet de serre
- Combustion (CO2)
- Émission par bétail (CH4)
- Dénitrification (N2O)
151
Quels sont les deux effets négatifs causés par le lessivage?
1. Contamination de la nappe phréatique et cours d'eau
- Nitrate dans l'eau
- Pesticides et herbicides
- Métaux (dans les intrants)
2. Eutrophisation
- Eaux douces
- Estuaires
- Milieux marins
152
Qu'est-ce qu'un résumé simple du processus d'eutrophisation?
Nutriments (P, N) font des
Microorganismes (algues, bactéries)
mène à Matière organique qui crée
Décomposition ou Turbidité et mène à
Mort d'organismes
153
Caractéristiques de la déposition atmosphérique (N)
Activités humaines montent déposition N par précipitation
Causes :
- Fertilisation
- Combustion de carburants fossiles
- Combustion libère NO et NO2 dans l'atmosphère
Conséquences :
- Pluies acides
- Déséquilibre du cycle de l'azote (décomposition rapide)
154
Quels sont les défis et les différentes propositions pour des solutions en agriculture?
Défi :
- Soutenir ou augmenter la productivité? Ou réduire les pertes?
- Minimiser les impacts écologiques
Propositions :
- Organismes génétiquement modifiés (OGM)
- Pratiques durables
(agricultures bio, luttes intégrées, protection du sol, bandes riveraines?
155
Quels sont les 2 problématiques principales des coupes à blanc?
Perte de biodiversité
- Plantation de monoculture
- Récolte de mêmes espèces
- Perte d'hétérogénéité des sites
- Perte d'habitats
Perte de fertilité
- Érosion
- Réduction de la matière organique
- Lessivage
156
Comment se fait la récolte durable dans l'industrie de la foresterie?
- Récolter le bois lorsque la biomasse = biomasse du cycle avant
- Cycle plus court = non durable à long terme
- Cycles de récolte en foresterie varient entre 50 et 100 ans
157
Quelles sont deux solutions pour de la foresterie durable
Coupes variables
- Coupes de protection pour favoriser la régénération des jeunes arbres
- Coupes avec réserves de semenciers
- Coupes partielles
Pratiques écologiques (imiter la nature)
- Laisser des débris forestiers
- Protéger le sol de l'érosion
- Favoriser différentes espèces
- Régimes de perturbation
158
Que permet les coupes variables?
Variété de stades de développement de la forêt
159
Qu'est-ce que la diversité de stades?
Diversité de :
- Plantes
- Animaux
- Microorganismes
160
Que faudrait-il faire pour maintenir les ressources marines dans le temps?
Maintenir la population à sa croissance maximale
- Généralement à la moitié de la capacité porteuse (k)
- Population est à son meilleur pour se régénérer
161
Que sont des prises accessoires?
- Espèces non désirées, prises par accident
- Destructions du fond marin
162
Qu'est-ce qu'une piste de solution à la pêche?
Pêche intégrée
- Aquaculture intégrée, multitrophiques
- Cultures d'espèces de différents niveaux trophiques
163
Quelle est l'importance principale de la biodiversité?
Résilience
- Redondance de fonctions et services permet de garder le système fonctionnel malgré certaines pertes
164
Comment sont déterminés les points chauds de la biodiversité?
1. Nombre d'espèces
2. Endémisme
3. Menaces/Risques
>1500 espèces endémiques (retrouvées juste à ce milieu)
Avoir perdu >70% du territoire original
165
Quels sont les facteurs de risques d'extinction?
1. Distribution limitée (petit territoire ou endémisme)
2. Migration saisonnière
3. Espèces spécialistes et niches étroites
4. Besoin de vaste territoire
5. Habitats conflictuels avec l'activité humaine
6. Populations faibles ou peu nombreuses
166
Caractéristiques de la distribution limitée?
Petite superficie de territoire viable
- Si territoire disparaît = extinction de l'espèce
167
Caractéristiques des espèces spécialisées (niches étroites)?
Environnements spéciaux = territoires viables limités
Conservation spécifique
167
Caractéristiques de la migration saisonnière?
Besoin de >2 territoires
- 2x plus de conservation nécessaire
- Augmente le nombre d'acteurs et de pressions qui détruisent le territoire
- 2x plus de risques d'extinction
168
Caractéristiques du besoin d'un vaste territoire?
Grande superficie de territoire à conserver
- Énorme effort de conservation
Espèces plus affectées par la fragmentation du territoire
169
Caractéristiques des conflits avec activités humaines?
- Territoire très affecté et dégradé
- Pressions socio-économiques très fortes
- Conservation plus difficile
170
Caractéristiques des populations faibles?
Taux de reproduction faible = faible r
- Peu de bébés
- Courte période de reproduction
- Maturité tardive
Probabilité de survie de la population diminuée
170
Quelles sont les 3 causes des extinctions?
1. Destruction de l'habitat
2. Surexploitation
3. Espèces envahissantes
171
Caractéristiques de la destruction de l'habitat?
Diminution de la superficie pour habiter, se reproduire, migrer, manger, chasser...
= Fragilise les espèces
172
Qu'est-ce que la fragmentation de l'habitat?
Morcellement/coupure du territoire par des barrières écologiques (ex: routes, exploitation, construction)
Perte de connectivité
- Degré de connexion entre milieux naturels
- Potentiels d'échanges, de déplacements...
++ d'effet lisière (ou effet bordure)
- Facteurs environnementaux différents à la limite de deux environnements
173
Caractéristiques de la surexploitation?
- Effondrement de populations
- Surexploitation crée des déséquilibres dans la chaîne alimentaire et les cycles biogéochimiques
Ex : surpêche dans la barrière de corail
174
Caractéristiques des espèces envahissantes
Beaucoup de dommages écologiques
Conséquences :
- Extinctions d'espèces indigènes
- Maladies exotiques
- Nouveaux prédateurs
- Déséquilibre des cycles biogéochimiques
175
Quelles sont les 5 notions de conservation?
1. Population minimale viable
2. Métapopulation
3. Réintroduction
4. Protection du territoire
5. Restauration du territoire
176
Caractéristiques de la population minimale viable?
Population minimale viable (PMV)
- Plus petite population isolée ayant 99% de chance de persister sur 1000 ans malgré les fluctuations environnementales
Données obtenues par des études en conservation
Surface minimale dynamique (SMD)
- Surface d'habitat pour maintenir une population minimum viable
- Augmente avec le niveau trophique ou les besoins de territoire
177
Caractéristiques des métapopulations?
L'immigration peut sauver d'autres populations
178
Caractéristiques de la réintroduction?
- Individus d'autres populations
- Reproduction en captivité
Parfois un succès, parfois un échec
- Mieux de protéger le milieu de vie
179
Caractéristiques de la protection du territoire?
Aires protégées
- Terrestres (12% mondial)
- Marines (1% mondial)
Actions essentielles à la conservation
Une des plus importantes
180
Qu'est-ce que la mission monarque?
Plan nord-américain de conservation du monarque
- Plan des années 90 - réintroduction
- 2000's - protection du territoire + introduction de plantes nourricières
181
Que sont des corridors verts?
Ex : corridor forestier du Mont-Saint-Bruno
- Achat de terres
- Protection volontaire privée
182
Caractéristiques de la restauration du territoire
Par processus naturels
- Croissance de populations
- Reconstruction de ressources
- Formation du sol
Par restauration écologique
- Objectifs : accélérer les processus
- Revenir à l'état écologique avant perturbation
- Accélérer la succession écologique
- Rétablir les fonctions écologiques
183
Qu'est-ce que la restauration biotique?
Réintroduire les espèces du milieu
- Plantes
- Animaux
- Champignons
184
Qu'est-ce que la restauration abiotique?
Fortes contraintes abiotiques qui empêchent les espèces de se rétablir
Nécessite de restaurer les composantes abiotiques
- Reconstruction des sols
- Ajuster le pH du sol
- Dévier ou rétablir un cours d'eau
185
Quelles sont des pistes de solutions basées sur la nature ainsi que les problématiques?
Phytotechnologies
- Marais filtrant
- Stabilisation de berge
- Phytoremédiation
- Toit verts
- Biorétentions
Problématiques
- Pollution de l'eau
- Érosion
- Contamination du sol et des eux
- îlots de chaleur
- Gestion de l'eau
186
Quels sont les 6 changements climatiques principaux?
1. Température
2. Évènements extrêmes
3. Précipitations
4. Fontes glaciaires
5. Niveau de la mer
6. Acidification des océans
187
Caractéristiques des changements de température climatique
Entre 1880 et 2012 : 0,85 degrés
2020 : 1,1 degrés
- points chauds ou frais
- Surface de l'océan aussi
188
Caractéristiques des changements de précipitation?
- Précipitations extrêmes vont aussi changer
- Tous les régimes seront davantage en dent de scie
189
Quels sont les risques associés aux sécheresse et aux inondations?
Sécheresse :
- Diminution de la couverture végétale
- Fissure et déstructuration du sol
- Risque d'érosion plus élevé
Inondations
- Érosion élevée
- Retrait de végétation et sol
- Risques d'anaérobie
190
Caractéristique du niveau de la mer?
Augmentation de 190 mm (0,19 m) depuis 1900
191
Quel est l'impact du climat sur les écosystèmes?
De l'individu à l'écosystème
- Physiologie et comportement
- Fécondité, mortalité et taux de croissance des populations
- Compétitivité des espèces
- Production (ex : PPN)
- Cycles biogéochimiques
192
Quels sont les impacts sur les populations?
- Biomasse produite dépend des températures et précipitations
- Changements de ces facteurs peuvent amener des populations à changer de distribution géographique
- Migration des espèces
193
Quels sont les impacts sur la distribution géographique?
Migration
- Il est attendu que beaucoup d'espèces migrent vers les pôles pour tenter de trouver des conditions climatiques similaires à leur territoire d'origines
- Latitude et altitude
194
Qu'est-ce qui est dit dans l'accord de Paris (2015)?
- 189 pays
- Maintenir < 2 degrés (idéalement 1,5)
- Plans d'action proposés
- Obligation des pays industrialisés à redonner à d'autres pays
195
Quelles sont les solutions du GIEC?
Nécessité de s'adapter
Solutions basées sur la nature
- Restaurer habitats naturels riverains
- Gestion basée sur les capacités des écosystèmes
Diminution des inégalités sociales
- Éducation
- Services sociaux
Adaptations des infrastructures
- Systèmes d'irrigation agricoles
- Adaptations des espèces cultivées
- Verdir les villes
