Écologie final Flashcards
Définition richesse
Le nombre total d’espèces dans la communauté
Définition abondance relative
Proportion que chaque espèce de la communauté contribue au nombre total d’individus
Définition équitabilité
Degré d’uniformité des abondances relatives des espèces dans la communauté
Caractéristiques courbe rang-abondance (diagramme Whittaker)
-Échelle logarithmique
- Permet voir facilement richesse
-Permet comparer équitabilité
Définition diversité des espèces
Mesure qui intègre à la fois la richesse et l’équitabilité
Définition espèces clés de voûte
Impact disproportionné sur la communauté par rapport à son abondance
Définition ingénieurs d’écosystèmes
Créent des habitats nouveaux, modifient beaucoup conditions environnementales pour autres espèces
Avantages qu’apportent les ingénieurs d’écosystèmes
-Augmente l’hétérogénéité de l’habitat dans l’écosystème
-Augmente la biodiversité
Définition relations trophiques
Qui mange qui
Définition chaine alimentaire
Série hiérarchique d’organismes dépendants les uns des autres comme source de nourriture
Définition définition réseau trophique
Système de chaînes alimentaires interconnectées et interdépendantes
Quels sont les 4 niveaux trophiques?
-Autotrophes
-Herbivores
-Carnivores
-Prédateur d’apex
Qui sont les producteurs primaires?
Les autotrophes
Qui sont les consommateurs primaires?
Les herbivores
Qui sont les consommateurs secondaires?
Carnivores
Qui sont les consommateurs tertiaires?
Apex predator
Définition zonation
-Changements dans la structure de la communauté à travers le paysage
-Présente dans tous les environnements
-Reflète des changements de la compétitivité des espèces selon les conditions environnementales (niche réalisée)
Définition succession
Changements directionnels dans la structure de la communauté à travers le temps
Définition succession primaire
Site qui n’était pas préalablement occupé par une communauté
Définition succession secondaire
Site qui était préalablement occupé par végétation avant perturbation
-Rapide
Quels sont les 3 mécanismes qui amènent une communauté au point final de la succession?
-Facilitation
-Inhibition
-Tolérance
Définition facilitation
Espèces pionnières modifient leur environnement, qui devient plus favorable aux espèces successives
-Rapide
Définition inhibition
La première espèce qui arrive résiste aux envahisseurs et rend
l’environnement moins favorable aux autres espèces
-Lente
Définition tolérance
Les espèces successives ne sont ni favorisées ni défavorisé par les espèces pionnières
Définition biogéographie
L’étude de la répartition géographique du biote
Définition équivalents écologiques
Organismes de forme et de fonction similaires occupant des régions géographiquement distinctes
Quelles sont les 2 choses que nécessite la théorie de l’évolution?
-Variation biologique/génétique entre individus de la même espèce
-Contraintes environnementales qui favorisent les individus avec certains traits vis à vis d’autres qui ne les possèdent pas
Définition biomes
Relation entre le climat et la végétation
Quels sont les 9 biomes terrestres principaux?
-Forêts tropicales (humides et sèches)
-Savannes tropicales
-Prairies
-Déserts
-Arbustaires méditerranéennes
-Forêts tempérées décidues (et mixtes)
-Forêts tempérées conifériennes
-Forêts boréales
-Toundras
À quoi est liée la distribution des biomes terrestres?
-Température
-Précipitation
-Topographie
Quelles sont les 3 formes de végétaux?
-Graminées
-Arbustes
-Arbres
Caractéristiques des prairies
-Dominé par les graminées
-Peu de pluie
-Présentes aux latitudes intermédiaires
Caractéristiques des déserts
- Occupe entre 25% et 35% de la surface terrestre
- Précipitations faibles
- Températures peuvent être variables
- Faible productivité primaire
Quelles sont les 2 stratégies des organismes pour survivre à la sécheresse?
-Évitement: les organismes évitent les conditions de sécheresse
-Tolérance: les organismes possèdent des adaptations pour faire face à la sécheresse
Caractéristiques des forêts tempérées décidues
-Saisonnalité distincte: hivers froids, mais suffisamment de précipitations au printemps/été pour permettre une canopée fermée
-Perte de feuilles à l’hiver: fournit un habitat et des nutriments importants et pour les animaux, communautés fongiques
Caractéristiques des forêts mixtes
- Mélange de feuillus et conifères
-Les conifères tolèrent mieux les températures froides et les courtes saisons de croissance que les arbres décidues
Caractéristiques des forêts boréales/taiga
-Saison de croissance courte
- Dominé par des conifères
-Le plus grand biome sur terre
-Le plus grand biome du Canada
-Offrent de nombreux habitats différents pour les grandes et les petites espèces
- Souvent perturbé par des feux de forêt
Caractéristiques des toundras
- Défini par la limite des arbres à cause des faibles températures
-Pergélisol: une épaisse couche souterraine de sol qui reste gelé tout au long de l’année
Différence entre toundra et désert polaire
-Toundra: peut avoir 100% du sol couvert par végétation et sols humides grâce au pergélisol
-Déserts polaires: moins de 5% de couverture de végétation
Quel facteur permet de différencier les écosystèmes aquatiques?
La salinité
Quelle est la concentration de sel dans un écosystème marin?
> 10g Cl / L d’eau
Quelle est la concentration de sel dans un écosystème d’eau douce?
<1g Cl / L d’eau
Quels sont les 2 type d’écosystèmes marins?
-Océanique
-Côtier
Quels sont les 2 type d’écosystèmes d’eau douce?
-Lotique
-Lentique
Comment est l’eau dans un écosystème lotique?
Eau courante (rivières & ruisseaux)
Comment est l’eau dans un écosystème lentique?
Eau stagnante (lacs, étangs & milieux humides)
Par quoi est déterminée la trajectoire de l’eau?
Gravité et topographie
Quelle est l’origine des lacs?
Le retrait des glaciers il y a 10 000 ans
Origine lac glaciaire
Formé par la fonte d’un glacier qui laisse une dépression
Origine lac Laurentien
Lac formé pas le retrait des glaciers plusieurs milliers d’années ago
Origine lac de méandre
Les sédiments bloquent une partie de la rivière avec le temps
Origine étang
Mares peu profondes formées par la fonte du pergélisol dans le nord
Caractéristiques lac tectonique
-Dépression ou faille lors de la formation de montagnes
-Très profonds
-Présence d’espèces endémiques (juste là) qui ont évolué indépendamment
Origine lac de cratère
Impact de météorite ou volcanique
Exemple de modification d’écosystème
Barrages des castors, barrages hydroélectriques : de lotique vers lentique
Zones dans les lacs (4)
-Zone littorale
-Zone limnétique
-Zone profonde
-Zone benthique
Caractéristiques zone littorale (2)
-Lumière pénètre au fond
-Abondance de plantes (macrophytes)
Caractéristique zone limnétique (1)
Zone illuminée pas en contact avec le fond
- Phytoplancton (producteurs primaires)
- Zooplancton (carnivore ou herbivore)
- Necton (poissons)
Caractéristiques zone profonde
Débute au niveau de compensation
- Respiration = Productivité primaire
- Apport énergétique de la z. limnétique
-En automne : 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.
Caractéristique zone benthique
Fond du lac
- Accumulation de sédiments et décomposition
Types de plantes dans la zone littorale (3)
-Plantes émergentes
-Plantes flottantes
-Plantes submergées
Où se trouve le plancton?
Dans la zone limnétique
À quel moment y a-t-il le plus de plancton dans l’eau?
Au printemps, puis déclin pendant l’été
Quels sont les 2 types de plancton?
-Phyto
-Zoo
Définition plancton
Organisme qui flotte dans la colonne d’eau
Définition necton
Organisme macroscopique qui nage (poissons)
Par quoi est contrôlée la distribution du necton?
Température
-Nourriture/proies
-Oxygène
Caractéristiques zone benthique
Bactéries anaérobiques dominent les sédiments (décomposition = diminution de l’O2)
Hypoxique ou anoxique: peu ou pas d’oxygène
Définition niveau de compensation
Profondeur limite de pénétration de la lumière
Définition benthos
Organismes vivants de la zone benthique
Abondance de périphyton (assemblage d’algues, bactéries, champi), aussi une source de nutriments de brouteurs
Caractéristiques niveau de compensation
-Productivité primaire (photosynthèse) limité par la lumière
-Respiration = Productivité primaire
-Consommation O2 = Production O2
Définition lac eutrophe
Riche en éléments nutritifs
Définition la oligotrophe
Pauvre en éléments nutritifs
Caractéristiques lac eutrophe (7)
-Généralement peu profonds
-Ratio 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/poissons
Caractéristiques lac oligotrophe (7)
-Profondeur variable
-Ratio surface : volume faible
-P facteur limitant la PPN
-Commun sur bouclier canadien
-Peu d’énergie et de MO pour les décomposeurs = O2 élevé
-Sédiments principalement inorganiques
-Biomasse faible, mais diversité de poissons et invertébrés peut être élevée
De quoi dépend l’état des lacs (4)?
-Apports de nutriments élevés
-Fosses sceptiques
-Polluants des bateaux
-Espèces exotiques envahissantes
Définition lac dystrophique
Lac riche en acides humiques (tanins)
Caractéristiques lac dystrophique (5)
-Près des tourbières
-Généralement oligotrophes
-Eau brune foncée
-PPN basse car peu de lumière et pH bas (4-6)
-Peu de biodiversité
Définition bassin versant
Zone terrestre drainée par la rivière
De quel ordre sont les petits ruisseaux?
1-2
De quel ordre sont les ruisseaux intermédiaires?
3-5
De quel ordre sont les rivières?
6 ou plus
Caractéristiques ruisseaux à vélocité rapide (4)
-Pente plus élevée et ruisseau plus étroit
-Débit : > 50 cm/s
-Déloge particules < 5mm
-Fonds rocheux
Caractéristiques ruisseaux à vélocité lente (3)
-Pente plus faible et ruisseau plus large
-Débit: < 50 cm/s
-Accumulation de sédiments
Caractéristiques des rapides (eau vive) (3)
-Productivité primaire importante
-Périphyton dominant
-Production O2 (Consommation CO2)
Caractéristiques des bassins (eau calme) (3)
-Décomposition importante
-Dépôts de matière organique :
augmentation de décomposition et respiration
-Production CO2 (Consommation O2)
Impacts des barrages de castors (4)
-Modification à petite échelle
-Ajout d’hétérogénéité dans l’habitat
-Augmentation de la richesse en espèces
-Conséquences au niveau des cycles biogéochimiques de certains éléments
Impacts des barrages hydroélectriques (3)
Avantages pour les humains : énergie renouvelable, réserve d’eau
Fragmentation d’habitats
- Isolation des pops + perturbation migrations
Écologie des rivières débalancée
- Réduction des fluctuations de niveau d’eau
- Débit en aval diminué
- Formation d’un “lac” en amont
- Inondation de la matière organique
- Blooms planctoniques
- Nouvelles espèces de poissons dominantes
- Conséquences biogéochimiques
Caractéristiques déchiqueteurs (4)
-Gr 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)
Caractéristiques collecteurs (3)
-Matière organique fine (<1mm) utilisée par les collecteurs
-Collecteurs filtreurs et ramasseurs
-Énergie provient de bactéries sur la surface de feuilles décomposées
Caractéristiques brouteurs (2)
-Herbivores, broutent le périphyton et les bactéries
-Remise en suspension de la matière organique fine (<1mm)
Caractéristiques gougeurs (2)
-Organismes fouisseurs
–Herbivores, consomment bois
et bactéries
Quelles ont les adaptations nécessaires pour survivre dans un ruisseau à vélocité rapide?
-Espèces allongées
-Adhésion au substrat
-Besoin en oxygène élevés
Quelles sont les adaptations nécessaires pour survivre dans un ruisseau à vélocité lente?
-Corps aplatis
-Invertébrés fouisseurs
Définition allochtone
Matière organique/biomasse produite à l’extérieur ex: feuilles d’arbres
Définition autochtone
Matière organique/biomasse produite à l’intérieur ex: périphyton, plantes, phytoplancton
Où y a-t-il plus de décomposition, en amont ou en aval?
En amont
Comment s’appelle l’endroit ou les rivières rejoignent les océans?
Estuaire
Comment est le courant dans un estuaire?
Unidirectionnel
L’eau douce est-elle plus ou moins dense que l’eau salée?
Moins dense, donc reste à la surface
Définition pycnocline
Zone où le gradient de densité est fort
Que retrouve-t-on à l’embouchure des estuaires?
Une accumulation de sédiments
Quelles sont les 2 couches au niveau océanique?
-Zone pélagique
-Zone benthique
Quelles sont les 2 provinces horizontales au niveau océanique?
-Province océanique
-Province néritique (au-dessus du plateau continental)
Quelles sont les 5 zones verticales formant la zone pélagique?
-Zone épipélagique
-Zone mésopélagique
-Zone bathypélagique
-Zone abyssopélagique
-Zone hadalpélagique
Caractéristiques zone épipélagique (3)
-De surface à 200 m
-Gradients de T°, lumière et salinité
-Bcp de mélange de nutriments
Caractéristiques zone mésopélagique (4)
-De 200 à 1000 m
-Peu de lumière
-Température constante
-Zone d’oxygène minimum
Caractéristiques zone bathypélagique (3)
-Complète noirceur
-Pression de l’eau élevée
-Température froide
Caractéristique zone abyssopélagique
De 4000 m au fond
Caractéristique zone hadalpélagique
Fosses et canyons sous-marins
Quels sont les 3 types d’océans?
-Tropical: plus de 18°C
-Tempéré: 10-18°C
-Polaire: moins de 10°C
Caractéristiques océan tropical (4)
-Températures assez stables: thermocline always présente
-Peu de productivité primaire et secondaire
-Pics d’abondance de phytoplancton
-Abondance de zooplancton suivant l’abondance du phytoplancton
Caractéristiques océan tempéré (3)
-Pics de productivité au printemps et automne: chaleur et nutriments en surface
-Qd la thermocline est présente (été), les nutriments sont trapped au fond
-Été: T° plus comme régions tropicales
Caractéristiques océan polaire (4)
-T° assez constante
-Faible thermocline en été
-Pic de productivité primaire en été
-Faible productivité en hiver
Caractéristiques phytoplancton (4)
-Principaux autotrophes
-Entouré d’un médium contenant les nutriments (absorption via l’eau)
-Restreint à la zone épipélagique (besoin en
lumière important)
-Abondants dans le littoral et province néritique
Caractéristiques zooplancton (3)
-Principaux herbivores
-Dépendent du phytoplancton
-Conversion des producteurs primaires en tissu animal
Caractéristiques diatomées (phytoplancton) (2)
-Paroi de silice
-Dominants dans les océans froids et dans les
zones de remontée d’eau, riches en nutriments
Caractéristiques dinoflagellés (phytoplancton) (2)
-Dominants dans les régions de descentes d’eau moins riches en nutriments et dans les zones peu turbulentes et chaudes.
-Formation de marées rouges : Toxique pour poissons et mollusques impropres pour consommation
Caractéristiques cyanobactéries
(phytoplancton) (4)
-Dominants dans les régions tropicales et tempérées
-Abondants dans la zone épipélagique
-Blooms de cyanobactéries
-Fixent l’azote
Caractéristiques macroalgues côtières (2)
- Autotrophes dominants des zones côtières peu profondes (<120m)
- Algues brunes les plus abondantes (côtes rocheuses)
Caractéristiques copépodes (zooplancton herbivore) (4)
-Conversion de la production primaire en tissu animal
-Animal le plus abondant sur Terre
-Entre 0.5 - 5mm
-Migrations journalières
Avec quoi débute la chaine alimentaire?
Les bactéries et les protistes
Où trouve-t-on le necton?
Dans la zone épipélagique
Où trouve-t-on les organismes bioluminescents?
Dans la zone mésopélagique et plus bas
Que permet la bioluminescence?
-Attirer les proies
-Reconnaissance de congénères (repro)
Caractéristiques du benthos (4)
-Pas de photosynthèse = organismes hétérotrophes dépendants de la MOD des couches supérieures
-Haute diversité : vers polychètes, crustacés, échinodermes
-Présence de cheminées hydrothermales: chauffent l’eau jusqu’à 8-16°C (2°C autour)
-Présence de bactéries chimiolithoautotrophes
Différence entre zone et bande dans les milieux côtiers
Zone: espace avec certaines caractéristiques
Bande: intersection entre 2 zones
Caractéristiques zone supralittorale (3)
-Essentiellement terrestre
-Délimitée par la bande supralittorale: ligne de marées
-L’eau s’y rend aux 2 semaines
Caractéristiques zone littorale (3)
-Influencée par la marée
-Délimitée par la bande infralittorale: ligne basse des marées
-Rarement découverte d’eau
Caractéristique zone infralittorale
Sous l’eau
Quelles sont les fluctuations dans la zone littorale (3)?
-Submersion
-Dessication
-Chaleur
Fonctions vagues (4)
-Procurent nutriments/enlève MO
-Creusent et enlèvent les plantes
-Création de nouvelles zones habitables
-Délogent certains invertébrés de la zone littorale: réduit la compétition
Définition mare résiduelle
Petite mare d’eau stagnante formée dans des cavités rocheuses/vaseuses après une marée
Caractéristiques mares résiduelles (2)
-Variations extrêmes/soudaines de T°
-Variations de salinité avec eau de pluie
Caractéristiques mangroves (4)
Latitudes tropicales
- Recouvrent 60-75% des côtes
Faible action des vagues
- Accumulation de sédiments
- Conditions anoxiques
Environnement très productifs
Bio-boucliers
Le milieu humide est entre quelles zones?
Zone aquatique et milieu mésique
Quelles sont les zones du gradient du milieu humide (4)?
-Saturation périodique
-Saturation permanente
-Inondation périodique
-Inondation permanente
Définition plante hydrophyte
Adaptée à l’inondation
Caractéristiques des tourbières (3)
-Dominés par mousses (acides) et épinettes
-Dépendent surtout des précipitations
-Abondance de MO non décomposée
Fonctions écologiques des tourbières (3)
-Nécessaire aux animaux (oiseaux migrateurs)
-Régulation hydrologique
-Éponge à nutriments pour éviter l’eutrophisation
Quels sont les éléments du cyclage des nutriments?
PPN et décomposition
Définition minéralisation/décomposition
Qd les décomposeurs transforment les nutriments organiques en forme inorganique
Définition vrai décomposeur
Se nourrit de matière organique
Quels organismes font partie de la microflore?
-Champi: digèrent les tissus végétaux
-Bactéries: digèrent les tissus animaux
Définition détritivores
Organismes qui fragmentent la MO, mais ne la décomposent pas
Quels sont les 4 types de détritivores?
-Microfaune
-Mésofaune
-Macrofaune
-Mégafaune
Quelle est la séquence de décomposition?
-Champi épiphytes
-Pathogènes/parasite faibles
-Champi colonisateurs
-Champi qui dégradent les polymères
-Champi qui dégradent la lignine+opportunistes secondaires
Définition épiphyte
À la surface de la feuille et présents même qd elle est vivante
De quoi se nourrissent les champi épiphytes?
-Cell mortes
-Nutriments/sucre
De quoi se nourrissent les champi colonisateurs?
Sucres facilement assimilables
De quoi se nourrissent les champi qui dégradent les polymères?
Digèrent la cellulose
De quoi se nourrissent les champi dégradent la lignine?
Digèrent la lignine: source d’énergie principale
Quelles sont les étapes de la décomposition animale?
-Charognards
-Insectes détritivores
-Autolyse
-Putréfaction
-Décomposition lente
Rôle des charognards dans la décomposition
Mangent les parties digestibles
Rôle des insectes détritivores dans la décomposition
Mangent la chaire et les excréments
Rôle de l’autolyse dans la décomposition
Auto-dégradation par des enzymes
Rôle de la putréfaction dans la décomposition
-Diminution O2
-Bactéries anaérobies
-Production méthane (CH4) et sulfure d’hydrogène (H2S)
-Perte de masse à cause des décomposeurs
Rôle de la décomposition lente dans la décomposition
Champi qui dégradent la chitine: os, poils, griffes
Par quels moyens peut-on estimer la décomposition?
-Sacs de litière
-Courbe de décomposition
Ordre de décomposition en terme de facilité
-Protéines et composés solubles ex: glucose
-Cellulose/hémicellulose
-Lignine
Quels sont les seuls organismes capables de dégrader la lignine?
Certains champi
Comment se fait la décomposition dans un marais?
Les champi dégradent la lignine dans un milieu aérobie, donc en surface du marais
Quelle est le climat idéal pour favoriser la décomposition?
Chaud et humide
Définition temps de résidence
Temps passé au sol par la litière avant
d’être décomposée
De quoi peut dépendre le temps de résidence?
-Taux de décomposition
-Changements climatiques/chaleur
Comment est-ce que les bactéries et les champi transforment l’azote?
Transforment l’azote organique des détritus en N inorganique
Définition immobilisation (décomposition)
Acquisition et assimilation de nutriments inorganiques par décomposeurs microbiens
Définition minéralisation nette
Différence entre minéralisation brute et immobilisation
Étapes de la minéralisation de l’azote (graphique)
-A : Lessivage : N diminue
-B : Immobilisation > minéralisation (N augmente)
-C : Immobilisation < minéralisation (N diminue)
De quoi dépend le lessivage?
Des précipitations
Le ratio C:N de la biomasse microbienne est-il plus grand ou plus petit que celui de la litière?
Plus petit (10:1 vs 98:1)
Comment s’appelle la biomasse résiduelle après la décomposition?
Humus
Quel est le temps de résidence du humus?
Normalement entre 20-50 ans, mais peut prendre 1 an en milieu agricole ou pls milliers d’années où la décomposition est faible
Que permet la décomposition lente?
Des réservoirs de carbone dans les sols
Horizons du sol (4)
-Couche organique
-Horizon minéral de surface
-Horizon minéral de sous-surface
-Matériel non consolidé
Composition de la couche organique
MO non décomposée ou partiellement décomposée
Composition de l’horizon minéral de surface
MO lessivée venant de la couche organique
Composition de l’horizon minéral de sous-surface
Accumulation de particules minérales fines
Définition 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
Définition exsudat
Carbones simples (sucres) produits par les plantes, pouvant représenter jusqu’à 40% de la PP
Fonction des exsudats
Forcent les microbes à décomposer la matière organique du sol pour acquérir le N complexé, qui est ensuite immobilisé dans les microbes
Quel est le parcours de l’azote dans la boucle microbienne du sol?
-Les prédateurs consomment les microbes, qui excrètent N sous forme d’ammoniac
-N retourne au sol par les racines
Ressemblances entre décomposition terrestre et aquatique
-Lessivage
-Fragmentation
-Colonisation
-Consommation par détritivores
Différences entre décomposition terrestre et aquatique
Litière submergée plus vite:
-Plus accessible pour les détritivores
-Plus favorable à la colonisation par les décomposeurs
Où est la zone de PPN pour les arbres?
Sommet (canopée)
Dans les écosystèmes terrestres, qu’est-ce qui lie la zone de décomposition à la zone de PPN?
Troncs + système vasculaire (séparation verticale)
Dans la zone littorale, qu’est-ce qui lie la zone de décomposition à la zone de PPN?
Les macrophytes (séparation verticale)
Dans la zone limnétique, qu’est-ce qui lie la zone de décomposition à la zone de PPN?
Peu de connexion verticale
Un lac un ratio surface/volume élevé (eutrophe) aura une productivité…
Plus élevée, car il y a plus de mélange entre les 2 zones de productivité
Un lac un ratio surface/volume faible (oligotrophe) aura une productivité…
Plus faible, car il y a moins de plantes à la surface
Pourquoi y a-t-il un pic de productivité au printemps?
-Augmentation lumière (énergie)
-Augmentation température
-Augmentation des nutriments suite au brassage
Comment de fait le cyclage des nutriments dans une rivière?
Forme de spirale, la décomposition se fait à pls endroits
Quels sont les 3 types de cycles biogéo?
-Cycle à phase gazeuse
-Cycle sédimentaire
-Cycle de l’eau
Caractéristiques cycle biogéo à phase gazeuse (3)
-Réservoirs principaux des éléments: océans et atmosphère
-Cycles “globaux” : diffusion rapide dans l’atmosphère
-Air (atmosphère): Azote (N2), Oxygène (O2)
Caractéristiques cycle biogéo sédimentaire (5)
-Cycles “locaux” : diffusion limitée dans les sols ou roches
-Calcium, Phosphore, Potassium
-Réservoirs principaux des éléments: lithosphère
-Altération des roches ex: érosion
-2 phases : Phase “rocheuse” et Phase “sel en solution / dissoute”
Caractéristiques cycle de l’eau (2)
-Réservoirs principaux des éléments : Eau (hydrosphère)
-Connecte tous les cycles biogéo
Définition cycle biogéo hybride
Cycle d’un élément disponible sous 2 phases ex: gazeux et sédimentaire
Sources de soufre
Gazeux
-Dioxyde de soufre
-Sulfure d’hydrogène
Sédimentaire
-Inorganique: sulfure et disulfure de fer
Sources de carbone
Gazeux:
-CO2
-Méthane
Sédimentaire
-Inorganique: carbonate de calcium
-Organique: tourbe, humus, combustibles fossiles
Quels éléments ont un cycle biogéo hybride?
-Soufre
-Carbone
Quelles sont les étapes du cyclage interne d’une forêt?
-Chute de litière et réabsorption
-Décomposition et minéralisation de la MO morte
-Acquisition des éléments nutritifs du sol par les plantes
-Incorporation dans les tissus végétaux
-Recommence
Quelles sont les intrants du cyclage interne d’une forêt?
-Apports atmosphériques
-Apports supplémentaires: retombées humides, retombées sèches, échanges avec écosystèmes adjacents, fertilisants
-Apports de l’altération des roches et minéraux par l’érosion (cycle sédimentaire)
Quelles sont les extrants du cyclage interne d’une forêt?
-MO morte
-Éléments nutritifs du sol
-Récoltes, feux de forêt
Caractéristiques cycle local carbone
-Lié aux flux d’énergie
-PPN: C fixé par photosynthèse - C respiré par les plantes (autotrophes)
-PNE: C fixé par autotrophes moins C respiré
par autotrophes ET hétérotrophes
Caractéristiques CO2 atmosphérique
-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
De quoi dépend la vitesse du cyclage du C?
Des taux de productivité et de décomposition
Comment est le cyclage du C dans une forêt tropicale humide?
Cyclage rapide: productivité élevée et décomposition rapide
Comment est le cyclage du C dans une tourbière?
Cyclage lent: productivité faible (peu de nutriments) et décomposition lente
Comment se forment le charbon et les combustibles fossiles?
Décomposition lente donne naissance à une accumulation de MO non décomposée sur une échelle géologique
Quelle est la forme de carbone pour les coquillages et les exosquelettes?
Carbonates
Formation du calcaire
Carbonates précipitent au fond de l’eau et forment du carbone géologique
-Carbone isolé de l’activité biologique
Fluctuations journalières du CO2
-Nuit: bcp de CO2 car bcp de respiration et pas de photosynthèse
-Jour: peu de CO2, car utilisé pour la photosynthèse
-Tjr plus de CO2 ds le sol que ds la canopée
Ds quel hémisphère les fluctuations saisonnières de CO2 sont-elles plus élevées?
Ds l’hémisphère nord à cause des saisons
-CO2 diminue au printemps à cause de la photosynthèse
-Continue de diminuer pendant l’été jusqu’en automne
-Recommence à augmenter en automne car la T° diminue + les journées sont plus courtes
La majorité du C est non disponible V/F
Vrai, ds la roche sédimentaire
Quel est le plus grand réservoir de C?
Les océans: combustibles fossiles, sol, végétation, MO, atmosphère
Quelle molécule est produite lorsque l’eau absorbe du CO2?
H2CO3 (acide carbonique): acidifie les océans
Importance de l’acide carbonique dans la régulation du pH océanique
L’acide carbonique peut se dissocier 2 fois, créant une solution tampon qui modère le changement d’acidité
Comment le changement ds la qt de carbonate affecte les récifs coraliens?
Diminution qt de carbonate: exosquelette plus difficile à construire et à dissoudre
Comment les coraux réagissent-ils en situation de stress?
Peuvent expulser les algues et mourir
Caractéristiques forêt tropicale humide en tant que puit de C
-PPN élevée
-Décomposition rapide
-C dans végétation, moins dans sols
Caractéristiques tourbière en tant que puit de C
-PPN faible
-Décomposition lente
-C dans sols, moins dans végétation
-Importants puits de C
Quel élément limite la PPN?
N
Quels aa contiennent de l’azote?
Every single one of them
L’azote atmosphérique est-il disponible?
Nope
2 formes de N inorganique disponible
-Ammonium
-Nitrates
3 apports de N par les humains
-Fertilisants
-Utilisations de plantes qui fixent N
-Dépositions atmosphériques de N par combustibles fossiles
2 façons de fixer N
Par les éclairs
-Moins important
-Forme du NH3 (ammoniaque) et HNO3 (acide nitrique)
Fixation biologique
-Plus important
-Bactéries libres ou symbiotiques
Qu’est-ce qui limite la qt de N disponible?
-Besoin de bcp d’énergie pour le fixer
-Fixation du N limitée par d’autres nutriments: P, Mo et Fe
-Consommation par les herbivores
4 modifications de l’azote
-Fixation
-Ammonification
-Nitrification
-Dénitrification par les bactéries (vers l’atmosphère)
Pertes d’azote dans les écosystèmes
-Pertes gazeuses
-Pertes en solutions (lessivage)
-Pertes par l’érosion
Quel est le plus grand réservoir d’azote?
L’atmosphère, ensuite sols et végétation
Sous quelle forme est le phosphore?
Sédimentaire
Le cycle du P suit le cycle de l’eau V/F
Vrai
Le P est très soluble dans le sol V/F
Faux
Quel sol très acide a un grand pouvoir de fixation du P?
Sols tropicaux lessivés
Quels champi donnent accès au P?
Champi ectomycorhiziens: contiennent des phosphatases pour libérer le P des polymères organiques
Quelles plantes permettent de miner le P?
Plantes avec des racines protéoides qui exsudent les sels d’acides carboxylique
Comment le P se déplace-t-il?
Avec l’érosion
Passage de Po à Pi
Les bactéries convertissent le Po en Pi par la minéralisation, puis le Pi est absorbé par du phyto
Le zoo assimile du Po, puis excrète du Pi, assimilé par du phyto
Le cycle du P est le seul sans réservoir ds l’atmosphère V/F
Vrai, que sédimentaire
Quel est le plus grand réservoir de P?
Les sols, puis océans, roches phosphatées et végétation
Quel pourcentage de P est disponible pour la PP?
10%
Le cycle du S est-il hybride?
Yep
Impacts de la création de SO2 par les activités humaines
-Forme de l’acide sulfurique lorsque mélangé avec de l’eau
-Créé des pluies acides
Quelle est l’utilisation du S en milieu anaérobique?
Certaines bactéries utilisent SO4 comme accepteur d’électrons pour oxyder C organique
Devient du sulfure d’hydrogène (H2S), qui va devenir SO2 en contact avec l’eau
Quels métaux lourds entrent dans la chaine alimentaire?
-Plomb
-Cadmium
-Mercure
Quel métal lourd devient toxique à concentration élevée?
Cuivre
Comment les métaux lourds affectent-ils les plantes?
-Certaines plantes peuvent accumuler des métaux lourds dans des vacuoles sans signes de toxicité
-Les mousses sont sensibles aux métaux lourds
Définition bioaccumulation
Accumulation ds une seul organisme durant sa vie
Définition bioamplification/magnification
Accumulation ds la chaine alimentaire à travers les niveaux trophiques
Comment serait-il possible de maintenir un équilibre ressources-besoins?
Il faudrait que la demande soit plus petite que l’offre
Définition période de rotation
Intervalle pour le renouvellement de la ressource au niveau précédent
Quel critère doit remplir une ressource pour être considérée comme renouvelable?
Doit pouvoir se regénéré à l’échelle de temps humain
Exemples d’industries gérées de façon non durable
-Agriculture
-Foresterie
-Pêches
Caractéristiques agriculture traditionnelle (4)
-Peu d’intrants
-Petite surface
-Moins productive
-Travail vivant (humain et animaux)
Caractéristiques agriculture industrielle (4)
-Beaucoup d’intrants: fertilisants, pesticides, herbicides, irrigation
-Grande surface
-Grande productivité
-Dépend de machineries et énergies fossiles
Quels sont les intrants du système agricole?
-Pesticides et herbicides
-Fertilisants
-Altération des roches et minéraux du sol
Quels sont les extrants du système agricole?
-Récolte
-MO
-POLLUTION
Le rendement augmente-t-il après brûlis?
Nope, car les cendres sont perdues par érosion et lessivage, et le sol n’est pas protégé par la végétation, donc il y a de grandes pertes de nutriments et fertilité
Conséquences écologiques de l’agriculture (4)
-Contamination
-Eutrophisation
-Déposition atmosphérique (N)
-Production de gaz à effet de serre
Comment le lessivage affecte-t-il les écosystèmes?
-Contamination de la nappe phréatique et cours d’eau: nitrate, pesticides/herbicides, métaux
-Eutrophisation
Causes de l’augmentation des dépositions d’azote atmosphérique (2)
-Fertilisation
-Combustion des combustibles fossiles
Conséquences de l’augmentation des dépositions d’azote atmosphérique (2)
-Pluies acides
- Déséquilibre du cycle de l’azote: décompo rapide
Objectifs de l’agriculture durable (2)
-Réduire le lessivage et le ruissèlement
-Protéger le sol
Problématiques des coupes à blanc
-Perte de biodiversité
-Perte de fertilité
Pourquoi est-ce que l’azote augmente après une coupe à blanc?
-Pas d’assimilation par les plantes
-Va directement ds les nappes phréatiques
Solutions de foresterie durable
Coupes variables
-Coupes de protection pour favoriser la régénération des jeunes arbres
-Coupes avec réserves de semenciers (arbres matures produisant des graines)
-Coupes partielles
Pratiques écologiques (imiter la nature)
-Laisser des débris forestiers
-Protéger le sol de l’érosion
-Favoriser différentes espèces
Avantage des coupes variables
Variété de stades de développement de la forêt
Définition régime de perturbation
Évènements récurrents affectant la structure ou les processus d’un écosystème ex: feux, tornade
Que faut-il pour maintenir les espèces marines ds le temps?
Maintenir la population à sa croissance maximale: moitié de la capacité porteuse
Pourquoi est-il difficile de maintenir la pop à sa croissance max?
-Repro variable
-Espèces difficiles à compter
Définition prises accessoires
Espèces non désirées ramassées en détruisant le fond marins avec des filets après avoir enlevé les espèces désirées
Définition agriculture intégrée
Cultures d’espèces de différents niveaux trophiques
Pourquoi est-ce que l’aquaculture intégrée est une bonne idée?
Diversification intrant/extrant: besoins complémentaires
Définition service écologique
Bénéfices que l’humain tire du fonctionnement des écosystèmes
Ex de services écologiques
-Services d’approvisionnement
-Services de régulation
-Services culturels
2 des grandes extinctions
-Crétacé-Tertiaire
-Permien-Trias
Cause de l’extinction Crétacé-Tertiaire
Astéroïdes
Cause de l’extinction Permien-Trias
Explosions volcaniques
Quels organismes ont la plus grande diversité en terme de nb d’espèces?
-Coléoptères
-Plantes
Qu’est-ce qui détermine la biodiversité?
-Nombre d’espèces
-Endémisme
-Menaces/Risques
Facteurs de risque d’extinction (6)
-Distribution limitée (petit territoire ou endémisme)
-Migration saisonnière
-Espèces spécialistes et niches étroites
-Besoin de vaste territoire
-Habitats conflictuels avec l’activité humaine
-Populations faibles ou peu nombreuses
Causes des extinctions (3)
-Destruction de l’habitat
-Surexploitation
-Espèces envahissantes
Que cause la destruction des habitats?
La fragmentation, menant à une perte de connectivité et augmente l’effet de lisière
Moyens de conservation (5)
-Population minimale viable
-Métapopulation: immigration
-Réintroduction
-Protection du territoire
-Restauration du territoire
Définition de pop minimale viable
Plus petite population isolée ayant 99% de chance de persister sur 1000 ans malgré les fluctuations environnementales
Définition surface minimale dynamique
Surface d’habitat pour maintenir une PMV
Gaz contribuant à l’effet de serre (6)
-Eau
-CO2
-Méthane
-Ozone
-Oxyde nitreux
-Hydrocarbures halogénés
Pourquoi y a-t-il une fluctuation saisonnière du CO2?
Moins de CO2 l’été à cause de la photosynthèse
Causes des émissions de CO2 (4)
-Machines, voitures
-Production d’électricité au charbon
-Industries énergivores
-Augmentation de la pop et de la consommation
Problématiques des sables bitumineux (3)
-Il faut séparer de l’argile et du sable le bitume, soit 10% du mélange
-Pétrole extrêmement polluant
-Énergivore à extraire, séparer et transporter le pétrole lourd mélangé au sable
Impacts de la déforestation sur le C relâché (4)
-Moins d’arbres pour absorber le CO2
-Plus de décompo au sol=plus de CO2 relâché par la respiration
-La combustion des résidus libère du CO2
-Bois et MO du sol = excellent puits de carbone
Pourquoi est-il difficile d’estimer les émissions de CO2?
Pls éléments pris en compte
-CO2 émis par déforestation
-CO2 emprisonné dans le bois
-CO2 absorbé par les nouvelles plantes
Pourquoi certaines régions diminuent leurs émissions de CO2 dues à la déforestation alors que d’autres augmentent?
Parce que la majorité des forêts ont été exploitées en occident.
L’Amérique latine et l’Afrique ont une forte croissance de l’industrie forestière et bcp brûlent les forêts pour l’agriculture
Conséquences du dégel du pergélisol
L’activité des microorganismes va accélérer la décomposition
-Émission de CO2 par respiration, donc consommation d’O2
-Émission CH4 en anaérobie par la décompo
Sources de CO2 (3)
-Énergies fossiles
-Ciment
-Agriculture
Puits de CO2 (3)
-Absorption par les océans
-Augmentation atmosphérique
-Puits terrestres résiduels
Changements climatiques (6)
-Température
-Évènements extrêmes
-Précipitations
-Fontes glaciaires
-Niveau de la mer
-Acidification des océans
Quels sont les risques associés aux cycles extrêmes de sécheresses et crues d’eau pour le sol et les écosystèmes?
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
Définition forçage radiatif
Propension d’un facteur à perturber l’équilibre énergétique de la terre
Permet de calculer l’impact d’un facteur sur le réchauffement climatique
Comment les plantes C3 absorbent le CO2?
Par diffusion passive, donc absorbent plus de CO2 s’il y en a plus ds l’air
Quels sont les deux principaux effets de l’augmentation du CO2 sur les plantes?
-Plus de photosynthèse
-Réduit les pertes d’eau
Comment les plantes C4 et CAM absorbent le CO2?
Mécanismes actifs: emprisonne le CO2
pour utilisation ultérieure, donc ont une réponse moins élevée au gradient de CO2 atmosphérique
La productivité des plantes C3 diminue avec le temps V/F
Vrai, car elles s’habituent à recevoir plus de CO2
Impacts du climat sur les écosystèmes (5)
-Physiologie et comportement
-Fécondité, mortalité et taux de croissance des pop
-Compétitivité des espèces
-Productivité
-Cycles biogéochimiques
Pourquoi les praires et écosystèmes secs répondent plus positivement à l’augmentation du CO2?
La végétation n’a pas besoin de bcp d’eau, donc elle reste plus ds le sol
