Succession et variabilité temporelle Flashcards
Fluctuations environnementales
Les communautés sont dynamiques, continuellement en changement en réponse aux variations environnementale
Différents niveaux de prévisibilité
Relativement prévisible: journaliers, saisonniers
Moins prévisibles: climat (El Nino, cycles glaciaires)
Imprévisibles: chute d’arbres, feux, explosions, herbivores
Fluctuations journalières
- photosynthèse plus importante le matin que l’après-midi dans un même environnement
- énergie disponible
Fluctuations saisonnières/annuelles
- croissance rapide au printemps
- sénescence en automne
en réponse à la photopériode
Fluctuations inter-annuelles
Les processus écosystémiques mesurés sur une année peuvent être très différents de la moyenne à long terme
- Plusieurs processus écosystémiques sont liés aux variations inter-annuelles du climat (El Niño, NAO)
- La dynamique interne de l’écosystème génère aussi des fluctuations inter-annuelles importantes
Fluctuations à long-terme
- climats (ex: fonte du pergélisol)
- végétation (ex: migration post-glaciaire)
- utilisation du sol (ex: abandon de l’agriculture)
- régimes de perturbations (ex: feux)
Perturbations
Évènement relativement isolé dans le temps et/ou dans l’espace qui modifie la structure des populations, des communautés et des écosystèmes et cause des changements dans la disponibilité des ressources ou dans l’environnement physique
Elles sont une cause important des fluctuations à long terme de la structure et des fonctions d’un écosystème
Impact des perturbations sur les processus de l’écosystème dépend de:
- importance (violence)
- fréquence
- type
- taille
- moment (‘‘timing’’)
- patron
ces facteurs définissent le régime de perturbations
Importance (violence)
Représente l’ampleur du changement dans l’environnement ou dans la disponibilité des ressources suite à la perturbation Facteur majeur qui détermine le taux et la trajectoire de développement de végétation après perturbation
Perturbations mineures
destruction de la végétation et/ou du sol, retirant un peu de matière organique (herbivorie)
Perturbations intermédiaires
destruction d’une bonne partie de la biomasse, mais reste un peu de matière organique (feux, ouragans)
Succession secondaire
Perturbations majeures
Retrait de la majeure partie de la matière organique et/ou organismes (volcans, glaciers)
Succession primaire
Fréquence
Varie beaucoup selon les écosystèmes et selon le type de perturbation
Écosystèmes habituellement plus résilients aux perturbations qui se produisent fréquemment
Résilience
taux de retour à l’état original
Type
Influence les processus écosystémiques indépendamment de la fréquence et de l’importance.
Espèces s’adaptent assez bien aux perturbations qui se produisent fréquemment dans leur environnement ou qui se sont produites dans leur passé évolutif
plus vulnérable aux nouvelles perturbations
Taille
Succession par intervalles: Se produit dans de petites zones libérées suite à la mort d’une espèce (Ex. plusieurs forêts tropicales sont des mosaïques d’intervalles d’âge différentes)
Remplacement des peuplements: Centaines de kilomètres carrés en superficie
Moment (‘‘timing’’)
Impact différent selon le moment
Exemple: Un gel important ou un feu pendant la période de bourgeonnement a plus d’impact sur la végétation que si le phénomène s’était produit2 semaines plus tôt
Patron
Influence la taille d’effet d’une perturbation.
Si la perturbation laisse des zones intactes (îles), cela réduit son impact par rapport à la surface totale touchée…
Succession
Suite à une perturbation, changement directionnel (prévisible) des communautés sur un site avec le temps.
- Changement dans la structure de l’écosystème
- Explique une partie de la variabilité spatiale en biodiversité à petite échelle (local)
- Si pas d’autres perturbations: communautés d’organismes se succèdent jusqu’à ce qu’un équilibre soit atteint -> climax (étape finale)
Sère
une étape identifiable lors d’une succession (prairie, champ de broussailles, forêt)
Succession primaire
À partir d’une situation abiotique (aire stérile), suivant une perturbation majeure (ex: glacier, volcan).
Le site ne possède pas de propagules (graines) au départ. Changement graduel d’un substrat infertile en un substrat fertile
Succession secondaire
Dans un habitat touché par une perturbation intermédiaire (ex: feu, ouragan, abandon d’un champ, chablis, inondation, coupe forestière).
Le site possède des propagules au départ et un substrat fertile
Facilitation
les changements des conditions causés par une espèce aident l’établissement d’autres espèces.
Les colonisateurs hâtifs rendent l’environnement plus favorable pour la croissance des colonisateurs tardifs
-fixation d’azote, ↑matière organique disponible
Inhibition
les changements des conditions causés par une espèce nuisent à l’établissement d’autres espèces
Compétition
réduction de la disponibilité des ressources
Herbivores et pathogènes
responsables d’une forte proportion de mortalité des colonisateurs hâtifs
Le broutage sélectif par mammifères est particulièrement important
Lois de la thermodynamique
- L’énergie ne peut ni être créée ni être perdue, elle peut seulement se transformer.
- Toute transformation d’énergie implique une perte d’une partie de l’énergie originale sous forme d’entropie.
Aucune transformation d’énergie n’est efficace à 100%
Efficacité nette de transfert d’énergie
rapport de l’énergie utilisable avant et après un transfert
Toujours moins de 100%
Niveau trophique
Classification d’organismes basée sur leur source d’énergie (ex. producteurs primaires, herbivores, carnivores
Transferts trophiques
Transferts impliquant le nourrissage d’un organisme sur un autre ou sur les détritus (matière organique morte
Producteurs primaires (autotrophes)
Organismes qui produisent leur biomasse à partir de l’énergie du soleil et de matières inorganiques (plantes, phytoplanctons).
- Premier niveau trophique
- Photosynthèse pour convertir l’énergie (et CO2) en biomasse
Producteurs secondaires (hétérotrophes)
Organismes qui prennent leur énergie et augmentent leur biomasse en mangeant d’autres organismes
Consommateurs primaires/secondaires,etc…
Photosynthèse
- pierre angulaire de la vie et point de départ pour l’étude de la dynamique trophique
- processus de transformation de l’énergie solaire en énergie chimique (hydrate de carbone = sucre)
- fixation de carbone
Équation de la photosynthèse
Énergie solaire + 6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + O6 + 6H2O
Formule de l’efficacité de la production primaire brute
énergie produite par la production primaire brute / énergie en provenance du soleil
Respiration
utilisation des sucres pour libérer l’énergie nécessaire pour les activité de maintenances
C6H12O6 + O2-> CO2 + H2O + énergie
Équation de la production primaire nette
Énergie produite par la production primaire brute - Énergie utilisée pour la respiration des producteurs primaires
Facteur limitants pour les communautés aquatiques
- lumière (profondeur, turbidité)
- nutriments (azote, phosphate, fer)
Facteurs limitants pour les communautés terrestres
- radiation solaire, température, eau
- nutriments (azote, phosphate)
Production secondaire
Une grande partie de l’énergie utilisée par les hétérotrophes est perdue à différents niveaux (fèces, urines, respiration)
Équation de la production secondaire nette
Énergie produite par la production secondaire brute - Énergie utilisée pour la respiration des producteurs secondaires
Équation de l’efficacité des producteurs secondaires
Production secondaire nette / Production primaire nette
L’efficacité des producteurs secondaires dépend de quoi?
leur respiration, qui est influencée par:
- leur masse
- leur type de métabolisme (endo vs ectotherme)
2 Équations de la respiration
1) TMB (énergie consommées au repos par unité de temps) + activité
2) a Masse^0,75
Chaine alimentaire
Groupe d’organismes reliés par un transfert linéaire d’énergie et de nutriments
Graminées -> sauterelles -> oiseaux
Réseau alimentaire
Groupe d’organismes reliés par des chaines alimentaires multiples (relie différents niveaux trophiques)
Les réseaux alimentaires observés dans les écosystèmes sont souvent très complexe
Équation de l’efficacité trophique
Production nette au niveau trophique i +1 / Production nette au niveau trophique i
Contrôle des dynamiques trophiques bas vers haut
La disponibilité de nourriture à la base de la chaîne alimentaire (ex. plantes et détritus) va limiter la productivité des niveaux trophiques supérieurs
Contrôle des dynamiques trophiques haut vers bas
La prédation a un effet important sur les interactions trophiques et sur la structure de plusieurs écosystèmes
Bioaccumulation
Les animaux à chaque niveau trophique consomment des proies contenant une substance (souvent toxique: pesticide, méthylmercure)…
Augmentation progressive de la concentration dans les niveaux trophiques
