Les cahiers du DD – outil complet

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LES ÉCOSYSTÈMES DE LA PLANÈTE

I.
Qu’est-ce qu’un
écosystème ?

Un écosystème est un milieu de vie donné. Il est constitué de l’ensemble des organismes vivants (la biocénose) et de leur environnement non vivant (le biotope). Dans un lac, par exemple, les poissons, les algues et les plantes aquatiques sont les composants vivants ; l’eau, la vase et le climat sont les composants non vivants. Le biotope et la biocénose sont liés par de multiples interactions, souvent de nature alimentaire (l’un mange l’autre). On parle alors de relations trophiques.

Des animaux liés par des relations trophiques constituent une chaîne alimentaire. Dans une chaîne alimentaire, chaque organisme est un maillon qui constitue une source de nourriture pour le maillon suivant.

Une chaîne alimentaire débute toujours par des végétaux chlorophylliens qui sont des producteurs primaires. Cela signifie qu’ils sont capables d’utiliser les substances minérales (dioxyde de carbone, nitrates, etc.) qu’ils puisent dans le sol, dans l’eau ou dans l’air pour fabriquer par photosynthèse leur structure organique.

Ces producteurs primaires servent de nourriture aux consommateurs herbivores. Ceux-ci alimentent une succession de consommateurs carnivores.

Chaque maillon de la chaîne définit un niveau trophique : des producteurs primaires, des consommateurs de premier ordre (consommateurs herbivores), des consommateurs de deuxième ordre (premiers consommateurs carnivores, etc.).

Les décomposeurs, dégradent les restes des plantes et d’animaux morts et fournissent ainsi les substances minérales aux producteurs primaires.

Exemple d’une chaîne alimentaire : l’océan

Le phytoplancton est le producteur primaire. Il sert de nourriture au zooplancton ou à certains poissons comme le sar. Ceux-ci sont mangés par une succession de carnivores comme l’anchois, le thon, le requin ou le dauphin.

Dans un écosystème, existent, généralement, de multiples chaînes alimentaires. Elles constituent un réseau complexe appelé réseau trophique. La niche écologique d’un animal ou d’une plante est à la fois son habitat et sa position dans le réseau trophique. Chaque écosystème comprend de nombreuses niches écologiques dans lesquelles se distribuent les différents êtres vivants.

II.
La planète,
un grand écosystème :

La planète est un grand système dans lequel interagissent une infinité de sous-systèmes qui s’équilibrent de manière dynamique. On y distingue trois grands « compartiments » : l’eau (hydrosphère), l’air (atmosphère) et le sol (lithosphère).

  • Le sol (la lithosphère) : les continents occupent un tiers de la surface terrestre. La couche supérieure de la croûte terrestre est appelée « sol ». Le sol est composé d’eau, de minéraux, d’air et de matières organiques en décomposition. C’est un milieu extrêmement peuplé : on y trouve nombre de microorganismes, invertébrés et bactéries. Par le travail incessant de ces organismes spécialisés, la matière organique morte est transformée en matière minérale (molécules simples, ions). Le sol va ainsi jouer le rôle de réserve de matières nutritives qui serviront à alimenter les végétaux. Il est, donc, à la charnière entre le monde biologique et le monde minéral. Sa formation est très lente. Il faut 500 ans pour constituer un sol arable. Il est le fruit d’interactions entre les roches, les microorganismes, la végétation et le climat. Très fragile, il est sensible aux interventions humaines et aux changements climatiques. Le sol est le support principal de la production de nourriture pour l’Homme et les herbivores. Il recouvre tous les continents, mais seulement un quart des surfaces est cultivable et un huitième effectivement cultivé. Les déserts, les milieux arides et les calottes glaciaires représentent quant à eux 20 % de la surface terrestre et les terres semi-arides 13 %. Les sols fertiles et arables sont, donc, assez rares.
  • L’eau (l’hydrosphère) : les océans occupent les 2/3 de la surface terrestre, ce qui a valu à la Terre d’être surnommée la planète bleue. L’eau salée représente plus de 95 % de l’eau présente sur Terre, alors que l’eau douce exploitable est un bien rare qui ne représente que 0,01 % des réserves.
  • L’air (l’atmosphère) : l’air est un mélange de gaz qui forme l’atmosphère terrestre. Il est composé à 78 % d’azote, à 21 % d’oxygène, le reste étant de la vapeur d’eau, du gaz carbonique, de l’ozone et des gaz rares (argon, néon, hélium, etc.). L’atmosphère se répartit autour de la Terre en plusieurs couches définies en fonction des températures : la troposphère toute proche, est suivie de la stratosphère, puis de la mésosphère, de la thermosphère et de l’exosphère. Le soleil réchauffe la surface des continents et des mers, qui réchauffent à leur tour l’air ambiant. Ceci crée des mouvements d’air qui jouent un rôle considérable dans le cycle de l’eau, assurent le transport d’énormes quantités de vapeur et influencent le climat des diverses régions de la planète.

À l’intérieur de ces trois grands sous-systèmes (et grâce à eux) existent de nombreux autres écosystèmes de taille variable. Il peut s’agir d’une forêt ou d’un océan, mais aussi d’une haie ou d’une mare. Tous ces écosystèmes sont liés, car de la matière et de l’énergie circulent entre eux, suivant des cycles dits biogéochimiques. Il existe ainsi des interconnexions et des interrelations complexes et permanentes entre l’ensemble des écosystèmes.

Pour aller plus loin, on peut étudier plus en profondeur le fonctionnement d’un écosystème particulier, comme, par exemple :

  • Les forêts
  • Les milieux marins (mers et océans)
  • Les milieux d’eau douce (rivières, lacs)
  • Les zones humides (mangroves, etc.)
  • Les déserts et montagnes

III.
L’intervention de l’Homme
sur les écosystèmes :

Suite à l’intervention humaine, les écosystèmes sont menacés dans leur fonctionnement. Voici une liste des menaces les plus pressantes dans l’état actuel des connaissances.

Exemple : La mer du Nord

La partie belge de la mer du Nord s’étend sur une surface de 3 462 km2. Sa profondeur moyenne est de 20 mètres avec un maximum de 45 mètres et elle borde notre côte sur une distance de 65,5 kilomètres.

Notre espace maritime abrite différents systèmes de bancs de sable caractéristiques de la baie sud de la mer du Nord, dont certains sont émergés à marée basse. La côte abritait jadis des zones d’estuaires et des prés salés très étendus, qui ont pratiquement disparu (à l’exception du Zwin et de l’estuaire de l’Yser).

Les fonds marins sont essentiellement constitués de sable et, par endroits, de vase. Les vers, crustacés et bivalves qui les peuplent sont typiques des fonds meubles de faible profondeur. À grande profondeur, on trouve des substrats durs naturels constitués de graviers et de pierres éparses. De très nombreux substrats durs artificiels tels que les brise-lames, digues, infrastructures portuaires, bouées, épaves et bientôt champs d’éoliennes sont également présents. Ils permettent le développement de communautés riches et diversifiées et abritent, notamment des macroalgues, des ané­mones de mer ainsi que de nombreuses espèces de crustacés et mollusques. Ces communautés sont typiques des fonds rocheux et certaines d’entre elles ne pourraient subsister dans notre espace maritime sans ces structures artificielles.

Notre zone côtière est importante pour l’alimentation et la reproduction de nombreux poissons et oiseaux marins. En particulier la partie ouest de la côte, qui est bien étudiée, abrite une grande diversité d’habitats et d’animaux benthiques (= vivants au fond de la mer).

Les zones côtières sont biologiquement plus productives que les eaux du large, mais elles sont également les plus exposées à la pression des activités humaines, qui ont des impacts directs et indirects sur la biodiversité.

La pêche industrielle a un impact considérable, non seulement sur les espèces commerciales, mais également sur d’autres espèces capturées en même temps. Les stocks de poissons tels que le cabillaud, la sole ou la plie diminuent de manière très préoccupante. Les chaluts qui labourent les fonds marins détruisent certains habitats sensibles et leur faune caractéristique, modifiant ainsi durablement les équilibres naturels. À cette pression majeure s’ajoutent, entre autres la pollution, l’eutrophisation, l’extraction de sables et graviers, l’apparition d’espèces exotiques envahissantes et le tourisme.

Le grand dauphin, l’esturgeon, le bigorneau perceur et l’huître plate ont disparu de notre zone maritime. D’autres animaux, tels que les requins et les raies, sont comme partout ailleurs gravement menacés. À l’opposé, de nombreuses espèces exotiques telles que le couteau américain, la balane de Nouvelle-Zélande et l’huître japonaise s’implantent et prolifèrent aux dépens des espèces indigènes.

Une coordination rationnelle des activités humaines, basée sur une bonne compréhension du fonctionnement de l’écosystème, est, donc, d’une importance capitale pour maintenir la mer du Nord en bonne santé et assurer la pérennité de ses ressources.