Écosystèmes et services écosystémiques

Les notions à connaître

Écosystème

Ensemble formé par un milieu physico-chimique (biotope : sol, climat, eau, lumière) et les êtres vivants qui l'habitent (biocénose : producteurs, consommateurs, décomposeurs) en interaction permanente. Un écosystème est un système ouvert qui échange matière et énergie avec son environnement.

Biocénose

Ensemble des êtres vivants (animaux, végétaux, champignons, micro-organismes) qui peuplent un biotope donné et entretiennent entre eux des relations trophiques (alimentation), de compétition, de symbiose ou de parasitisme.

Réseau trophique

Ensemble des chaînes alimentaires interconnectées dans un écosystème, montrant les flux de matière et d'énergie entre les différents niveaux trophiques : producteurs primaires $\to$ consommateurs primaires (herbivores$) \to$ consommateurs secondaires (prédateurs$) \to$ décomposeurs.

Productivité primaire

Quantité de matière organique produite par les organismes photosynthétiques par unité de surface et de temps. La productivité primaire brute (PPB) inclut la respiration ; la productivité primaire nette (PPN = PPB - respiration) est la biomasse réellement disponible pour le niveau trophique suivant.

Services écosystémiques

Bénéfices que les humains tirent gratuitement du fonctionnement des écosystèmes. Quatre catégories : approvisionnement (nourriture, eau, bois), régulation (climat, pollinisation, épuration), culturels (loisirs, esthétique, spirituel) et de soutien (photosynthèse, cycles biogéochimiques, formation des sols).

Cycle biogéochimique

Circulation d'un élément chimique $(C, N, P, H_2O)$ entre les réservoirs biotiques (êtres vivants) et abiotiques (atmosphère, hydrosphère, lithosphère). La matière est recyclée en permanence : elle passe des producteurs aux consommateurs aux décomposeurs et retourne au milieu.

Résilience

Capacité d'un écosystème à retrouver son état initial après une perturbation (tempête, incendie, pollution). Un écosystème diversifié est plus résilient car la redondance fonctionnelle (plusieurs espèces assurant la même fonction) compense la perte d'une espèce.

Flux d'énergie

L'énergie entre dans l'écosystème par la photosynthèse (énergie solaire $\to$ énergie chimique) et se dissipe sous forme de chaleur (respiration) à chaque niveau trophique. Environ 90% de l'énergie est perdue à chaque transfert $\to$ les chaînes alimentaires dépassent rarement 4-5 niveaux.

Les erreurs à éviter en svt

• ✗ Réduire la biodiversité au simple nombre d'espèces

  ✓ La biodiversité comporte TROIS niveaux emboîtés : diversité des écosystèmes, diversité des espèces ET diversité génétique intra-espèce (diversité des allèles). Un écosystème avec beaucoup d'espèces mais très peu de diversité génétique est fragile.

• ✗ Penser que l'énergie circule en boucle comme la matière

  ✓ La MATIÈRE est recyclée en boucle grâce aux décomposeurs (cycles biogéochimiques). L'ÉNERGIE, elle, est DISSIPÉE sous forme de chaleur à chaque niveau trophique (2e principe de la thermodynamique) et doit être constamment renouvelée par le soleil.

• ✗ Confondre chaîne alimentaire et réseau trophique

  ✓ Une chaîne alimentaire est une suite linéaire simple (herbe $\to$ lapin $\to$ renard). Un réseau trophique est l'ensemble des chaînes alimentaires interconnectées d'un écosystème (la réalité est toujours un réseau, pas une chaîne).

• ✗ Oublier le rôle fondamental des décomposeurs

  ✓ Sans décomposeurs (bactéries, champignons, vers), la matière organique morte s'accumulerait et les nutriments minéraux ne seraient pas recyclés. Les décomposeurs ferment le cycle de la matière et sont indispensables au fonctionnement de tout écosystème.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Un écosystème est constitué de :
2. Les producteurs primaires dans un écosystème sont :
3. Quel service écosystémique est un service de régulation ?
4. Dans un réseau trophique, le flux d'énergie :
5. Le cycle du carbone montre que le $CO_2$ atmosphérique est prélevé principalement par :