LA DYNAMIQUE DES ÉCOSYSTÈMES CHAPITRE 55 (2012) 1 L E FLUX D ’ ÉNERGIE La productivité primaire et secondaire L E FLUX DE MATIÈRE Cycles biogéochimiques
Espèce 1 Espèce 2 Espèce 3 Population 1 Population 2 Population 3 ToTo Lumière vent Roche & sol 2 C OMMUNAUTÉ L’ ENSEMBLE DES ORGANISMES D ’ UNE COMMUNAUTÉ VIVANT DANS UNE AIRE DÉFINIE ET INTERAGISSANT AVEC LES FACTEURS ABIOTIQUES QUI L ’ ENTOURENT. Un écosystème
F LUX DE L ’ ÉNERGIE transformation de l’énergie dans l’ensemble de l’écosystème C YCLES BIOGÉOCHIMIQUES la circulation des éléments chimiques (les nutriments) utilisés par la communauté biotique 3 Les processus de la dynamique des écosystèmes
Flux de L’énergie et des nutriments Figure 55.4 (Campbell 2012) Plantes, arbre, algues, etc. Herbivore Carnivore
La quantité d’énergie totale ne change pas R IEN NE SE PERD, RIEN NE SE CRÉE, TOUT SE TRANSFORME ! (L AVOISIER ) Une partie de l’énergie se dissipe sous forme de chaleur Une partie de l’énergie est contenue dans les molécules organiques Flux et conservation de L’énergie au sein de l’écosystème 5 5 Campbell, 2012; p.1406
Les chaînes alimentaires sont des représentations simplifiées de « qui mange qui » à l’intérieur d’un écosystème Les organismes occupent différents niveaux trophiques Flux de L’énergie Au sein du réseau trophique 6 Figure 54.13
Collège Lionel- Groulx Le réseau trophique représente mieux la réalité complexe de « qui mange qui » d’un écosystème Il permet aussi de représenter les omnivores Flux de L’énergie Au sein du réseau trophique
Q UEL EST LE NIVEAU TROPHIQUE SUR LEQUEL REPOSENT TOUS LES AUTRES NIVEAUX DE L ’ ÉCOSYSTÈME ? L E NIVEAU TROPHIQUE : Niveau regroupant les espèces qui partagent la même source de nourriture et d’énergie. Flux de L’énergie Au sein du réseau trophique 8 D IFFÉRENCIER AUTOTROPHE ET HÉTÉROTROPHE ?? 8
Flux de L’énergie, sous quelle forme? Deux processus qui permettent de transformer l’énergie: La photosynthèse La respiration cellulaire Quelle sont les sources d’énergie qui permettent la VIE sur Terre? 9 9
Flux de L’énergie la production d’énergie par le vivant M OLÉCULES ORGANIQUES CHALEUR PHOTOSYNTHÈSE N UTRIMENTS INORGANIQUES
Flux de L’énergie la consommation d’énergie par le vivant 11 D ÉPENSES D ’ ÉNERGIE Synthèses Croissance Mouvement Transport Chaleur Etc. D ÉPENSES D ’ ÉNERGIE Synthèses Croissance Mouvement Transport Chaleur Etc. M OLÉCULES ORGANIQUES O2O2 CO 2 + H 2 O ATP R ESPIRATION CELLULAIRE F ERMENTATION Divers produits O2O2
Flux de L’énergie Productivité primaire É NERGIE PRODUIT PAR LA PHOTOSYNTHÈSE PPB - É NERGIE UTILISÉE POUR LE MÉTABOLISME R a P RODUCTIVITÉ P RIMAIRE N ETTE (PPN) 12 Campbell, 2012; p.1408 Énergie disponible pour le niveau trophique supérieur
Productivité primaire Les facteurs limitants 13 Campbell, 2012; p La température L’humidité Lumière Les nutriments Azote et phosphore É COSYSTÈMES MARINS É COSYSTÈMES TERRESTRES
Nouvelle biomasse (croissance) Respirationcellulaire Feces 100 J 33 J 67 J 200 J Plante mangée par une chenille flux de L’énergie et la production secondaire 14 E ST - CE QUE TOUTE L ’ ÉNERGIE CONSOMMÉE EST TRANSFORMÉE EN NOUVELLE BIOMASSE QUI SERA CONSOMMABLE PAR LE NIVEAU SUIVANT ? P RODUCTIVITÉ SECONDAIRE (Campbell, 2012; figure 55.10)
Nouvelle biomasse (croissance) Respirationcellulaire Feces 100 J 33 J 67 J 200 J Plante mangée par une chenille flux de L’énergie et l’efficacité écologique 15 P RODUCTIVITÉ SECONDAIRE (Campbell, 2012; figure 55.10) % d’énergie dans la nourriture assimilée qui n’est pas utilisé pour la respiration cellulaire.
16 Flux de L’énergie L’efficacité trophique 16 (Campbell, 2012; figure 55.11)
L’efficacité trophique est le % d’énergie produite par un niveau trophique qui est transféré à un autre Entre 5 et 20% habituellement La pyramide de production = perte d’énergie à chaque transfert dans le réseau trophique 17 Flux de L’énergie Pyramide de productivité
Niveau trophique Consommateur secondaire Consommateur primaire Producteur j 1000j 10 PERSONNES1 PERSONNE Flux de L’énergie : Manger de la viande, est-ce efficace? 18 RENDEMENT (%) = Productivité niveau sup / productivité niveau inf X 100 RENDEMENT (%) = Productivité niveau sup / productivité niveau inf X 100
C YCLES DES NUTRIMENTS DANS L ’ ÉCOSYSTÈME Composantes biotiques et abiotiques R ECYCLAGE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES 19 Flux de la matière les cycles biogéochimiques R ÔLE ESSENTIEL DES DÉCOMPOSEURS ( DÉTRITIVORES ) R ÔLE ESSENTIEL DES DÉCOMPOSEURS ( DÉTRITIVORES )
LES CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES Le va et vient de la matière L ES CLASSIQUES : CARBONE AZOTE PHOSPHORE Solarviews.com (Campbell, 2012; p ) Flux de matière
Atmosphère, sol et eau Minéraux (roche) 21 Flux de matière Circulation de la matière Les cycles sédimentaires et hydrologique interagissent et font circuler les nutriments minéraux à l’échelle planétaire Figure (Campbell 2007)
Flux de matière cycle du carbone P UITS VS SOURCES 22
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24 Élément limitant ? Importance des Bandes riveraines ! Flux de matière Cycle du phosphore
Flux de matière 25 Cycle de l’azote Élément limitant ?