L'écologie PDF

L’écologie 1.0 L’écosystème 2.0 L’écologie des populations 3.0 L’écologie des communautés 4.0 La crise de la biodiversité et la conservation des espèces 5.0 Les menaces écologiques  1.0 L’écosystème Introduction 1.1 Les concepts de base 1.2 Les énergies et la chaleur 1.3 Le climat, la topo...

L’écologie 1.0 L’écosystème 2.0 L’écologie des populations 3.0 L’écologie des communautés 4.0 La crise de la biodiversité et la conservation des espèces 5.0 Les menaces écologiques  1.0 L’écosystème Introduction 1.1 Les concepts de base 1.2 Les énergies et la chaleur 1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature 1.4 La circulation de l’énergie 1.5 Les cycles biogéochimiques 1.6 La régénération des nutriments  Introduction Biosphère: l’ensemble des formes de vie sur terre forme la biosphère. Lithosphère: le matériel rocheux sur terre (de la roche mère jusqu’au grains de sable). Hydrosphère: l’ensemble de l’eau sur terre qui se retrouve sous forme liquide, solide et gazeuse. Atmosphère: fine couche de gaz qui recouvre la surface de la planète. Écosphère: la relation entre la biosphère et la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère.  1.1 Les concepts de base Un écosystème est un système où: -L’énergie circule entre les différentes composantes sous différentes formes (lumière, biomasse et chaleur). Approfondi au point 1.4. -Les éléments nutritifs sont recyclés (azote, phosphore, carbone, oxygène, hydrogène). Approfondi  1.1 Les concepts de base L’écosystème consiste en 3 composantes de base où l’énergie et la matière circulent: Les producteurs Les consommateurs Les décomposeurs  1.2 Les énergies et la chaleur Les producteurs transforment l’énergie lumineuse en glucides par la photosynthèse, c’est pourquoi ils sont dits photoautotrophes. Les glucides sont une énergie chimique potentielle.  1.2 Les énergies et la chaleur Les consommateurs utilisent l’énergie chimique potentielle entreposée par les photoautotrophes pour leurs besoins énergétiques, c’est pourquoi ils sont dits hétérotrophes.  1.2 Les énergies et la chaleur Les décomposeurs dégradent la biomasse des producteurs, des consommateurs et de d’autres décomposeurs en matière inorganiques réutilisables pour les producteurs. Ils sont également dits hétérotrophes. La biomasse est une énergie chimique potentielle.  1.2 Les énergies et la chaleur La quantité de lumière à la surface de la terre est variable en fonction de la latitude, de l’altitude, de la profondeur en milieu aquatique et de la saison. La lumière est essentielle à tout l’écosystème car elle est convertie en biomasse par les producteurs. 1.2 Les énergies et la chaleur  1.2 Les énergies et la chaleur Atténuation de l’intensité de l’énergie lumineuse dans les écosystèmes aquatiques. La profondeur, ou l’intensité de la lumière, dans la zone euphotique où la photosynthèse est à l’équilibre avec la respiration se nomme le point de compensation.  1.2 Les énergies et la chaleur L’ensemble des processus vitaux surviennent dans une gamme restreinte thermique. En général, il convient de considérer que les processus biologiques peuvent avoir lieu lorsque l’eau est liquide, soit de 0 à 100 degrés Celcius à TPN. De facto, très peu d’organismes peuvent vivre à une température supérieures à 45 degrés Celcius. 1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature Les différences de radiation solaire associées à la latitude déterminent le macroclimat en matière de température et de pluviosité. 1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature L’énergie solaire que reçoit la terre n’est pas uniforme étant donné la forme de la terre. Ceci génère la circulation des masses d’air, océaniques et les saisons.  La circulation des masses d’air à l’échelle planétaire Les masses d’air chaudes s’élèvent à l’équateur ce qui crée une cellule principale qui entraînera le mouvement des autres cellules secondaires dans chacun des hémisphères.  1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature L’eau sur terre est en quantité limitée et répartie en vapeur, liquide et neiges (glaces).  1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature L’humidité de l’air dépend de la température et de la quantité d’eau liquide disponible localement.  1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature La topographie vient modifier le macroclimat. Le climat des hautes montagnes  Les masses d’eau océanique (https://www.youtube.com/watch?v=CivYS9Fl--U)  1.2 Le climat Le climat sur terre est subdivisé en régions climatiques auxquelles sont associées une zone bioclimatique (les biomes: https://www.youtube.com/watch?v=RFEV-hiP2gQ). Régions climatiques Zones bioclimatiques Superhumide Forêt tropicale Humide Forêt décidue tempérée et forêt de conifères Subhumide Prairie tempérée Semiaride Toundra arctique et alpine Aride Désert  Les biomes terrestres Les paramètres physiques déterminants sont la température, la luminosité et les précipitations. Voir le descriptif des principaux biomes terrestres. https://www.youtube.com/watch?v=LTD5r-u_ Tpk Les zones bioclimatiques de la planète  Le climatogram me  Les biomes aquatiques Les paramètres physiques déterminants sont la salinité, la température, la profondeur et la teneur en oxygène. Voir le descriptif des principaux biomes aquatiques. https ://www.youtube.com/watch?v=Ot_KmOTYfRA  Les saisons: aux latitudes supérieures il y a 4 saisons bien délimitées alors que près de l’équateur, il n’y a que 2 saisons bien délimitées. 1.3 Le climat, la topographie et l’hétérogénéité de la nature Des particularités locales du climat existent à de nombreux endroits sur la planète. De plus, à l’intérieur d’une région donnée, le climat n’est pas uniforme. Des zones plus chaudes, plus humides, plus froides, plus sèches existent. Ce sont des microclimats. Le microclimat d’une forêt  1.4 La circulation de l’énergie dans les écosystème 1.4.1 La production primaire 1.4.2 La production secondaire 1.4.3 La chaîne alimentaire 1.4.4 Les modèles de circulation de l’énergie  1.4.1 La production primaire Les organismes photosynthétiques fixent une partie de l’énergie lumineuse sous forme de biomasse = production primaire nette. La production primaire est exprimée en kcal/m2/an. Une partie de la biomasse produite nourrit la consommation et aboutit à la décomposition. La température, la lumière, les nutriments et les précipitations sont les facteurs les plus prédominants dans la production primaire. La production primaire varie de façon importante aux différentes régions de la planète.  1.4.1 La production primaire Distinction entre production primaire brute et production primaire nette  1.4.1 La production primaire Un aperçu de la production primaire nette terrestre au Canada  1.4.1 La production primaire Un aperçu de la production primaire nette océanique mondiale.  1.4.1 La production primaire Le taux de photosynthèse dépend de la lumière, de la température et de la disponibilité en eau et des nutriments. Le rendement photosynthétique est de 1 à 2% de l’énergie lumineuse présente.  1.8.1 La production primaire 1.4.1 La production primaire  1.4.1 La production primaire  1.4.2 La production secondaire La biomasse des producteurs primaires (végétaux, algues et phytoplancton) est disponible pour les herbivores qui à leur tour produiront de la biomasse. Cette biomasse appartient au réseau de la consommation. L’étude des réseaux trophiques permet d’analyser la complexité des interactions entre producteurs et consommateurs. 1.4.3 La chaîne alimentaire 1.4.4 Les modèles de circulation de l’énergie dans l’écosystème 1.4.4 Les modèles de circulation de l’énergie dans l’écosystème 1.4.4 Les modèles de circulation de l’énergie dans l’écosystème Un régime alimentaire végétarien permet de nourrir une plus grande quantité d’individus sur terre. Il y a 10X plus d’énergie disponible à l’herbivorie qu’à la carnivorie de niveau 1 Le végétarisme est une solution à la faim dans le monde et diminuerait la consummation en eau douce et les pressions faites sur la nature. La bioaccumulation et la bioamplification dans la chaîne alimentaire  1.5 Les cycles biogéochimiques Le cycle du carbone Le cycle de l’azote Le cycle du soufre Le cycle du phosphore 1.5 Les cycles biogéochimiques – le cycle du carbone 1.5 Les cycles biogéochimiques – le cycle de l’azote 1.5 Les cycles biogéochimiques – le cycle du soufre 1.5 Les cycles biogéochimiques – le cycle du phosphore  1.6 La régénération des nutriments Les sols sont le produit de l’altération naturelle de la roche mère et de sa transformati on par les organismes vivants.  La couche organique des sols (humus) Les couches A sont des couches où il y a présence d’activités biologiques (décomposition). Les couches B et C sont des couches où il n’y a pas de matière organique en décomposition. Pourquoi l’épaisseur des sols de la forêt tropicale est- elle inférieure à celle de la forêt boréale ou des zones humides?  1.6 La régénération des nutriments Les milieux aquatiques Les eaux douces Les eaux salées (plus de 27.7 parties par millier) La température de l’eau varie moins que celle de l’air (de -3C à 30C pour les océans). La température diminue au fur et à mesure que l’on s’enfonce dans la colonne d’eau. L’oxygène diminue avec la profondeur de l’eau. La lumière s’atténue dans la colonne d’eau. Les nutriments circulent entre les eaux profondes et les eaux de surface.  1.6 La régénération des nutriments En milieu aquatique, les bactéries et les détritivores jouent le principal rôle dans la décomposition.