Écosystèmes et biodiversité (enjeux planétaires contemporains)
Le domaine « Écosystèmes et biodiversité » relie le fonctionnement des écosystèmes aux enjeux planétaires contemporains : alimentation, énergie, climat, érosion de la biodiversité. On attend de vous que vous sachiez caractériser un écosystème, quantifier des flux et évaluer la durabilité d'une pratique.
Structure et fonctionnement
- Un écosystème associe une biocénose (communautés vivantes) et un biotope (milieu physico-chimique), en interaction permanente.
- Trois niveaux de biodiversité : génétique (diversité des allèles), spécifique (diversité des espèces), écosystémique (diversité des milieux et de leurs interactions).
- Le flux d'énergie est unidirectionnel : la productivité primaire nette (NPP = production brute − respiration des producteurs) entre dans les chaînes trophiques, chaque transfert perdant en moyenne 90 % de l'énergie sous forme de chaleur (rendement écologique ≈ 10 %). La matière, elle, est recyclée par les décomposeurs (cycles du carbone et de l'azote).
- Services écosystémiques : approvisionnement, régulation, culturels, et services de soutien.
Pressions et durabilité
Cinq grandes causes de perte de biodiversité : destruction et fragmentation des habitats, surexploitation, pollutions, espèces exotiques envahissantes, changement climatique. L'agroécologie (rotations, couverts végétaux, auxiliaires, associations) vise à réduire les intrants et l'énergie fossile tout en maintenant la production ; l'empreinte écologique compare la demande d'une population à la biocapacité disponible.
Exemple raisonné
Un lac a une NPP phytoplanctonique de 30 000 kJ·m⁻²·an⁻¹. Avec un rendement de 10 % par niveau, un poisson carnivore (3ᵉ niveau trophique) dispose de 30 000 × 0,1 × 0,1 = 300 kJ·m⁻²·an⁻¹. Pour produire 300 000 kJ de biomasse de ce poisson, il faut 300 000 / 300 = 1 000 m² de lac. Un régime riche en prédateurs exige donc une surface bien plus grande qu'un régime de producteurs.
Pièges
- Réduire la biodiversité au seul nombre d'espèces.
- Confondre service écosystémique et fonction écologique.
- Écrire que l'énergie est recyclée : seule la matière l'est.
- Utiliser le rendement de 10 % comme une loi exacte : c'est une moyenne.
- Confondre productivité brute et productivité nette.