L'écosystème forestier

La dynamique des écosystèmes

start

l'écosystème forestier

introduction

Les écosystèmes sont constitués par des communautés d’êtres vivants (la biocénose) interagissant au sein d’un milieu de vie (le biotope). L’étude des écosystèmes permet de comprendre leur organisation. Les forêts couvrent près d’un tiers des terres émergées (30% du territoire français) et représente un des principaux écosystèmes terrestres. Une forêt est avant tout un peuplement d’arbres mais elle abrite bien d’autres êtres vivants.

Comment fonctionne un écosystème forestier?

objectif: réaliser un poster montrant les différents composants d’un écosystème et leurs interactions.

A l’aide des documents et de votre manuel, construisez un poster comprenant :1- Un schéma structural présentant l'organisation de l'écosystème de la page suivante

2- Un réseau trophique que vous pourrez superposer au schéma précédant.

3- Une pyramide des biomasses (ou pyramide écologique)

4- les interactions abiotiques (entre le biotope et les êtres vivants)

5- les interactions biotiques (entre êtres vivants) -

6 - les flux de matière au sein d'un exosystème, au travers de l'exemple du cycle du carbone - p210-211

7- Un court texte de conclusion résumant les idées essentielles.

La diversité des interactions entre les êtres vivants dans l’écosystème forestier

Intéractions biotiques au niveau des racines

Mycorhyzes

Nodosités

Return

Mycorhizes

Les végétaux peuvent établir des intéractions racinaires avec des filaments de champignons. Ces dernières, appelées mycorhizes concernent plus de 80% des végétaux sous nos latitudes. Les 2 partenaires en tirent des bénéfices durables. Le champignon augmente l’absorption de l’eau ou des sels minéraux de la plante ce qui favorise sa photosynthèse et donc sa croissance et le champignon profitent de la matière organique (MO) produite par la plante.

La plante profite de l’étendue du réseau mycélien avec lequel elle s’associe de manière étroite.

Return

Nodosités

Les nodosités associent de nombreuses plantes de la famille des Fabaceae (couramment appelées légumineuses), avec de nombreuses bactéries des genres Rhizobium et Bradyrhizobium. La plante accueille les bactéries dans des structures symbiotiques visibles à l'oeil nu sur le système racinaire, appelées nodules ou nodosités. Dans les nodules, la plante créé un environnement favorable aux bactéries, qui se multiplient et fixent l'azote atmosphérique de manière intensive. De cette manière, l'association bénéficie aux 2 partenaires : les bactéries obtiennent l'accès à une source d'énergie et les plantes récupèrent les composés azotés produits dans les nodules. Les légumineuses ont ainsi accès à une source supplémentaire d'azote, et dépendent donc moins que les autres plantes de la disponibilité d'azote inorganique dans le sol.

MANIP TP

Return

Des intéractions biotiques observables au niveau des troncs : les lichens

Les lichens sont des organismes qui colonisent de très nombreux milieux (arbres, rochers, sols couverts de mousses…). Leurs formes et leurs couleurs sont très variées allant du gris au vert mais également au jaune-orangé. Ils ont longtemps été considérés comme des végétaux et sont constitués d’un thalle (comme les algues et certains champignons) qui est une structure sans racine, ni tige, ni feuille. Les lichens résultent en fait de l’association de deux êtres vivants : une algue chlorophyllienne unicellulaire et un champignon. Le champignon est nourri par l’algue tandis que cette dernière est protégée et ancrée par le champignon ; l’association est donc de type « gagnant – gagnant ». Cette association est particulièrement originale car elle permet au champignon de produire des "substances licheniques" qui lui donnent de nouvelles propriétés et lui permettent notamment de survivre dans des conditions hostiles comme un fort ensoleillement. Des expériences ont montré que les 2 partenaires pris isolément ne peuvent synthétiser ces substances!

MANIP TP

Return

Des intéractions au niveau des feuilles

Les galles font partie des partenariats étranges entre des insectes et des plantes. Il existe une grande diversité de galles en fonction des espèces d'insectes et d'arbres concernes. C'est la famille des Cynipidés qui compte le plus d'espèces provoquant des galles sur les chênes. Ces insectes sont des petites guêpes de la taille d'un moucheron. L'insecte vient sur l'arbre pour y déposer sa ponte. Le choix de la zone de ponte va dépendre de la saison et de l'espèce. Bougeons, feuilles, fleurs ou glands sont les zones cibles. L'intérêt de la galle pour l'insecte est qu'elle va isoler la ponte et par la même la protéger. Les oeufs seront à l'abri et mieux encore, les larves pourront même se nourrir de la galle durant leur développement. La valeur sélective de l’insecte parasite se retrouve augmentée puisque son paramètre de fertilité augmente. L'incidence de la formation des galles sur la croissance du végétal n'est pas connue avec précision mais on cosidère qu'elle a tendance à l'affaiblir.

Andricus kollari

Return

Des intéractions entre les arbres

Deux espèces exploitant le même milieu (les mêmes ressources par exemple) seront en compétition ce qui aboutit, au bout d’une période plus ou moins longue, à l’exclusion (disparition) d’une des deux espèces du milieu. La compétition favorise la diversification en baissant la valeur sélective des individus concernés par l’interaction. Par exemple, en forêt de Fontainebleau, le bouleau Betula verrucosa exigeant en lumière et aux graines légères est le premier arbre à s'installer sur les surfaces nues. Le pin sylvestre apparaît quelques années après, sous le couvertdes jeunes bouleaux. Au bout d'une vingtaine d'année, les bouleaux sont dominés par les pins et meurent. Les chênes s'installent progressivement sous l'ombrage des pins. Enfin le hêtre, qui est une essence sciaphile (capable de pousser à faible luminosité) finit par éliminer tous les arbres qui ne peuvent pas s'installer dans un sous-bois trop obscur en les privant de lumière.

Germination d'un gland de chêne

Return

Pour caractériser un écosystème, on peut réaliser une pyramide des biomasses ou pyramide écologique comme celle présentée ci-dessous à propos de la prairie. Chaque maillon de la chaîne est représenté par un rectangle dont la surface est proportionnelle à sa biomasse. Ces rectangles sont superposés et centrés, le producteur primaire étant situé à la base de la pyramide et le dernier consommateur se trouvant en haut.

Il faut choisir l’échelle de façon judicieuse pour permettre une bonne visualisation des données. Pour ce faire, il faut identifier la masse de chaque type d’êtres vivants présents à partir d’échantillonnage de terrain. La biomasse d’un être vivant correspond à la masse totale de matière organique et minérale qui le constitue.