La structure d'un écosystème - 2nd L

 

Tout écosystème possède une structure particulière qui permet de le reconnaître. 

 

La structure correspond à la manière dont les individus des différentes espèces sont disposés les uns par rapport aux autres. 

 

Cette structuration dépend en grande partie des conditions de vie qui existent dans le milieu. 

 

Le peuplement rencontré est constitué d'animaux et de végétaux.

Les végétaux sont des êtres vivants immobiles, faciles à localiser. 

 

On peut les regrouper suivant le plan vertical et le plan horizontal.

Elle correspond à la stratification de la végétation. 

 

Trois strates ont été notées : la strate herbacée abondante avec des herbes pouvant atteindre $1\,m$, la strate arbustive d'une hauteur de moins de $5\,m$ et la strate arborée dont la hauteur est supérieure à $5\,m.$ 

 

Le transect, est la représentation schématique de la végétation, il permet de voir la stratification. 

 

Cependant, il existe une strate souterraine, qui correspond à l'étagement dans le sol de l'appareil racinaire des différents individus.

Elle permet de déterminer le mode de distribution des individus à la surface du sol. 

 

Pour cela il faut d'abord faire un inventaire de toutes les espèces (ainsi que le nombre d'individus de chaque espèce) présentes dans le milieu en utilisant la méthode de l'aire minimale.

Il est très difficile voire impossible de réaliser un recensement de l'ensemble des espèces d'un milieu. 

 

Il est donc recommandé d'effectuer un fractionnement du milieu d'étude en parcelles égales appelées, aire minimale. 

 

Pour délimiter cette aire minimale, il faut d'abord choisir un milieu homogène en évitant les espaces mixtes (les zones de transition entre deux paysages : terrestre-aquatique, savane-forêt). 

 

Déterminer l'aire minimale revient à choisir une surface petite et à recenser les différentes espèces qui s'y trouvent. 

 

Puis on multiplie cette surface par $2$ et on recense les nouvelles espèces rencontrées. 

 

Cette dernière surface sera également multipliée par $2$ et les nouvelles espèces rencontrées seront recensées. 

 

Ainsi de suite jusqu'à ce qu'aucune nouvelle espèce ne soit rencontrée après deux surfaces successives. 

 

La dernière surface ayant des espèces nouvelles sera considérée comme étant l'aire minimale sur le terrain.

 

Toutefois, l'aire minimale réelle est obtenue en projetant le point d'inflexion de la courbe de variation du nombre d'espèces cumulées en fonction de la surface, sur l'axe des abscisses.

 

 

 

L'aire minimale est définie comme la plus petite surface renfermant le plus grand nombre d'espèce du milieu étudié.

Le recensement des espèces dans des relevés floristiques se fera sur des aires dont les dimensions sont égales à celles de l'aire minimale. 

 

Le relevé se fait à l'aide d'une fiche normalisée qui permet de recueillir les données écologiques suivantes :

 

$\bullet\ $La localisation géographique de la station étudiée ;

 

$\bullet\ $La pédologie, hydrologie, topographie ; La structure de la communauté végétale ;

 

$\bullet\ $Les influences humaines et animales ; Les variables écologiques descriptives ;

 

$\bullet\ $L'inventaire exhaustif des espèces végétales.

 

A partir de ces relevés on détermine différents paramètres écologiques qui nous permettrons de caractériser le milieu.

$\blacktriangleright\ $Fréquence et indice de similitude 

 

La fréquence d'une espèce dans un site, est le nombre de fois que l'espèce est rencontrée dans ce site. 

 

Elle peut être déterminée à partir de la formule suivante :

$$\text{Fréquence}=\dfrac{\text{Nombre de relevés où l'espèce est présente}\times 100}{\text{Nombre total de relevés}}$$

                                                                 

Chaque fréquence d'une espèce correspond à un indice de fréquence représenté dans le tableau ci-dessous. $$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \text{Fréquences}&\text{Indices de fréquence}&\text{Notations}\\ \hline \text{Moins de }19\%&\text{Espèce accidentelle}&I\\ \hline 20\%-39\%&\text{Espèce accessoire}&II\\ \hline 40\%-59\%&\text{Espèce assez fréquente}&III\\ \hline 60\%-79\%&\text{Espèce fréquente}&IV\\ \hline 80\%-100\%&\text{Espèce très fréquente}&V\\ \hline \end{array}$$

 

Des histogrammes de variation du nombre d'espèces en fonction de l'indice de fréquence peuvent être tracés (avant de tracer l'histogramme, il faut connaître le nombre d'espèces ayant le même indice de fréquence). 

 

Les résultats obtenus peuvent être comparés avec les histogrammes $1$ et $2.$

 

 

 

Espèces à indice $V$ et $IV$ plus abondantes, population homogène et stable. 

 

Ces végétaux sont caractéristiques d'un milieu où les conditions écologiques sont favorables.

 

 

 

Espèces à indice $I$ et $II$ plus nombreuses, population hétérogène et instable. 

 

Ces végétaux sont caractéristiques d'un milieu où les conditions écologiques sont défavorables.

Lorsque les espèces à indice $III$ dominent, on a un  milieu intermédiaire et les conditions écologiques sont peu favorables.

Lors d'une sortie, des élèves du lycée Sédo Sébé ont eu à réaliser les relevés suivants : $$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Relevés}&1&2&3&4&5&6\\ \hline\text{Espèces}&ABCD&ABC&ABE&AB&AC&AD\\ \hline \end{array}$$

 

1. Calculer la fréquence de chaque espèce.

 

2. Donner un indice de fréquence à chaque espèce.

 

3. Tracer l'histogramme de variation du nombre d'espèces en fonction de l'indice de fréquence.

 

Lorsque la population est hétérogène, une analyse de similitude doit être effectuée. 

 

Elle consiste à comparer chaque relevé avec les autres. 

 

Par exemple la comparaison entre deux relevés $1$ et $2$ fait apparaître des espèces communes aux deux relevés et des espèces contenues dans un seul relevé. 

 

Cette comparaison peut être obtenue à partir l'indice de similitude $(Is).$

$$Is=\dfrac{\text{Nombre d'espèces communes aux relevés }1\text{ et }2\times 100}{\text{Nombre d'espèces totales des relevés }1\text{ et }2-\text{Nombre d'espèces communes aux relevés }1\text{ et }2}$$

 

Les résultats obtenus sont recueillis dans un tableau à double entrées et l'indice de similarité entre deux parcelles sera noté. 

 

Dans un second tableau, nous allons classer les parcelles par indice de similitude le plus élevé. 

 

Les indices supérieurs à $35\%$ seront affectés d'une couleur et les indices inférieurs à $35\%$ seront affectés d'une autre couleur. 

 

Ce tableau permet de mettre en évidence ainsi la présence de groupements floristiques différents.

 

Tableau 1 : 

 

 

Tableau 2 : 

 

 

Nous avons ici deux formations floristiques différentes dans le cite visité.

 

$\blacktriangleright\ $L'abondance et la dominance

 

L'abondance ou la densité d'une espèce est l'importance d'un point de vue nombre d'individus de l'espèce dans une surface donnée. 

 

Elle peut être obtenue en faisant un décompte des individus de l'espèce.

 

La dominance d'une espèce est la surface couverte par cette espèce. 

 

Elle exprime le nombre d'individus d'une espèce par rapport au nombre total d'individus rencontrés dans le milieu.

$$\text{Dominance}=\dfrac{\text{Nombre d'individus de l'espèce }\times 100}{\text{Nombre total d'individus}}$$

 

En fonction du pourcentage de recouvrement, nous avons les espèces suivantes : 

$$\begin{array}{|l|l|}\hline \text{Espèces}&\text{Dominance}\\ \hline \text{Espèce abondante}&100\%\geq\text{dominance}>75\%\\ \hline \text{Espèce très commune}&75\%\geq\text{dominance}>50\%\\ \hline \text{Espèce commune}&50\%\geq\text{dominance}>25\%\\ \hline \text{Espèce peu commune}&25\%\geq\text{dominance}>5\%\\ \hline \text{Espèce rare}&5\%>\text{dominance}\\ \hline \end{array}$$

Calculer la dominance de chaque espèce.

$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|} \hline \text{Relevé}&R_{1}&R_{2}&R_{3}&R_{4}&R_{5}\\ \hline \text{Espèce}_{\text{a}}&73&50&80&96&107\\ \hline \text{Espèce}_{\text{b}}&16&10&2&6&11\\ \hline \text{Espèce}_{\text{c}}&3&19&&4&6\\ \hline \text{Espèce}_{\text{d}}&4&7&&&13\\ \hline \text{Espèce}_{\text{e}}&4&16&&&8\\ \hline \end{array}$$

 

La dominance peut être exprimée sous forme d'un diagramme appelé spectre de dominance

Les animaux sont des êtres vivants capables de se déplacer, d'où la difficulté de les étudier. 

 

Comme les végétaux, les animaux ont une organisation verticale et horizontale.

Suivants leur répartition dans le plan vertical, on distingue : les animaux aériens qui vivent dans les airs ou sur les arbres (singes, oiseaux, insectes ailés...), les animaux terrestres qui sont constamment sur le sol (lion, biche, vache...) et les animaux souterrains qui vivent dans des trous (rats, vers de terre,...).

La répartition dans le plan horizontal des animaux est instable à cause de leur aptitude à se déplacer et à parcourir des kilomètres par jour à la recherche de nourriture. 

 

$\blacktriangleright\ $La niche écologique

 

La niche écologique est un des concepts théoriques de l'écologie. 

 

Il traduit à la fois :

 

$-\ $des paramètres physico-chimiques caractérisant les milieux où évolue l'organisme (et parfois significativement modifiés par cet organisme).

 

$-\ $des paramètres biologiques, incluant les relations avec les espèces avoisinantes et la modification de l'habitat par l'organisme et la communauté d'espèces dans laquelle il s'inscrit (interactions durables).

Le peuplement et le milieu sont intimement liés et sont en interaction permanent. 

 

L'étude de la répartition des grands écosystèmes, montre qu'il varie en fonction du climat et du sol. 

 

En effet, la pluviosité et la température assez élevées sont à l'origine de la formation de la savane arborée. 

 

Le sol latéritique rouge (ferrugineux) permet  le développement des grandes forêts équatoriales. 

 

L'abondance d'herbes permet le développement d'une faune riche en herbivores dont la présence est favorable au développement de grands carnivores (lion, guépard, panthère,…)

Les écosystèmes sont des entités très fragiles qui peuvent être perturbés par les actions anthropiques. 

 

Cependant ils doivent être préservés et exploités à bon escient.