Cours Stage - Dynamique et exploitation des écosytèmes

Exercice - La dynamique des écosystèmes

L'énoncé

Depuis l'année 1900, les espèces végétales d'une portion de terrain de 100 mètres carré ont été inventoriées. Il s'agissait alors d'un terrain presque nu. Répondre aux questions suivantes pour se servir de ces données afin de décrire l'évolution de l'écosystème étudié. 

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Question 1

Semble-t-il que toutes les espèces du terrain aient été inventoriées ? Si non, justifier précisément le choix effectué d'espèces. Donnent-elles un indice sur le type d'écosystème étudié ?

Toutes les espèces du terrain n'ont probablement pas été inventoriées, autrement il s'agirait alors d'un écosystème étonnamment pauvre en terme de richesse spécifique. Les espèces observées laissent à croire que l'écosystème étudié est aujourd'hui une forêt tempérée

Les espèce semblent avoir été choisies afin de rendre compte de l'évolution du paysage : on compte des espèces caractéristiques des différents stades de développement d'une forêt tempérée : mousses et lichens (stade 1) ; bruyère, bouleau et saule (stade 2) ; orme et chêne (stade 3) ; sapin et épicéa (stade 4). 

Identifier les espèces caractéristiques des différents stades de développement de l'écosystème reconnu.

Question 2

Pour chaque ligne du tableau, à la main ou dans un tableur, trier les arbres caractéristiques de chacun des stades de développement de l'écosystème reconnu et exprimer leur proportion sur la population totale d'arbres afin de déterminer chronologiquement les succession de stades de développement de l'écosystème. 

Dans un tableur, on calcule premièrement le total d'arbres présents sur le terrain pour chaque ligne du tableau. Cela exclut les espèces herbacées/mucinales/buissonnantes (à savoir : les lichens, mousses et bruyères). 

On somme ensuite pour chaque ligne du tableau les espèces caractéristiques d'un certain stade. Le stade 1 ne comprenant pas d'espèce arbustives, on le laisse de côté. On somme les effectifs de bouleaux et saules pour le stade 2 ; de chênes et ormes pour le stade 3 ; de sapins et épicéas pour le stade 4. On obtient donc 3 types d'effectifs :

Effectif stade 2

Effectif stade 3

Effectif stade 4

On demande ensuite au tableur, pour chaque ligne, de diviser chaque effectif par le total d'arbres présents obtenu pour cette ligne. On obtient alors les proportions d'arbres sur la population arbustive totale caractéristiques d'un certain stade pour chaque dizaine d'années depuis 1900 : 

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En 1900, seules les espèces caractéristiques du stade mucinal herbacé de développement d'une forêt tempérée étaient présentes. L'écosystème en était donc à son stade 1 de développement. 

De 1910 à 1940, les espèces arbustives du stade 2 (pionnier) dominent : la forêt tempérée en est alors à ce stade. À partir de 1950 apparaissent des espèces caractéristiques du stade 3 (forestier initial) mais elles demeurent minoritaires jusqu'en 1970. Ce n'est donc qu'à partir de 1970 qu'on peut dire que la forêt a atteint son stade 3 de développement. 

En 2000 apparaissent les premières espèces caractéristiques du stade 4 (climax) de développement d'une forêt tempérée. Elles dominent rapidement l'écosystème, 10 ans plus tard, en 2010, on peut donc dire que la forêt a atteint son état d'équilibre. 

Calculer le nombre total d'arbres présents pour chaque ligne du tableau. Regrouper ensemble les espèces caractéristiques d'un certain stade afin de pouvoir obtenir des proportions facilement interprétables. 

Question 3

Que dire des populations de mousses et lichens en observant rapidement le tableau ? 

On observe que les population de mousses et lichens fluctuent dans le temps et sont plus nombreuses aux stades de développement 2, 3 et 4, qui ne sont pourtant pas le stade dont ces espèces sont caractéristiques. 

Si elles dominent le paysage en effectif, cela ne signifie pas pour autant que la forêt en est à son stade mucinal/herbacé de développement puisque des arbres se sont développés. Par contre, mousses et lichens ont alors plus de surfaces pour se développer d'où l'augmentation observée d'effectif. Les fluctuations semblent d'ailleurs corrélées au nombre total d'arbres présents dans la forêt. 

Pourquoi les effectifs de mousses et lichens augmentent alors que l'écosystème reconnu a dépassé son stade 1 de développement ?