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DYNAMIQUE ET EXPLOITATION DES ÉCOSYSTÈMES

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La dynamique des écosystèmes

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Comment la forêt tempérée se peuple petit à petit et que peut-il arriver une fois qu’elle est entièrement peuplée ? La dynamique d’un écosystème est son évolution à long terme. Sa mise en place est assez longue à l’échelle d’une vie humaine, il faut plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines, d’années pour arriver à un état d’équilibre, qui est dynamique.

 

I. Stade 1 : stade mucinal et herbacé

 

Si on part d’un sol presque nu, le premier stade pour la mise en place de la forêt va durer à peu près deux ans. C'est le stade au cours duquel vont se développer de petites espèces au ras du sol.

Par exemple des lichens (associations entre une algue et un champignon), des mousses, donc tout ce qui correspond à des petites surfaces et surtout des petites épaisseurs. On appelle cela le stade mucinal (en référence aux mousses) et herbacé. A ce moment, il n’y a pas du tout de forêt, on met en place un couvert végétal qui se trouve au ras du sol.

 

II. Stade 2 : stade des pionniers

 

Dans les premières dizaines d’années d’évolution de cet écosystème, on passe à ce qu’on appelle le stade 2 : des espèces un petit peu plus hautes vont apparaître (des buissons, des arbustes, on pourra parler d’espèces arbustives ; des espèces de plantes à fleurs comme la callune, la bruyère, le genêt) puis les premiers arbres : le saule, le bouleau, le peuplier en sont des exemples, il peut y en avoir d’autres dans la forêt tempérée. On parle alors de stade des pionniers. Il y a un peuplement progressif, et ces premières espèces, en particulier les premiers arbres, sont appelés les arbres pionniers.

 

III. Stade 3 : stade post-pionnier

 

On passe au stade 3, cette fois on est au-delà de cinquante ans d’existence de l'écosystème qui est relativement stable en terme de conditions physico-chimiques et notamment en terme de climat. Si le climat perdure, autour de soixante dix ans d’existence on a de nouvelles espèces d’arbres qui poussent : les ormes, les frênes, le chêne. On passe au stade forestier initial puisqu’à ce moment, on va pouvoir commencer à dire que c’est une forêt : c’est-à-dire que la densité d’arbres sur une surface donnée sera suffisamment importante pour qu’on puisse commencer à l’appeler forêt. On dit aussi que c’est le stade post-pionnier puisque ce sont des espèces d’arbres qui arrivent après les premières populations.

Aux stades 2 et 3, les espèces qui s’installent sont les espèces héliophiles, c’est-à-dire qui aiment le soleil, ce sont des espèces qui ont besoin de beaucoup de lumière pour se développer au contraire des espèces qui vont ensuite apparaître, à partir du stade 4.

 

IV. Stade 4 : stade forestier terminal = CLIMAX

 

Au stade 4, on est autour de cent ans et plus d’existence. Vont apparaître à ce moment, ou en tout cas vont prendre le dessus, puisqu’elles pouvaient apparaître auparavant : le hêtre, le sapin, l’épicéa, éventuellement l’if. Ce sont des espèces qui supportent assez bien l’ombre. Ces espèces vont pouvoir persister et vont même prendre le dessus lorsque la forêt sera suffisamment dense pour qu’il n’y ait plus autant de lumière disponible pour chaque individu. Ce sont des espèces qu’on appelle les dryades ou encore les espèces sciaphiles, « sciaphile » signifiant « qui supporte l’ombre » au contraire des héliophiles.

Les espèces apparues auparavant ne vont pas disparaître totalement mais elles ne sont plus les espèces dominantes, c’est-à-dire qu’en terme de concentration d’individus, ce sont les dryades qui vont prendre le dessus dans la forêt au stade 4. À ce moment, on atteint un équilibre, qui n’est pas forcément stable, on parle de climax. Le climax est le moment où la forêt a atteint son stade final. C’est le stade de développement maximal.

 

V. Équilibre instable : devenir sans intervention humaine

 

Sans intervention humaine, si la forêt n'est pas exploitée par l’homme, les arbres vont subir leur croissance, puis ils vont mourir. À leur mort, ils s’effondrent et cela provoque la mise en place de trouées, c’est-à-dire des zones où la lumière va pouvoir passer et où de jeunes arbres vont pouvoir repousser, et s’il y a de la lumière on revient à des espèces héliophiles. On revient au stade 3, au stade 2, et éventuellement au stade 1 ce qui est plus rare. Cet équilibre est dynamique puisque sans arrêt on revient au stade 4, puis au fil des années, on revient au stade 3, au stade 2, à certains endroits de la forêt. Cela concerne de petites zones net non pas l’ensemble de l’écosystème.

 

VI. Perturbations de l’équilibre dynamique et notion de résilience

 

Par ailleurs, à chaque stade, il y a un augmentation importante de la biodiversité animale, végétale, de bactéries, de champignons, etc., donc une augmentation importante de la biomasse (de l’ensemble des êtres vivants présents) et une augmentation, en terme d’épaisseur et de qualité, du sol. Le sol étant un mélange de matière organique et minérale qui se trouve à la surface. Cette augmentation de biodiversité, de biomasse et de sol va arriver à un état d’équilibre, le climax, mais au-delà de cette régulation, il peut y avoir des perturbations. On parle de perturbation lorsqu’un événement important en terme de surface ou en terme d’espèces vient modifier l’écosystème qui était à son climax. Une perturbation peut être causée par un insecte ou par des parasites, par exemple.

 

Exemple de l'ips

 

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L’ips fait partie de la famille des scolytes. C'est un petit insecte xylophage, qui fait entre 2 et 7 mm, « xylophage » veut dire « qui se nourrit du bois ». Il peut faire des galeries dans le bois (voir ci-dessous).

 

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En temps normal l’ips se nourrit du bois mort, mais si, pour des raisons particulières, par exemple climatiques, les populations d’ips augmentent beaucoup, ou si les arbres sont fragilisés, ils peuvent en venir à manger les arbres vivants. Cela peut faire des dégâts importants dans une forêt. Il peut donc s’agir d’insectes ravageurs. Ci-dessous un exemple de forêt ravagée par des insectes.

 

 

Les perturbations peuvent être aussi non liées à des facteurs biotiques, aux êtres vivants, mais plutôt liées au climat. Par exemple, ci-dessous voici une photo de forêt ravagée par une tempête de type ouragan.

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Il faut évoquer le cas des incendies, ces feux de forêt qui ravagent les forêts qu’on soit en milieu tempéré ou bien dans des forêts tropicales.

Il y a des feux de surface et des feux qui se trouvent plutôt aux cimes, qui se propagent le plus vite et qui font le plus de ravages. Ces feux peuvent avoir des causes humaines mais également des causes climatiques ou non identifiées puisque la forêt est par définition un milieu plutôt humide mais qui peut prendre feu et qui peut se voir détruite en petite ou en majeure partie.

 

Comment l’écosystème évolue à la suite de cette perturbation ?

Si la perturbation n’a pas tout détruit, il peut y avoir une résilience, c’est-à-dire une auto-régénération. La résilience est la capacité, pour un écosystème, à revenir à un état petit à petit d’équilibre, en repassant éventuellement par différents stades de développement en fonction de la quantité d’animaux, de végétaux, etc., qui ont été détruits au moment de la perturbation.

Cette résilience est relativement bonne pour la forêt, c’est-à-dire que la forêt se régénère bien en général suite à une perturbation, en particulier suite au feu, mais cette résilience dépend de la biodiversité. Plus la biodiversité était importante, plus la résilience sera possible. On pourra revenir vers un état d’équilibre.

Dans les écosystèmes appauvris, en particulier les systèmes exploités par l’homme, la résilience est bien moins importante.

Cette résilience permet de revenir vers un état climacique. Cela ne se fera pas en quelques jours, ni en quelques mois,  mais en quelques années voire dizaines d’années pour revenir à une forêt à peu près équivalente à ce qu’il y avait auparavant.

 

Néanmoins, la perturbation peut être trop intense ou alors trop fréquente : si des incendies se déclarent tous les ans dans une même forêt, même si la surface détruite n’est pas très importante, la régénération n’est pas possible. Si l’écosystème (c’est valable en forêt mais aussi ailleurs) subit trop de perturbations, on va évoluer vers un nouvel écosystème. Une forêt ne peut pas se régénérer à l’infini et donc on évolue vers un nouvel état, peut-être un nouvel état d’équilibre, un nouveau climax, mais qui sera différent.

Par exemple, une forêt peut évoluer vers un nouvel état qui peut être une lande, donc quelque chose où la végétation sera plus basse et moins diversifiée et qui ressemblera finalement un petit peu à ce qu’on avait au stade 1 mais qui ne sera plus capable d’évoluer vers les stades 2, 3 et 4. Selon le climat et selon la zone, cela peut évoluer vers un nouveau paysage qui ressemblerait un peu à une savane. Donc finalement un paysage plus pauvre, plus sec, plus aride et une biodiversité moins importante que dans la forêt tempérée.