Écologie des écosystèmes
L'écologie des écosystèmes considère la nature comme un ensemble de systèmes biotiques et abiotiques couplés, suivant le flux d'énergie et le cycle de la matière à travers les organismes, le sol, l'eau et l'air.
Definition
L'écologie des écosystèmes est l'étude des flux d'énergie et de matière entre les organismes et leur environnement physique au sein d'un système défini, ainsi que des processus qui déterminent la productivité, le cycle des nutriments et la stabilité des écosystèmes.
Scope
Ce domaine traite les écosystèmes comme des unités fonctionnelles : la capture d'énergie dans la production primaire et sa dissipation par transfert trophique et respiration, la décomposition qui remet les nutriments en circulation, et les cycles biogéochimiques du carbone, de l'azote, du phosphore et de l'eau. Il aborde la stabilité et la résilience des écosystèmes, ainsi que la relation entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes, en intégrant la physiologie, l'écologie des communautés et la science du système Terre.
Sub-topics
Core questions
- Comment l'énergie circule-t-elle dans un écosystème, de la production à la respiration ?
- Comment la décomposition et le cycle des nutriments maintiennent-ils la productivité des écosystèmes ?
- Comment les principaux cycles biogéochimiques sont-ils régulés ?
- Qu'est-ce qui détermine la stabilité, la résilience et le fonctionnement des écosystèmes ?
Key theories
- Flux d'énergie et cycle des nutriments
- L'énergie traverse les écosystèmes de manière unidirectionnelle et est dissipée, tandis que la matière circule de manière répétée entre les organismes et les réservoirs abiotiques ; ces deux principes organisent l'étude fonctionnelle des écosystèmes.
- Développement et auto-organisation des écosystèmes
- Odum a proposé que les écosystèmes se développent selon des tendances prévisibles en termes de production, de biomasse et de rétention des nutriments à mesure qu'ils mûrissent, considérant les écosystèmes comme des systèmes auto-organisés dotés de propriétés émergentes.
Clinical relevance
L'écologie des écosystèmes sous-tend l'évaluation des services écosystémiques, la gestion du carbone et des nutriments, la réponse des écosystèmes à la pollution et au changement climatique, et la science qui étaye les politiques environnementales basées sur les écosystèmes. Il s'agit d'un contexte éducatif, et non d'une prescription de gestion.
History
Tansley a inventé le terme écosystème en 1935, et Lindeman a quantifié le flux d'énergie trophique en 1942. Les frères Odum ont développé l'écologie des systèmes et l'énergétique des écosystèmes entiers au milieu du XXe siècle, et des études à grande échelle telles que Hubbard Brook ont établi la mesure rigoureuse des flux écosystémiques.
Key figures
- Arthur Tansley
- Raymond Lindeman
- Eugene Odum
- Howard Odum
- F. Stuart Chapin
Related topics
Seminal works
- chapin2011
- odum1969
- tansley1935
Frequently asked questions
- Qu'est-ce qu'un écosystème ?
- Un écosystème est une communauté d'organismes associée à l'environnement physique avec lequel ils échangent de l'énergie et de la matière, considéré comme une unité fonctionnelle à toute échelle, d'une mare à la biosphère entière.
- Pourquoi l'énergie circule-t-elle mais la matière est-elle recyclée ?
- L'énergie entre sous forme de lumière solaire et est progressivement dissipée sous forme de chaleur lorsqu'elle traverse les organismes ; elle ne peut donc pas être réutilisée, tandis que les éléments chimiques sont absorbés, libérés et recapturés de manière répétée, circulant entre les êtres vivants et leur environnement.