La niche écologique

Mercredi 5 juillet 2017

Au sens commun une niche est un abri destiné à l’animal de compagnie, une cavité faite pour y loger un objet important : statue, clé, lit etc.
La notion de niche écologique est une notion plus complexe, elle garde seulement du sens commun les idées  d’abri et de logement.

Chaque espèce vivante a un niveau d’activité en rapport avec les facteurs physiques, chimiques et biologiques de son environnement.  Prenons l’exemple du lézard animal poïkilotherme (la température de son corps est variable en fonction de la température extérieure) son activité se modifie dans les limites de température de 10 à 40°C environ ; elle est optimale lorsque la température externe sera voisine de 30°C. Si l’on construit une courbe ayant en abscisse la température et en ordonnée une mesure de l’activité du lézard, cette courbe aura la forme d’une cloche avec des valeurs minimales aux températures 10 et 40°C et une valeur maximale à la température 30°C. Notons que pour une autre composante du milieu comme la taille des insectes dont le lézard peut se nourrir on peut établir un graphique analogue, il en serait de même pour la teneur en oxygène de l’air etc. Ainsi le lézard se « niche » dans des limites  environnementales définies dans chacun de ces axes, l’ensemble faisant penser à un espace mathématique à n dimensions. En dehors de ces limites (que nous ne pouvons représenter graphiquement puisque, au plus, nous ne pouvons représenter qu’un espace à trois dimensions), sa vie sera impossible.

Il n’est pas facile d’établir pour chaque espèce la courbe relative à chaque axe de cet espace à n dimensions, mais il est important de la connaître quelquefois pour des facteurs qui déterminent les possibilités de présence d’une espèce dans un milieu donné. Prenons le cas de la truite qui à des besoins en oxygène élevés ; si l’on veut répandre des alevins de truite dans une rivière dont la teneur en oxygène de l’eau est inférieure au seuil minimum de survie de cette espèce on court à l’échec. En revanche ces eaux moins oxygénées peuvent être suffisantes pour des poissons moins exigeants en oxygène comme le gardon ou la carpe.

Si l’on s’intéresse à l’axe de la niche relatif à la taille des proies susceptibles d’être utilisées par deux espèces prédatrices ; on peut avoir une concurrence entre elles lorsque leurs courbes se chevauchent partiellement et même des exclusions lorsque leurs courbes se superposent. Dans ce cas l’une des deux espèces disparaîtra si la richesse en proies du milieu est insuffisante pour nourrir les deux espèces.


La richesse d’un milieu en ressources est fondamentale pour expliquer sa richesse en espèces. Ainsi la zone tropicale recèle beaucoup plus d’espèces que les zones plus septentrionales car la diversité des ressources y est beaucoup plus grande.          

Les arbres de nos villes

 Lundi 5 Juin 2017


Il y a un réel effort pour végétaliser les villes et notamment pour y planter des arbres. Est-ce un besoin ? La réponse à cette question n’est pas aussi simple qu’il y paraît ; plusieurs chercheurs* ont essayé d’analyser le rôle des arbres dans les villes, je vais rapporter ici l’essentiel de leurs observations.

Les arbres des villes nous fournissent, avec la photosynthèse, de l’oxygène et prélèvent d’importantes quantités de CO2 ; par évapotranspiration ils augmentent l’hygrométrie de l’air et donc rafraîchissent l’atmosphère ce qui n’est pas négligeable en été ; ils font aussi de l’ombre avec leur feuillage ; enfin, ce qui est moins connu sans doute, ils réduisent la pollution en piégeant les microparticules de l’air soit par interception ou par absorption des composants gazeux de l’air à travers la respiration stomatique.

L’efficacité du piégeage des microparticules de l’air dépend des espèces et est associée à la surface de leur feuille (cireuse ou non cireuse), à la densité du feuillage et à sa forme ; parmi les espèces efficaces pour capter les microparticules on trouve : l’orme, le magnolia, le frêne, le houx. Les lianes grimpantes sont plus efficaces que certains arbres (d’où leur intérêt pour végétaliser les murs). L’efficacité est aussi associée à la persistance du feuillage, les arbres à feuilles persistantes sont plus intéressants en hiver car ils restent efficaces en période où les pics de pollutions sont fréquents. D’une manière générale, leurs capacités à résorber la pollution ne sont guère connues des services techniques en charge des espaces verts des villes alors qu’elles devraient être prises en compte au moment des plantations.

Bien qu’il soit difficile de le prouver, il semble aussi que la présence des arbres dans la ville à un effet positif sur la  santé mentale  et physique des populations urbaines. Ainsi, un chercheur canadien comparant des quartiers aux densités d’arbres différentes à des relevés statistiques sur la santé des habitants, a pu montrer que les fortes densités d’arbres étaient en corrélation positive avec un bon état sanitaire des populations et une plus faible incidence des maladies cardio-vasculaires. Aux Etats Unis la disparition de milliers de frênes par suite de l’attaque d’une chenille s’est révélée associée à une mortalité accrue par les maladies cardiovasculaires  et les déficiences respiratoires. Il s’agit évidemment de corrélations qui peuvent masquer l’origine réelle de l’accroissement de la morbidité ; il n’en demeure pas moins que la répétition de ces corrélations positives conforte l’hypothèse d’une cause à effet réelle.

Les arbres n’ont pas que des effets positifs sur la santé, ils peuvent émettre des pollens allergènes citons à cet effet : le bouleau, le frêne, le platane, les cyprès. Ils peuvent émettre aussi des substances volatiles organiques associées à la formation d’ozone. Les peupliers, les chênes, les robiniers, les platanes et les sycomores sont émetteurs de ces substances. Ils peuvent avoir enfin un feuillage ou des fruits toxiques. Le choix de l’essence au moment de la plantation est donc primordial, il faudrait le faire en connaissant bien ses aptitudes. Or la plupart du temps le choix se fait sur des qualités esthétiques ou sur l’originalité de l’espèce et néglige les  inconvénients ou avantages qu’elle peut apporter. Enfin on devrait privilégier les espèces locales et délaisser les espèces exotiques qui, moins bien adaptées, risquent de poser des problèmes sanitaires ou de survie.


*K. J. Willis et G. Petrokofsky, Science 28 avril 2017, N°6336, pp.374-376. 

Incendies et biodiversité

Vendredi 5 Mai 2017

Avec l’augmentation des températures consécutives au réchauffement climatique et l’expansion de l’habitat humain,  la lutte contre les incendies est devenue une priorité. On considère en effet que le feu est non seulement dangereux pour l’homme mais qu’il va réduire pendant longtemps la couverture vivante de notre environnement et peut-être même contribuer à un appauvrissement de la biodiversité. Les incendies sont-ils toujours une cause d’appauvrissement de celle-ci ? Un article bibliographique* de la revue américaine Science tente de rassembler ce que l’on sait sur cette question.

Il est des cas où des régimes d’incendie peuvent bénéficier à la biodiversité ; dans les zones où ils constituent les éléments perturbateurs essentiels à la stabilité environnementale, ils créent des niches favorables à la coexistence d’un plus grand nombre d’espèces. Ainsi dans les forêts de conifères de Californie, certaines espèces d’oiseaux comme le pivert à dos noir dépendent d’habitats créés par des incendies sévères. Une autre étude a montré que la variation de la fréquence et de l’intensité des incendies favorise la coexistence d’un plus grand nombre d’espèces végétales dans ces mêmes forêts.

Il ne faut cependant pas croire que ces observations favorables aux incendies comme agents de la biodiversité soient toujours vraies ; les auteurs de l’article ont observé qu’en Australie dans des forêts d’eucalyptus n’ayant pas subi d’incendies sur une longue période, il y avait des niveaux élevés de diversité chez les oiseaux car ces forêts intactes sur une longue période, leur fournissaient  en grande quantité nourriture et abris.

Il existe donc une incertitude sur la réponse de la biodiversité face aux incendies et celle-ci doit-être levée par de nouvelles études. Il est nécessaire par exemple de mieux connaître le déroulement temporel des   caractères des plantes qui seront les plus affectés par le feu : longévité et résistance des graines à la chaleur, période reproductive, sénescence, toutes ces observations devant permettre d’estimer l’intervalle de temps entre deux incendies qui autorise la survie des différentes espèces présentes dans un milieu où ils sont fréquents.

Les relations entre Incendies et biodiversité ne peuvent être isolés des autres caractéristiques du climat agissant sur les changements environnementaux. Ainsi un climat plus sec va accroître la fréquence des incendies et s’opposer à la persistance de la végétation. Les graines qui sous la canopée sont susceptibles de reconstituer la végétation sont très vulnérables au raccourcissement de l’intervalle entre deux sinistres.

Dans nos zones à forte densité de population la lutte contre les incendies est systématique ; est-ce un bien ? Est-ce un mal ? La biodiversité est-elle affectée par la diminution de la fréquence des incendies ? Comment une zone brûlée recouvre-t-elle sa biodiversité et en quoi va-t-elle différer d’une zone non brûlée ? Des études partielles à ces questions existent sans doute, mais ne devraient-elles pas être approfondies ?


*L.T. Kelly et L. Brotons Science 24 mars 2017, N°6331 ; pp.1264-1265.     Incendie et biodiversité

Les granulés de bois et l'effet de serre.

Mercredi 5 Avril 2017


Nous avons vu dans le billet précédent que l’utilisation du bois d’une forêt comme combustible était neutre vis-à-vis de l’effet de serre dans la mesure où la forêt était replantée après son exploitation ; en effet au cours de leur croissance les jeunes arbres allaient réutiliser du CO2 pour fabriquer par photosynthèse leurs sucres. Cette situation a conduit des sociétés productrices d’électricité à faire du bois un nouveau combustible pour leurs centrales thermiques afin d’éviter des pénalisations en tant  qu’émettrices de gaz à effets de serre. Plusieurs pays du nord de l’Europe comme l’Angleterre, la Belgique, la Hollande et le Danemark ont construit des centrales brulant du bois et converti des centrales à charbon en centrales à bois, ils se prévalent ainsi d’un recyclage du carbone et non d’une aggravation de l’effet de serre.

D’où vient le bois ? Essentiellement des Etats Unis et plus précisément des forêts de Caroline du Nord et des Etats américains du sud-est qui ont d’immenses forêts de chênes et de pins à croissance rapide. Lors d’une coupe, les grosses branches et les petits arbres non utilisables comme bois d’œuvre sont transportés dans des usines spécialisées où ils sont broyés et transformés en granulés qui seront vendus comme combustible. Les exportations vers l’Europe étaient encore insignifiantes en 2005, elles ont atteint en 2016 : 6,5 millions de tonnes ce qui commence à provoquer de nombreux débats entre partisans et adversaires de cette nouvelle activité économique qui accélère les coupes forestières et risque, au moins dans le court terme, d’affecter la forêt américaine.
  
Cette stratégie, pour atténuer les émissions de CO2, est-elle satisfaisante ?  Cette question est posée dans un article* de la revue américaine Science et les différents points de vue présentés n’en donnent pas une réponse évidente.

Examinons d’abord l’aspect économique ; il dépend  essentiellement du comportement humain. L’utilisation des granulés de bois comme combustible donne aux forestiers une ressource  supplémentaire car ils  sont fabriqués avec des restes d’exploitation qui jusqu’ici étaient  abandonnés. Avec la demande accrue en granulés de bois, les propriétaires forestiers ne seront-ils pas encouragés à replanter  des arbres là où des coupes ont été faites et peut-être même à convertir en forêt  là où existaient cultures ou pâturages. A l’opposé, on ne peut pas exclure non plus, la conversion des espaces libérés par l’abattage des arbres en terres agricoles ou en terrains à bâtir !

Voyons maintenant l’aspect écologique ; sur un cycle biologique c’est-à-dire depuis la coupe des arbres jusqu’à leur remplacement par replantation et croissance jusqu’à possibilité d’une nouvelle coupe,  la réduction des émissions de gaz à effets de serre, par rapport à l’utilisation du charbon, serait de 74 à 85%. Cependant si l’on se mettait soudainement à n’utiliser que du bois, pour remplacer le charbon dans les centrales thermiques, en pensant que les jeunes replantations réabsorberaient plus tard le CO2 émis, cela pourrait causer, les premières années suivant l’exploitation, des dommages irréversibles comme la fonte des glaces  car il n’y aurait plus assez de forêt adulte pour reprendre le carbone émis . Un autre aspect néfaste du point de vue des émissions de gaz à effet de serre concerne l’activité microbienne du sol dans la zone d’abattage des arbres. Le passage des machines entraîne une aération de la litière qui s’est formée à leur pied provoquant une activité accrue des bactéries aérobies, il en résulte une dégradation rapide de la matière organique et une émission importante de CO2 due à la respiration bactérienne. Plus grave encore est ce que la disparition de la forêt entraîne dans l’immédiat ; l’arbre est un élément majeur de l’écosystème forestier, il sert d’abri à de nombreuses espèces : végétales de sous-bois, et animales (insectes,  oiseaux, mammifères etc.). Il contribue aussi de façon majeure à leur nourriture. L’abattage des arbres va provoquer un cataclysme pour ces espèces dépendantes pouvant entraîner leur mort sinon leur fuite vers d’autres lieux dont l’équilibre écologique sera bouleversé.

L’utilisation brutale de la forêt comme source d’énergie propre doit être rejetée. Si l’utilisation des déchets de coupes pour fabriquer des granulés de bois destinés au chauffage ou à l’alimentation  des centrales thermiques est souhaitable, la demande en granulés ne doit pas être un argument pour accélérer l’exploitation des forêts.


*W. Cornwall Science 6 janvier 2017, N° 6320, pp. 18-20.  

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