Processus et agresseurs écosystémiques : fiche de renseignements et glossaire

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1. Processus et agresseurs écosystémiques : fiche de renseignements

1.1 Processus écosystémiques

Les processus écosystémiques sont les moteurs d’un écosystème. On les associe généralement aux phénomènes « naturels » nécessaires à la survie des écosystèmes. Voici une liste des processus abiotiques et biotiques courants au Canada et dans de nombreux parcs nationaux.

Processus écosystémiques abiotiques (non vivants)
• Affouillement glaciaire
• Avalanche
• Cycle de l’énergie
• Cycle hydrologique
• Désagrégation
• El Niño/La Niña
• Érosion
• Feu
• Formation de barrages de glace
• Glissement rocheux
• Inondation
• Ventis

Processus écosystémiques biotiques (vivants)
• Compétition
• Croissance
• Cycle nutritif
• Déclin
• Décomposition
• Dispersion
• Évolution
• Extinction
• Migration
• Prédation
• Pullulation d’insectes et maladies
• Symbiose

Bien que naturels, les processus écosystémiques constituent parfois un stress pour l’environnement. Pourtant, les écosystèmes s’adaptent aux processus naturels. Ainsi, quand une tempête de verglas décime un peuplement d’arbres, dont beaucoup sont malades, le processus donne lieu à un nouvel habitat d’arbres au stade pionnier, parfois très productif.

1.2 Agresseurs anthropiques
Le préfixe grec « anthrôpos » signifie « humain ». On entend généralement par agresseurs anthropiques les événements et actions résultant de l'activité humaine moderne. Les agresseurs anthropiques ont sur la biodiversité des effets directs (c'est le cas entre autres de l'introduction d'espèces exotiques) ou indirects, lesquels découlent des changements modifiant les processus écosystémiques qui maintiennent la biodiversité (exemple le changement climatique). Voici une liste des agresseurs qui touchent les parcs nationaux et qui ont été signalés dans les réponses au questionnaire-sondage de 1992 sur les facteurs de stress et dans les rapports sur l'état des parcs de 1994, 1997 et 1999..

Exemples d'agresseurs anthropiques
• Agriculture
• Barrage
• Braconnage
• Changement climatique d’origine humaine
• Collision véhicule-animal
• Couloir de service public
• Déchets solides
• Eaux usées
• Espèce exotique
• Exploitation forestière
• Exploitation minière
• Infrastructure des parcs
• Installations d’accueil
• Méthode de gestion des parcs
• Ozone troposphérique
• Pêche commerciale
• Pêche sportive
• Perturbation d’origine humaine
• Pesticides
• Pollution par les métaux lourds
• Pollution pétrochimique
• Précipitations acides
• Urbanisation

Certains de ces agresseurs, dont l’infrastructure d’un parc, se trouvent dans les parcs, et de nombreux autres sont à l’extérieur. Certains, comme le changement climatique, sont considérés comme planétaires puisqu’ils ont une incidence sur des zones beaucoup plus vastes qu’un parc ou un écosystème.

2. Glossaire des processus écosystémiques

2.1 Processus écosystémiques abiotiques

Affouillement glaciaire
L’affouillement glaciaire est une forme d’érosion : un glacier érode le sol sur lequel il se déplace, ramassant au passage des matériaux meubles pour les déposer en fondant. Ce processus crée des habitats de succession sur les terrains ainsi érodés.

Exemple

• Les glaciers du parc national de Kluane, et notamment le glacier Lowell, érodent le terrain sur lequel ils se déplacent.
• L’omble à tête plate et le ménomini de montagnes qui vivent dans les rivières des Rocheuses se reposent volontiers dans les trous profonds creusés par l’affouillement glaciaire.

Avalanche
Une avalanche est le dévalement soudain d’une grosse masse de neige ou de glace du haut d’une pente ou d’une falaise. L’avalanche est causée par des changements de température, une accumulation de neige, des changements soudains de la vitesse d’une masse de neige se déplaçant lentement, des vibrations soudaines, y compris de grands bruits. L’avalanche élimine les arbres et des bandes de forêt sur son passage, créant ainsi un nouvel habitat de forêt pionnière parfois très productif.

Exemple
Les avalanches se produisent couramment dans les parcs des montagnes. La fonte tardive des épaisseurs de neige accumulées au pied des pentes avalancheuses du parc national des Glaciers crée des conditions idéales pour la croissance de l’érythrone à grandes fleurs et de la claytonie lancéolée, deux plantes importantes dans le régime du grizzli. Certaines espèces d’oiseaux, dont la paruline à calotte noire et la paruline des buissons, font des aulnes enchevêtrés qui poussent sur les sites avalancheux leur principal habitat de montagne.

Cycle de l’énergie
L’énergie circule dans tout écosystème. L’énergie solaire, par exemple, parvient à la terre sous forme de rayons lumineux que les plantes captent pour la convertir en énergie chimique par photosynthèse. La plupart des organismes dépendent directement ou indirectement des produits de la photosynthèse. L’énergie est transmise dans tout l’écosystème par les herbivores qui consomment les végétaux, les carnivores qui consomment les herbivores et les détritivores qui consomment la matière organique morte (nécromasse). Grâce à la circulation ininterrompue de l’énergie dans un écosystème, tous les organismes disposent de nourriture. À chaque transfert, une partie de l’énergie est perdue sous forme de chaleur.

Cycle hydrologique
Le cycle hydrologique désigne le mouvement continu de l’eau. Ainsi, sous l’action du soleil, l’eau s’évapore de la surface de la terre et s’accumule dans l’atmosphère, où elle est transportée par le vent. La transpiration des plantes libère aussi de la vapeur d’eau dans l’atmosphère. Quand l’air refroidit, les molécules d’eau se condensent en gouttelettes qui tombent sous forme de précipitations. Les précipitations aboutissent dans les plans d’eau de surface après s’être écoulées de la terre dans les rivières ou les ruisseaux ou après avoir traversé le sol jusqu’aux aquifères. Tous les êtres vivants ont besoin d’eau pour survivre. Les fonctions internes des plantes et des animaux ne se feraient pas sans eau. L’eau est aussi un habitat pour de nombreux organismes. Les processus écosystémiques enclenchés par le cycle hydrologique, comme les inondations, jouent donc un rôle important dans le maintien des écosystèmes.

Exemple
Les écologistes des Prairies canadiennes ont démontré que le cycle de vie de plus de 75 % des oiseaux et des mammifères qui vivent dans cette région dépend totalement ou partiellement d’habitats riverains (en bordure des plans d’eau). En d’autres termes, une grande partie de la biodiversité des Prairies dépend de l’abondance d’eau à l’échelle locale.

Désagrégation
La désagrégation est le processus en vertu duquel la roche se brise en fragments plus petits et plus aisément déplacés. Comme l’érosion, la désagrégation modifie la surface du sol puisqu’elle retire certains matériaux de certains endroits pour les déposer ailleurs. Les matériaux désagrégés s’accumulent pour former un nouveau sol et parfois des reliefs uniques, comme les dunes de sable.

El Niño et La Niña
El Niño et La Niña sont des variations de température de grande ampleur qui se produisent à la surface de l’océan en moyenne tous les trois ou quatre ans, modifiant du coup la température à l’échelle de la planète. El Niño se caractérise par un réchauffement de l’océan Pacifique et La Niña, par un refroidissement du Pacifique. Tous deux ont entre autres effets de provoquer des températures anormales pour la saison, des inondations et des sécheresses. Ces processus peuvent aussi influer sur les écosystèmes locaux.

Exemple
Quand El Niño se manifeste, le risque et l’intensité des incendies augmentent dans bon nombre de parcs nationaux de l’ouest, étant donné les précipitations moindres et les températures plus élevées.

Érosion
L’érosion désigne l’enlèvement et le transport de matériaux à la surface du sol par le vent, l’eau ou la glace.

Le dépôt de matériaux par érosion influe sur la profondeur du sol, sa composition et sa teneur en matière organique, influant du coup sur sa capacité de rétention, sa fertilité et sa productivité.

Exemple
Les tsunamis érodent et, de ce fait, modifient le rivage dans le parc national Fundy.

Feu
Le feu crée les conditions idéales pour de nombreux organismes. Il fournit au sol une cendre riche en minéraux et ménage dans le couvert forestier des ouvertures qui permettent aux rayons solaires de réchauffer le sol et de stimuler la croissance de plantes nouvelles à partir de graines et de racines. En règle générale, les feux périodiques d’origine naturelle sont peu étendus et ne brûlent que les végétaux morts ou malades, empêchant dès lors de grandes accumulations de combustibles forestiers, lesquels risquent de provoquer de vastes incendies qui menacent les vies humaines, les propriétés et les terrains avoisinants.

Exemple

• La population de pic-bois peut se multiplier par 50 après un feu, l’oiseau se nourrissant des scolytes et autres insectes qui se spécialisent dans la colonisation des arbres récemment brûlés.
• Le lynx du Canada s’abrite sous les conifères mûrs mais chasse dans les aires récemment brûlées, où vivent de vastes populations de sa proie favorite : le lièvre d’Amérique.
• Après un feu, le rosier sauvage, le peuplier faux-tremble et la framboise poussent avec vigueur à partir des racines souterraines et nourrissent l’orignal et le wapiti.
  • Le feu est la clé du maintien de la savane du cèdre d’Amérique dans le parc national de la Pointe-Pelée, puisqu’il empêche le développement de peuplements mûrs.

Formation de barrages glaciaires
La formation de barrages glaciaires est un processus par lequel les glaciers forment des barrages temporaires de glace et de roches dans les cours d’eau, créant ainsi des lacs temporaires. Quand le barrage cède, des eaux riches en éléments nutritifs se déversent sur les terrains adjacents, réapprovisionnant le sol.

Exemple
Le glacier Lowell, dans le parc national de Kluane, s’étendait naguère jusqu’au mont Goatherd; il y avait formé un barrage sur la rivière Alsek, créant le nouveau lac glaciaire Alsek. Vers 1850, une débâcle brutale et catastrophique a inondé les terrains. La tradition orale autochtone évoque les corps rejetés dans la baie Dry, sur la côte de l’Alaska.

Glissement rocheux
Un glissement rocheux est un mouvement massif de roches qui dévalent une pente ou une falaise. Comme l’avalanche, le glissement rocheux élimine les arbres et des bandes de forêts sur son passage, créant de nouveaux habitats au stade pionnier parfois très productifs.

Inondation
L’inondation désigne l’immersion par une brusque élévation du niveau d’un cours ou d’un plan d’eau comme un lac, un ruisseau ou un océan d’une terre normalement émergée. Les eaux déposent des sédiments riches en éléments nutritifs dans les basses terres adjacentes, appelées « plaine inondable ». Ces zones riches en éléments nutritifs constituent un habitat idéal pour beaucoup de plantes et d’animaux. Les plaines inondables sont aussi une aire de reproduction idéale pour la sauvagine; elles réduisent la sédimentation et alimentent les aquifères.

Exemple

• On a éliminé le barrage édifié sur la rivière Kingsmere dans le parc national de Prince-Albert, laissant libre cours à l’inondation qui a restauré la biodiversité dans la plaine inondable.
• Les inondations printanières déclenchent chez certaines espèces de poisson une réaction migratoire qui les entraîne en amont des rivières, vers les frayères.
• Le peuplier de Virginie, le peuplier occidental et le saule de l’intérieur sont quelques-uns des végétaux dont les fruits s’ouvrent pour libérer leurs graines en juin, ce qui correspond à la fin des inondations printanières. Les graines germent dans les sédiments fraîchement déposés par les eaux, et croissent grâce à l’irrigation naturelle que produit la décrue.

Ventis
Dans certains systèmes forestiers, le vent accomplit des fonctions semblables à celles du feu. De violentes tempêtes de vent abattent des arbres et créent des trous dans la couverture, ce qui favorise la croissance des jeunes arbres et plants jusque-là cachés par les arbres plus hauts.

Exemple

• Les jeunes plants et les petits arbres de la forêt ombrophile des îles Gwaii Haanas et des forêts mixtes des basses terres
  du Saint-Laurent profitent du ventis.
• L’ours noir s’abrite dans les creux formés sous l’enchevêtrement des racines des arbres renversés par le vent.
• La martre d’Amérique est particulièrement abondante dans les vieux peuplements marqués par de nombreux ventis, du fait que l’une de ses proies favorites, le campagnol à dos roux, se cache parmi les arbres abattus.

2.2 Processus biotiques naturels

Compétition
Fonction écologique en vertu de laquelle deux organismes luttent pour une même ressource limitée.

Cette ressource peut être la nourriture, l’eau, un autre individu pour la reproduction, un habitat, un lieu de mise bas, le sol, la lumière et beaucoup d’autres. Plus les individus se ressemblent, plus la compétition est intense entre eux. Là où les ressources sont limitées, les organismes les moins aptes seront plus vulnérables ou trouveront plus difficilement un autre individu pour se reproduire, ce qui les empêchera de transmettre leurs gènes, contrairement aux organismes vainqueurs.

Croissance
La croissance est le rythme de production de végétation créée par unité de surface pendant la période végétative. Elle varie d’un écosystème à un autre, avec le temps ou en réponse à d’autres processus, tels les feux, la pullulation d’insectes ou les inondations.

Exemple
La saison végétative des parcs nationaux de la région arctique est plus courte que celle des parcs nationaux du sud du Canada. Dans les régions sèches, où se trouve par exemple le parc national des Prairies, la végétation pousse plus rapidement le long des rivières, où l’humidité est plus forte.

Cycle nutritif
Le cycle nutritif est l’ensemble des processus grâce auxquels les éléments nutritifs passent d’un organisme à un autre. Toute la vie sur terre dépend d’éléments nutritifs essentiels comme l’azote, le carbone et le phosphore. Puisque la terre est, essentiellement, un système clos, la quantité d’éléments nutritifs n’est pas infinie. Les organismes doivent donc les recycler et les réutiliser. Le recyclage des éléments nutritifs se fait par échanges entre les organismes ainsi qu’entre les organismes et le milieu physique.

Exemple
Par photosynthèse, les plantes transforment en molécules organiques les atomes de carbone du dioxyde de carbone qui se trouvent dans l’air. Ces molécules contenant du carbone se retrouvent ensuite dans les herbivores, puis dans d’autres animaux qui mangent ces herbivores. Ensuite, les décomposeurs consomment les déchets organiques ou organismes morts. Ce cycle du carbone de l’atmosphère aux organismes vivants puis à nouveau dans le réservoir que constitue l’atmosphère assure l’équilibre naturel du carbone. Le cycle est perturbé entre autres s’il y a libération d’une quantité excessive de carbone par la combustion de combustibles fossiles ou s’il y a déforestation.

Déclin
Le déclin est une diminution du nombre d’organismes dans un écosystème causée par un phénomène naturel ou l’activité humaine.

Exemple
La population de tortue des bois du parc national de la Mauricie a décliné du fait de plusieurs agresseurs, dont la circulation intense, des perturbations d’origine humaine et les prélèvements pour l’industrie des animaux d’agrément.

Décomposition
La décomposition est le processus qui fait que la matière organique morte retourne au sol sous forme inorganique.

En consommant les organismes morts, les décomposeurs, et notamment certains petits animaux, certains insectes, les champignons et les bactéries, fournissent l’écosystème en éléments nutritifs. Ces derniers sont dès lors à la disposition des plantes. Sans approvisionnement continu en éléments nutritifs, les nouveaux végétaux, qui constituent une source directe et indirecte de nourriture pour tous les organismes, ne pourraient pas vivre.

Exemple
Le loup a été éradiqué de l’Ouest américain dans les années 1960. En 1978, un couple de loups s’est installé pour la première fois dans le parc national des Glaciers (au Montana) après une dispersion vers le sud depuis la région de Banff, à travers les vallées des rivières Elk et Flathead. L’espèce est maintenant bien établie dans le centre-nord du Montana, et les jeunes loups de cette population se dispersent périodiquement pour coloniser les contreforts des Rocheuses et les vallées qui entourent le parc national des Lacs-Waterton, au Canada. Après un long périple vers le nord, un jeune loup du Montana est même arrivé dans la région de Prince George, où il a été tué par un trappeur. Ces déplacements sur une longue distance aide les loups à trouver et exploiter des poches d’habitats productifs.

Évolution
L’évolution est le processus qui fait qu’une espèce change avec le temps. La survie et la reproduction des individus les mieux adaptés à leur environnement assurent la progression des qualités génétiques. L’évolution contribue à la biodiversité, puisque chaque espèce acquiert une stratégie qui lui permet de survivre dans un écosystème.

Extinction
L’extinction est la disparition d’une espèce dans la totalité ou une partie de son aire de distribution géographique. L’extinction peut libérer une niche pour une autre espèce, avec le temps. À court terme, toutefois, elle provoque dans les écosystèmes des vides potentiellement dangereux pour d’autres organismes à la recherche de nourriture ou d’un habitat.

Migration
La migration est le mouvement périodique d’une population d’une région à une autre, généralement pour se nourrir ou se reproduire. Beaucoup d’espèces non migratoires dépendent de l’arrivée d’espèces migratoires pour se nourrir. C’est aussi grâce à la migration que les plantes se régénèrent en l’absence des migrateurs.

Exemple
À l’automne, des milliers de monarques du Mexique traversent le parc national de la Pointe-Pelée, en route vers le Mexique, où ils vont passer l’hiver. L’été, on peut observer le monarque en Ontario, où l’asclépiade commune, sa seule source de nourriture, croît en abondance. À l’approche de l’hiver, il vole vers le sud pour continuer de se nourrir. Comme la Pointe-Pelée s’étire jusque dans le lac Érié, le papillon en fait une étape de son trajet migratoire, écourtant ainsi la distance qu’il doit parcourir au-dessus d’étendues d’eaux libres pendant qu’il traverse les Grands Lacs.

Prédation
La prédation est un type d’interaction entre organismes, en vertu duquel un organisme en chasse un autre pour s’en nourrir.

Les prédateurs tuent souvent les proies les plus vulnérables et les moins adaptées, supprimant les individus faibles ou malades des populations de proie. La progéniture des survivants est mieux adaptée à son environnement et au maintien d’une population de proie. Par ailleurs, les espèces chassées ont un taux de reproduction supérieur à celui des espèces prédatrices. La prédation fait donc en sorte que les populations de proie ne dépassent pas le niveau que peut supporter l’écosystème. Les prédateurs influent sur le comportement et la distribution des proies dans le paysage, ce qui modifie par conséquent l’effet de ces proies sur la végétation.

Exemple
Les prédateurs prudents comme le loup et le couguar évitent généralement les endroits marqués par une intense activité humaine. Leurs proies apprennent donc à se rassembler dans ces lieux. C’est de cette façon que les communautés établies dans les parcs nationaux comme Banff et Jasper sont devenues des refuges pour de grands nombres de wapitis. Résultats : le surpâturage des peupliers faux-trembles (une espèce rare), des couverts arbustifs et des prairies à proximité des villes, ainsi que des conflits entre wapiti et être humain. Ici, l’absence de prédateurs a des effets secondaires sur l’intégrité écologique : certains autres animaux qui dépendent du peuplier faux-tremble et des arbustes perdent leur habitat et des plantes envahissent les pâturages épuisés.

Exemple

• Le dendroctone du Douglas, commun dans l’ouest des États-Unis, en Colombie-Britannique et au Mexique, tue habituellement de petits groupes d’arbres mais ses victimes se comptent par centaines en cas d’épidémie.
• La tordeuse à tête noire de l’épinette, espèce indigène d’Amérique du Nord, se nourrit habituellement des aiguilles seulement et n’attaque que les nouveaux végétaux. En cas de pullulation, toutefois, elle attaque aussi les vieilles aiguilles et provoque souvent la défoliation totale des arbres, entraînant leur mort.

Symbiose
La symbiose est une relation étroite entre deux organismes vivants. Les relations symbiotiques sont de trois types :

• le mutualisme, en vertu duquel les deux organismes bénéficient de la relation;
• le commensalisme, qui fait qu’un des organismes bénéficie de la relation alors que l’autre ne subit aucun tort mais ne tire aucun profit;
• le parasitisme, en vertu duquel un organisme profite de la relation, qui cause du tort au second.

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