Écologie
Manuel de synthèse
Wolfgang Nentwig/Sven Bacher/Roland Brandl
Vuibert
Préface
IX
Avant-propos
XIII
1 Organismes
1
1.1 Organismes et espèces
1
1.1.1 Caractéristiques des organismes1
1.1.2 Phénotype, génotype, écotype3
1.1.3 La notion d'espèce et nombre d'espèces4
1.2 Les organismes et leur environnement
7
1.2.1 Adaptation7
1.2.2 Rayonnement et photosynthèse9
1.2.3 La température12
1.2.4 Le feu17
1.2.5 L'eau en tant que ressource18
1.2.6 Les ressources en éléments biogènes25
1.2.7 Le sol en tant que ressource33
1.3 Aspects spatiaux et temporels de l'environnement
36
1.3.1 Surfaces de colonisation et aires de répartition36
1.3.2 Aspects temporels de l'environnement39
1.3.3 Longévité des organismes41
1.4 Le concept de niche écologique
42
2 Populations
49
2.1 L'équation fondamentale de la taille d'une population
50
2.2 La taille d'une population
53
2.3 Dynamique des populations
57
2.3.1 Croissance illimitée de la population57
2.3.2 Croissance de population logistique60
2.3.3 Croissance de population continue65
2.3.4 Croissance de population et structure d'âge66
2.4 Évolution des cycles vitaux
76
2.5 Régulation de la densité et variations de population
79
2.5.1 Compétition intraspécifique79
2.5.2 Régulation et limitation82
2.5.3 Stochasticité85
2.5.4 Régulation de la densité dans les populations naturelles86
2.5.5 Cycles et chaos88
2.6 Systèmes de populations
90
2.6.1 Immigration et émigration90
2.6.2 La métapopulation93
2.6.3 Aires de distribution géographique97
3 Interactions entre différentes espèces
99
3.1 Recherche et acquisition de nourriture
100
3.1.1 Spécialisation100
3.1.2 Acquisition optimale de nourriture104
Préférence ou changement de nourriture104
Densité-dépendance : réaction fonctionnelle107
Densité-dépendance : réponse numérique111
3.2 Les niveaux trophiques
112
3.2.1 Décomposeurs, détritivores113
3.2.2 Producteurs primaires : les plantes117
3.2.3 Consommateurs primaires : les herbivores118
3.2.4 Consommateurs secondaires : les carnivores119
3.2.5 Les omnivores120
3.2.6 Parasites, maladies, vecteurs120
3.3 Principes des interactions
122
3.4 Interactions à un même niveau trophique
125
3.4.1 Compétition interspécifique125
3.4.2 Encouragement réciproque132
3.4.3 Mimétisme131
3.5 Interactions impliquant deux niveaux trophiques
133
3.5.1 Prédateurs et proies133
Effets sur les individus133
Effets sur la population136
3.5.2 Herbivores et plantes145
Effets sur la plante145
Réaction des plantes146
Effets sur les herbivores150
3.5.3 Les parasites et leurs hôtes153
Effets des parasites sur leurs hôtes153
Épidémiologie des microparasites153
3.6 Mutualisme
158
3.6.1 Classification des mutualismes158
3.6.2 Les mutualismes dépendent du contexte160
3.6.3 Exploitation des mutualismes161
3.7 Interactions entre plusieurs niveaux trophiques
162
3.7.1 Effets cascades de populations isolées163
3.7.2 Réseaux trophiques166
Représentation de réseaux trophiques qualitatifs167
Description de réseaux trophiques qualitatifs par des indices167
3.7.3 Effets cascades des niveaux trophiques170
4 Communautés écologiques
173
4.1 Structure des communautés
177
4.1.1 Recensement des communautés d'espèces177
4.1.2 Structures fondamentales des communautés d'espèces178
4.1.3 Classification des communautés d'espèces181
Classification de la biodiversité181
Classification des communautés végétales182
Communautés animales184
Classification assistée par ordinateur des communautés vivantes185
4.2 Processus écologiques dans les communautés
186
4.2.1 Communautés vivantes et pool d'espèces régional186
Biogéographie insulaire188
Relations aires - espèces193
Théorie neutraliste de Hubbell195
4.2.2 Le rôle de la compétition dans les communautés d'espèces197
4.2.3 Importance de la prédation et des perturbations pour les communautés202
4.3 Dynamique des communautés
203
4.4 Équilibres vs non-équilibres dans les communautés
206
4.5 Biodiversité
207
4.6 Biogéographie
209
4.6.1 Spéciation, extinction et biodiversité209
4.6.2 Modes d'organisation de la biodiversité à large échelle214
Hypothèses basées sur l'équilibre215
Hypothèses ne requérant pas d'état d'équilibre216
4.6.3 Division biogéographique de la surface de la Terre217
5 Écosystèmes
223
5.1 Flux d'énergie
223
5.1.1 Rayonnements entrants223
5.1.2 Production226
5.1.3 Chaîne alimentaire et réseau alimentaire228
5.1.4 Efficience écologique et taille230
5.2 Flux de matière
234
5.2.1 L'eau234
5.2.2 Le carbone237
5.2.3 L'azote243
5.2.4 Le phosphore246
5.3 Transmission d'informations
248
5.3.1 Informations transmises physiquement248
5.3.2 Informations transmises chimiquement250
6 Les principaux biomes terrestres
255
6.1 Écosystèmes terrestres
256
6.1.1 Forêt tropicale humide (zone tropicale humide)257
6.1.2 Forêts tropicales à subtropicales saisonnières
et savanes (zones tropicales sèches)259
6.1.3 Semi-déserts chauds et déserts (zones désertiques subtropicales et tropicales)260
6.1.4 Régions méditerranéennes tempérées chaudes, régions sèches,
épisodiquement touchées par le gel et régions à forêts sempervirentes261
6.1.5 Régions tempérées chaudes, riches en pluies, à gel épisodique,
couvertes de forêts à feuilles sempervirentes (laurisylves)262
6.1.6 Régions tempérées froides à forêts décidues263
6.1.7 Steppes à hivers froids, semi-déserts et déserts froids (zones arides froides)264
6.1.8 Régions à hiver froid de forêts d'épineux ou taïga (zone boréale)265
6.1.9 Toundra et déserts polaires (zones polaire et subpolaire)266
6.2 Écosystèmes limniques
267
6.2.1 Les eaux courantes268
6.2.2 Les lacs268
6.3 Écosystèmes marins
270
6.3.1 La zone pélagique270
6.3.2 La zone benthique271
7 Écologie appliquée
275
7.1 Transition d'un paysage naturel à un paysage rural
275
7.2 Durabilité dans l'utilisation des terres
278
7.2.1 Exploitations forestière, agricole et piscicole279
Exploitation forestière279
Exploitation agricole280
Exploitation piscicole282
7.2.2 Contrôle biologique des espèces nuisibles (lutte biologique)284
7.2.3 Organismes génétiquement modifiés287
7.3 Protection de la nature
290
7.3.1 Que voulons-nous protéger ?291
Espèces, populations, gènes291
Espèces indicatrices, espèces parapluies, communautés, écosystèmes293
7.3.2 Quelle est la valeur de la biodiversité ?296
Valeur économique des espèces et de leurs produits297
Valeur économique des fonctions des écosystèmes299
Valeur scientifique et informationnelle des espèces299
Valeur symbolique des espèces et des écosystèmes300
7.3.3 Qu'est-ce qui menace la biodiversité ?301
Chasse et cueillette sélectives301
Modifications des écosystèmes303
Falsification de la flore et de la faune305
Extinctions d'espèces307
7.3.4 Concepts de protection de la nature309
Protection au niveau de l'espèce309
Protection d'habitats et mesures de maintenance311
Protection de la nature basée sur une utilisation adaptée des paysages313
Intégration ou ségrégation ?314
Réponses aux questions
317
Orientations bibliographiques
335
Index
337