Cours 4-3 : Étude quantitative des relations alimentaires

Sommaire

I- Productivité primaire et productivité secondaire

II- Flux de la matière et de l’énergie

2-1/ Définition

2-2/ Bilan

III- Les pyramides trophiques

3-1/ Introduction

3-2/ La pyramide des nombres

3-3/ La pyramide des biomasses

3-4/ La pyramide des énergies

I- Productivité primaire et productivité secondaire

Dans un écosystème, les êtres vivants autotrophes (Les végétaux chlorophylliens) convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique contenante  dans la matière organique produite : c’est la productivité primaire.

Une partie de cette matière organique est consommée par les êtres vivants hétérotrophes (Les consommateurs et décomposeurs), pour produire leur propre matière organique : c’est la productivité secondaire.

II- Flux de la matière et de l’énergie

2-1/ Définition

Les plantes chlorophylliennes produisent leur matière organique en utilisant les sels minéraux, le $C{O}_2$ et l’énergie solaire.

Les herbivores élaborent leur matière organique à partir des plantes qu’elles consomment,

Les carnivores élaborent leur matière organique à partir d’autres animaux consommés.

On constate donc un transfert de la matière et de l’énergie d’un niveau trophique à un autre dans les écosystèmes.

C’est le flux de la matière et de l’énergie qui est exprimé par la formule suivante :

$\boxed{ A=PN+R }$

• A = le flux d’énergie
• PN = Production nette
• R = perte d’énergie

II- Flux de la matière et de l’énergie

2-2/ Bilan

Le flux de la matière et de l'énergie dans les écosystèmes commence au niveau des végétaux chlorophylliens (production primaire).

Ce flux traverse les différents niveaux trophiques, tout en diminuant sans cesse,  à cause ;

• La non utilisation, non assimilation .
• La consommation dans le cadre de la respiration cellulaire pour produire de l'énergie indispensable à toutes les activités biologiques.

III- Les pyramides trophiques

3-1/ Introduction

Les pyramides trophiques  sont des représentations graphiques sous forme de rectangles superposés et centrés, dont la longueur est proportionnelle aux paramètres étudiés alors que la largeur est constante.

On distingue :

• Pyramide des nombres : représentation du nombre d’individus.
• Pyramide de biomasse : représentation de la variation de biomasse.
• Pyramide d’énergie : représentation de la variation de la quantité d’énergie.

III- Les pyramides trophiques

3-2/ La pyramide des nombres

Soit un écosystème composé d’un champ de luzerne de 4 ha qui sert à nourrir des veaux eux-mêmes mangés en un an par un enfant

                                            

III- Les pyramides trophiques

3-3/ La pyramide des biomasses

Définition

La biomasse d’un être vivant correspond à la masse totale de matières organiques et minérales qui le constituent.

III- Les pyramides trophiques

3-3/ La pyramide des biomasses

Rendement de biomasse

Rendement de biomasse entre la luzerne et les veaux

                                                                                  $R_1=\frac{1035}{8211}\times 100=12,6\%$

Rendement de biomasse entre les veaux et le garçon

                                                                                    $R_2=\frac{48}{1035}\times 100=4,64\%$

Rendement de biomasse entre la luzerne et le garçon, c’est le rendement final

                                                                                      $R_f=\frac{48}{8211}\times 100=0,58\%$

III- Les pyramides trophiques

3-4/ La pyramide des énergies

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III- Les pyramides trophiques

3-4/ La pyramide des énergies

Rendement énergétique

Le rendement énergétique soit :

1. D’un niveau trophique par rapport au niveau sous-jacent :

$$\begin{gathered} R1=\frac{EP}{ES}\times 100=\frac{6,23x{10}^7}{26,334x{10}^9}\times 100=0,236\% \\ {R}_2=\frac{ECI}{EP}\times 100=\frac{4,97x{10}^6}{6,23x{10}^7}\times 100=7,977\% \\ {R}_3=\frac{ECII}{ECI}\times 100=\frac{36,7x{10}^3}{4,97x{10}^6}\times 100=0,738\% \end{gathered}$$

2. D’un niveau trophique par rapport à l’énergie solaire assimilée :

$$\begin{gathered} R1=\frac{EP}{ES}\times 100=\frac{6,23x{10}^7}{26,334x{10}^9}\times 100=0,236\% \\ {R}_2=\frac{ECI}{ES}\times 100=\frac{4,97x{10}^6}{26,334x{10}^9}\times 100=0.019\% \\ {R}_3=\frac{ECII}{ES}\times 100=\frac{36,7x{10}^3}{26,334x{10}^9}\times 100=0.00014\% \end{gathered}$$