Dynamique des patchs - Patch dynamics

Cet article concerne les écosystèmes. Pour l'utilisation du terme en physique, voir Patch dynamics (physics) .

La dynamique des patchs est une perspective écologique selon laquelle la structure, la fonction et la dynamique des systèmes écologiques peuvent être comprises en étudiant leurs patchs interactifs. La dynamique des patchs, en tant que terme, peut également faire référence aux changements spatio-temporels à l'intérieur et entre les patchs qui composent un paysage. La dynamique des patchs est omniprésente dans les systèmes terrestres et aquatiques à travers les niveaux organisationnels et les échelles spatiales. Du point de vue de la dynamique des parcelles, les populations, les communautés, les écosystèmes et les paysages peuvent tous être étudiés efficacement en tant que mosaïques de parcelles qui diffèrent par la taille, la forme, la composition, l'histoire et les caractéristiques des limites.

L'idée de la dynamique des taches remonte aux années 1940 lorsque les écologistes des plantes ont étudié la structure et la dynamique de la végétation en termes de taches interactives qu'elle comprend. Une théorie mathématique de la dynamique des patchs a été développée par Simon Levin et Robert Paine dans les années 1970, à l'origine pour décrire le modèle et la dynamique d'une communauté intertidale comme une mosaïque de patchs créée et maintenue par les perturbations des marées. La dynamique des patchs est devenue un thème dominant en écologie entre la fin des années 1970 et les années 1990.

La dynamique des patchs est une approche conceptuelle de l' analyse des écosystèmes et des habitats qui met l'accent sur la dynamique de l' hétérogénéité au sein d'un système (c'est-à-dire que chaque zone d'un écosystème est constituée d'une mosaïque de petits « sous-écosystèmes »).

Les diverses parcelles d'habitat créées par les régimes de perturbations naturelles sont considérées comme essentielles au maintien de cette diversité (écologie) . Une parcelle d'habitat est une zone distincte avec une forme, un espace et une configuration définis utilisée par une espèce pour se reproduire ou obtenir d'autres ressources. Les mosaïques sont des motifs au sein de paysages composés d'éléments plus petits, tels que des peuplements forestiers individuels, des zones arbustives, des autoroutes, des fermes ou des villes.

Patchs et mosaïques

Historiquement, en raison de la courte échelle de temps de l'observation humaine, les paysages en mosaïque étaient perçus comme des modèles statiques de mosaïques de population humaine. Cette focalisation était centrée sur l'idée que le statut d'une population , d'une communauté ou d'un écosystème particulier pouvait être compris en étudiant une parcelle particulière au sein d'une mosaïque. Cependant, cette perception ignorait les conditions qui interagissent avec les patchs et les connectent. En 1979, Bormann et Likens ont inventé l'expression mosaïque changeante pour décrire la théorie selon laquelle les paysages changent et fluctuent, et sont en fait dynamiques. Ceci est lié à la bataille de cellules qui se déroule dans une boîte de Pétri .

La dynamique des patchs fait référence au concept selon lequel les paysages sont dynamiques. Il existe trois états dans lesquels un patch peut exister : potentiel , actif et dégradé . Les patchs à l' état potentiel sont transformés en patchs actifs par colonisation du patch par des espèces dispersantes provenant d'autres patchs actifs ou en dégradation . Les correctifs passent de l' état actif à l' état dégradé lorsqu'ils sont abandonnés, et les correctifs passent de dégradé à actif via un processus de récupération .

L'exploitation forestière, le feu, l'agriculture et le reboisement peuvent tous contribuer au processus de colonisation et peuvent effectivement changer la forme de la parcelle. La dynamique des patchs fait également référence aux changements dans la structure, la fonction et la composition des patchs individuels qui peuvent, par exemple, affecter le taux de cycle des nutriments .

Les patchs sont également liés. Bien que les correctifs puissent être séparés dans l'espace, la migration peut se produire d'un correctif à un autre. Cette migration maintient la population de certaines parcelles et peut être le mécanisme par lequel certaines espèces végétales se propagent. Cela implique que les systèmes écologiques au sein des paysages sont ouverts, plutôt que fermés et isolés. (Pickett, 2006)

Efforts de conservation

Reconnaître la dynamique des parcelles au sein d'un système est nécessaire pour que les efforts de conservation (écologie) réussissent. Une conservation réussie comprend la compréhension de l'évolution d'une parcelle et la prévision de la manière dont elle sera affectée par des forces externes. Ces externalités comprennent les effets naturels, tels que l'utilisation des terres , les perturbations , la restauration et la succession , ainsi que les effets des activités humaines. Dans un sens, la conservation est le maintien actif de la dynamique des patchs (Pickett, 2006). L'analyse de la dynamique des parcelles pourrait être utilisée pour prédire les changements dans la biodiversité d'un écosystème. Lorsque des parcelles d'espèces peuvent être suivies, il a été démontré que les fluctuations sur la plus grande parcelle (l'espèce la plus dominante) peuvent être utilisées comme un avertissement précoce d'un effondrement de la biodiversité . Cela signifie que si des conditions externes, comme le changement climatique et la fragmentation de l'habitat , modifient la dynamique interne des parcelles, une forte réduction de la biodiversité peut être détectée avant qu'elle ne se produise.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

  • Forman, RTT 1995. Mosaïques terrestres : l'écologie des paysages et des régions. Cambridge University Press, Cambridge, Royaume-Uni.
  • Marié, Martha J., Meffe, Gary K., Carroll, Ronald. 2006. Principes de biologie de la conservation, troisième édition. Mosaïques et dynamiques de patch par Steward TA Pickett
  • Levin, SA, et RT Paine. 1974. Perturbation, formation de patch et structure communautaire. Actes de l'Académie nationale des sciences (États-Unis) 71:2744-2747.
  • Levin, SA, TM Powell et JH Steele, éditeurs. 1993. Patch Dynamics. Springer-Verlag, Berlin.
  • Wu, JG et OL Loucks. 1995. De l'équilibre de la nature à la dynamique hiérarchique des patchs : un changement de paradigme en écologie. Revue trimestrielle de biologie 70:439-466.
  • Patch dynamique [1]