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L'écosystème
terrestre ou les écosystèmes
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De l'espace, nous voyons les déserts
polaires du 'Haut Arctique' les déserts les plus froids de
la planète où la couche de roches brisées présente
seulement, ça et là, quelques coussins de saxifrage,
de petits coquelicots et de saules nains, auxquels s'ajoutent quelques
mousses alors que les lichens adhèrent au flanc sud des roches
les plus importantes. Le sol désertique n'est pas pour autant
stérile. Ainsi, à l'Île Devon, dans le nord
du Canada, il existe une anse protégée par des falaises,
sculptées dans des plateaux de calcaire orientés vers
le sud. La basse terre Truelove possède une série
de crêtes de plages qui se sont formées à différentes
périodes par l'élévation des terres. Ces crêtes
retiennent l'eau de la fonte des neiges. Les plantes, réchauffées
par les rayons du soleil plutôt que par la température
de l'air, peuvent ainsi se développer. De la même
façon, là où l'eau provenant de la fonte des
neiges s'infiltre sous le lit de neige, un tapis de mousses et lichens
relativement riche pousse durant 'l'été' qui dure
plus ou moins un mois. La topographie locale peut ainsi outrepasser
les effets dévastateurs du froid du secteur. La disponibilité
en eau demeure cependant critique. Les vastes sols rocheux qui n'ont
pas encore accumulés de matière organique se drainent
et s'assèchent en été. |
Moss in early spring, Greenland. Photo: Jonas Allansson |
Plus au Sud ou près des côtes,
la couche végétale se diversifie peu à peu
et va même jusqu'à couvrir la moitié ou plus
de la surface du sol appelé le Semi désert. Encore
une fois, une végétation luxuriante de gazon, de laîche,
d'arbrisseaux, de saules nains, de bouleaux et de mélèzes
se développe dans des endroits abrités et humides.
Les semis qui y germent survivent mieux que sur les terrains exposés
qui se drainent et s'assèchent en été. |
| La distinction entre les termes 'désert'
et 'semi désert' est floue; il s'agit plus d'un gradient,
avec de petites pièces et des langues provenant d'un système
qui se mélangent à un autre. Trois caractéristiques
dont deux évidentes et une cachée, jouent des rôles
clés dans la dynamique de ces paysages: |
Road in Greenland, one can easly spot several layers of snow on
the left side of the picture. Photo: Jonas Allansson |
La neige. Son épaisseur,
sa qualité et le moment précis de son arrivée
sont essentiels. La neige fraîche est un excellent isolant
mais l'entassement et les croûtes de glace causées
par le gel et le dégel répétés peuvent
jusqu'à centupler l'effet de conduction de la chaleur. Avec
leurs propriétés d'isolant, les premières bonnes
chutes de neige servent de tampon pour le sol et permettent aux
couches supérieures (aussi appelée la couche 'active')
d'échapper au gel durant l'hiver, même durant les grands
froids. Les lemmings et les campagnols s'abritent et se reproduisent
sous la neige; les lagopèdes se dissimulent sous la neige
pour échapper à la prédation des renards; mais
les rennes et les boeufs musqués ont alors du mal à
dégager les plantes sous la neige pour s'en nourrir. Les
dernières neiges empêchent les oiseaux de faire leurs
nids et retardent la sortie des insectes. Les couches de neige plus
fines exposent les plantes aux basses températures et les
assujettissent aux animaux qui broutent. En revanche, une couverture
de glace les protégera contre l'appétit des rennes.
Une fonte prématurée, avant le dégel du sol,
inonde les nids des petits mammifères, noyant les plus jeunes
et les exposant à la prédation. L'eau sous forme de
glace ou liquide joue un rôle critique. |
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La cryoturbation. Les perturbations
causées par le gel et le dégel de façon quotidienne
ou périodique contribuent au déplacement des particules
de sol, de roches et de blocs, les agençant en différents
motifs; cercles, remous, médaillons ou en bandes et traînées
dans les pentes. Une telle organisation perturbe les plantes mais
crée du même coup de meilleurs sols pour la nouvelle
colonisation, de si courte durée soit elle, parce que plus
humides. Sous l'effet du cycle de gel et d__e9gel, des fissures
s'ouvrent; offrant ainsi de nouveaux sites de colonisation. La puissance
de l'eau, qui passe du solide au liquide, transforme la surface
du sol. |
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Le pergélisol. Les couches
de surface peuvent geler jusqu'à 20 centimètres de
profondeur dans les sols humides ou dans les sols à grains
fins et mouillés. Le gel peut être plus profond encore
dans des sols poreux et secs. Les couches plus profondes demeurent
cependant gelées, même si la température n'est
que de quelques degrés sous zéro. Les températures
en surface peuvent varier de 50 C ou plus sur une période
de 24 heures en été grâce au rayonnement du
soleil mais une diffusion lente de la chaleur et du refroidissement
par le lit sous jacent des sols gelés amortit ces oscillations
quotidiennes et saisonnières. Le pergélisol demeure
à une température variant de 1 à 3 C. Ce lit
imperméable empêche le drainage, retient l'eau dans
la couche active du sol et cause l'écoulement de l'eau vers
la ou en surface dans les collines. Il s'agit d'un élément
caché du paysage. |
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Les déserts et semi déserts
du Haut Arctique sont partiellement couverts de végétation
et s'étendent sur de vastes régions, surtout en Russie
et au Canada. Les motifs se retrouvent à petite échelle
sur de vastes étendues sur une méso-échelle,
certains petits paysages couvrent quelques centaines de mètres
ou kilomètres; sur une micro-échelle ils ne font guère
que quelques centimètres ou mètres. À chaque
échelle, on retrouve une structure de base, généralement
déterminée par la couverture florale et la forme physique.
À chaque échelle, il existe des processus de production
primaire, de décomposition et de circulation qui définissent
un 'écosystème', y compris les gains et pertes. Un
écosystème n'est jamais entièrement fermé.
Dans ces déserts et semi déserts, les échanges
entre les écosystèmes de petites échelles s'effectuent
souvent via le mouvement de surface des eaux et par les animaux
qui se déplacent sur de grandes distances et qui utilisent
ces morceaux de végétation plus riche dans les vallées
fluviales abritées. |
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Il n'y a pas de frontière précise
entre ces déserts et le début de la toundra
qui s'étend à travers l'Arctique méridionale.
On trouve plus au nord de petites parcelles de toundra avec des
arbrisseaux bruyères nains ou des touffes d'herbes de coton
mais elles forment des systèmes dominants et vastes de l'Arctique
méridionale qui varient selon le climat, la géologie
du terrain, les conditions du sol et le degré d'inclinaison
des pentes. |
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La toundra d'arbrisseaux, avec
ses bouleaux nains, saules et aunes, ses baies de camarine, myrtilles,
bruyères, rhododendrons, quelques laîches et du saxifrage,
forme souvent un coussin moelleux de végétation pouvant
atteindre de 50 à 80 centimètres d'épaisseur
et qui s'étend tel un tapis continue de mousses et lichens.
Dans les endroits abrités, ce coussin moelleux peut atteindre
jusqu'à deux mètres d'épaisseur. La toundra
d'arbrisseaux se retrouve surtout dans des sols secs et sa distribution
résulte de l'effet direct du climat. Ainsi, elle s'étend
jusqu'à 74 ° de latitude Nord dans l'ouest du Groenland
mais seulement jusqu'à 62 ° de latitude Nord sur la côte
est qui souffre en absence de l'influence de la chaleur produite
ailleurs par le Courant du Labrador. Les plantes répondent
à des changements subtiles de l'environnement physique et
les toundras d'arbrisseaux et de laîche ont été
identifiées sur de vastes secteurs de la Russie, auquel la
toundra d'arbrisseaux nains lui succède doucement, où
les touffes d'herbes de coton ou de laîche se trouvent souvent
sur des terres plus mouillées, plus pauvres et quelque peu
plus acides. Là où le drainage est pauvre à
cause du pergélisol, les terres argileuses et/ou plates,
le bourbier (muskeg, marais) tendent à dominer sur de vastes
secteurs. La laîche est alors la plante dominante de ces bourbiers.
Elle se mélange à plusieurs autres espèces
ainsi qu'à une bonne couche de mousse et de Sphagnum. Les
hummocks (monticules) et les mares couvrent la plus grande partie
de la surface terrestre et, comme dans les autres types de toundra,
l'action du gel et du dégel se traduit par certains motifs
sur le sol. Des ébullitions de gel, des polygones, des médaillons,
fissures et plusieurs autres phénomènes se produisent
et perturbent la végétation. Ces phénomènes
deviennent de moins en moins fréquents lorsque la végétation
se fait plus dense et continue et qu'elle accroît la qualité
de l'isolation de la surface du sol. La puissance de la glace et
du pergélisol peuvent cependant encore altérer le
paysage tandis que de larges ou même petites collines de sol
gelé les Pingos se forcent un chemin vers la surface à
des hauteurs pouvant atteindre jusqu'à 100 mètres.
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Alors que le climat s'adoucit vers
le Sud, le bouleau se fait plus fréquent, puis le pin, l'épicéa
et le mélèze forment la forêt toundra. La végétation
de surface demeure semblable à celle de la tondra du Nord
mais elle cède graduellement sa place aux arbres qui s'étendent
jusqu'à la taïga classique ou la forêt boréale.
Ici, la prédominance de l'épicéa et du pin
procure tant d'ombre aux plantes couvre sol que la terre a tendance
à s'assécher. Cela garde le sol à des températures
sommes toutes plus fraîches. Quoique le climat soit plus chaud,
le pergélisol persiste sous la forêt alors qu'il disparaît
des secteurs exposés où il prend l'appellation de
'pergélisol discontinu.' |
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L'échelle de gradation qui
va du Désert Polaire à la taïga, avec ses variations
et ses divers motifs, forme le paysage du Nord. Beaucoup de choses
ont été écrites et le débat se veut
parfois pointilleux quant aux définitions à donner
aux différentes communautés de plantes, aux techniques
d'adaptation remarquables des animaux et des plantes et leur histoire
naturelle. Mais que dire du Système ? Quelles sont les dynamiques
de ce paysage ? Comment fonctionne t il à titre d'écosystème
intègre ou de séries d'écosystèmes ?
Ces questions deviennent de plus en plus importantes alors que l'environnement
change en fonction du climat, de l'utilisation des terres, du développement
industriel et de la pollution. Explorons maintenant les soi disant
dynamique et fonction de l'écosystème les changements
sur l'échelle du temps, les chaînes alimentaires; le
carbone et la circulation nutritive; la biodiversité. |
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