BIOMES: CARACTÉRISTIQUES ET TYPES - LA BIOLOGIE - 2025

Les biomes sont des régions écologiques constituées d'un écosystème global abritant une flore et une faune aux attributs structurels et fonctionnels similaires. Ils reçoivent des noms allusifs à leur type de végétation dominant: forêts tropicales humides, forêts feuillues tempérées, chaparrals méditerranéens, etc.

Par ordre croissant, les niveaux d'organisation des êtres vivants sont la cellule, l'organisme, la population, la communauté, l'écosystème, le paysage, le biome et la biosphère. Par conséquent, les biomes sont la catégorie la plus inclusive dans laquelle les écologistes et les biogéographes divisent la vie sur Terre.

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Les biomes sont définis sur la base de la physionomie de la végétation, sans tenir compte de l'identité taxonomique des organismes. Le même type de biome peut être trouvé sur des continents avec une flore différente.

Le concept de biome suppose que l'environnement agit à la fois dans le temps évolutif par sélection naturelle et dans le temps écologique en filtrant les espèces pour produire le schéma global de distribution de la végétation naturelle.

Les approches au niveau du biome permettent la formulation de stratégies de conservation de la biodiversité et l'étude du changement climatique.

Antécédents

En 1874, Augustin de Candolle propose cinq zones de végétation latitudinales basées sur la température. En 1888, Hermann Wagner et Emil von Sydow ont reconnu dix types de végétation, comme la toundra et le désert, actuellement considérés comme des biomes. En 1900, Wladimir Köppen a classé les climats de la planète en fonction de la végétation.

En 1892, C. Hart Merriam a formulé le concept de zone de vie, précurseur du biome car il posait une relation à grande échelle entre le biote et le climat.

En 1916, Frédéric Clements a inventé le terme biome comme synonyme de communauté biotique. En 1935, Arthur Tansley a inventé le terme écosystème pour désigner la somme d'une communauté biotique et de son environnement physique.

En 1939, F. Clements et Victor Shelford ont défini les biomes en fonction de leur végétation climacique et y ont fait référence à des échelles géographiques plus grandes que les écosystèmes.

En 1947, Leslie Holdridge a créé un système pour différencier les zones de vie. En 1948, C. Warren Thornthwaite a développé une classification climatique alternative à celle de Köppen.

En 1970, Robert Whittaker ajoute la dimension climatique au concept de biome. En 1975, Heinrich Walter a utilisé un type spécial de graphique qu'il a appelé un diagramme climatique pour classer et caractériser les biomes de la planète.

Système climatique Köppen

La répartition géographique de la végétation proposée par A. de Candolle a servi de base objective à W. Köppen pour classer les types de climat et préparer les premières cartes climatiques. Köppen a défini cinq principaux types de temps désignés par des lettres:

1- A. Tropical humide: tous les mois avec une température moyenne supérieure à 18 ° C; pluviométrie annuelle supérieure à 1 500 mm. Subdivisé en Af (tropical pluvieux), Am (mousson tropicale) et Aw (tropical sec ou savane).

2- B. Sec: évapotranspiration supérieure aux précipitations annuelles. Subdivisé en BW (aride, vrai désert) et BS (semi-aride, steppe).

3- C. Tempéré humide, avec des hivers modérés: mois le plus froid avec une température moyenne inférieure à 18 ° C et supérieure à -3 ° C; mois le plus chaud avec une température moyenne supérieure à 10 ° C Subdivisé en Cfa (subtropical humide), Cs (Méditerranée) et Cfb (maritime).

4- D. Tempéré humide, avec des hivers extrêmes: mois plus chaud avec température moyenne supérieure à 10 ° C; mois le plus froid avec une température moyenne inférieure à -3 ° C Subdivisé en Dw (avec des hivers secs), Ds (avec des étés secs) et Df (avec des hivers et des étés humides).

5- E. Polaire: avec des températures basses toute l'année; température moyenne du moins froid inférieure à 10 ° C Subdivisé en ET (toundra polaire) et EF (glaciers).

Classification climatique de Thornthwaite

Le système original de Köppen reste le plus utilisé, malgré le fait que de nombreuses modifications ont été proposées, comme celui de Trewartha (1968) et de nouvelles classifications climatiques, parmi lesquelles celle de Thornthwaite se démarque.

La même quantité de pluie produit des déserts en Afrique et de splendides forêts en Scandinavie. Pour cette raison, Thornthwaite a développé le concept d'évapotranspiration potentielle (EP), d'une grande importance en écophysiologie végétale, pour étudier l'interaction entre les précipitations et la température au lieu des deux variables séparément.

Thornthwaite a proposé une classification climatique qui, en raison de sa complexité, a été peu utilisée et a produit peu de cartes. Sur la base d'EP, cet auteur a effectué des calculs quelque peu encombrants de divers indices (aridité, humidité, efficacité thermique, saisonnalité) qui ont produit une sorte de kaléidoscope de plus de 800 types de climat.

Système Holdridge Life Zone

Classez la relation entre le climat et la végétation. Largement utilisé en raison de sa simplicité empirique. Il permet de déterminer la zone de vie d'une localité en fonction des logarithmes de sa biotempérature (BT) et des précipitations (P).

Il suppose que: 1) partout dans le monde, les formations végétales climaciques diffèrent en types physionomiques écologiquement équivalents; 2) le climat détermine les limites géographiques de ces formations, appelées zones de vie.

BT dépend de la latitude et de la longitude et est la somme des températures mensuelles positives divisée par 12. P est quantifié en millimètres. Sur la base de BT, l'évapotranspiration potentielle (EP) est calculée.

Le rapport d'évapotranspiration potentielle (EPP) est calculé comme EPP = EP / P. EPP et délimite neuf provinces (H) d'humidité-aridité.

30 zones de vie sont représentées sous forme de cellules hexagonales dans un graphique triangulaire, dont les côtés ont des échelles correspondant à P, EPP et H. À droite et à gauche, des échelles verticales sont représentées correspondant à six régions latitudinales et six étages altitudinaux.

Dans le graphique, les gradations des zones de vie sont: P, de la forêt tropicale à la toundra pluviale; PPE, du désert à la toundra sèche; H, du désert à la forêt tropicale; du haut, de la toundra sèche à la toundra pluviale.

Biomes Whittaker

Sur la base des caractéristiques de la végétation, Whittaker a défini neuf types de biome:

- Pluie de forêt tropicale

- Forêt tropicale / savane saisonnière

- Désert subtropical

- Forêt clairsemée / brousse

- Forêt pluviale tempérée

- Forêt saisonnière tempérée;

- Prairies tempérées / désert

- Forêt boréale froide

- Tundra.

Whittaker a illustré les superficies occupées par les biomes sur un graphe bidimensionnel dont l'axe horizontal représente la température annuelle moyenne (° C) et dont l'axe vertical représente la pluviométrie annuelle moyenne (cm). Ce graphique minimaliste met l'accent sur les limites climatiques approximatives entre les biomes.

Dans le graphique de Whittaker, la grande majorité des localités de la planète se trouvent dans une zone triangulaire dont les sommets correspondent aux climats chaud / humide (forêt tropicale humide), chaud / sec (désert subtropical) et froid / sec (toundra).

La zone triangulaire du graphique qui correspondrait aux climats tempéré / froid et pluvieux / très pluvieux apparaît vide. Cela est dû au fait que les régions froides avec des précipitations annuelles très abondantes sont rares ou inexistantes. En effet, l'eau ne s'évapore pas facilement à basse température et l'air froid contient très peu de vapeur.

Les zonobiomes de Walter

Contrairement à Whittaker, Walter a d'abord défini les climats. Il a ensuite choisi les limites entre les zones climatiques en les associant à des types de végétation (zonobiomes) équivalents aux biomes de Whittaker.

Walter a utilisé des diagrammes climatiques dans lesquels les températures mensuelles (T) et les précipitations (P) sont représentées dans le même graphique par des échelles verticales ajustées pour indiquer les périodes humides et sèches. Si P est supérieur à T, il n'y a pas de déficit hydrique et la croissance des plantes n'est limitée que par T. Si P est inférieur à T, le déficit hydrique limite cette croissance.

Les zonobiomes de Walter sont: I) la forêt équatoriale à feuilles persistantes; II) forêt tropicale de feuillus; III) désert subtropical; IV) chaparral méditerranéen; V) forêt sempervirente tempérée; VI) forêt feuillue tempérée; VII) prairies et steppes tempérées; VIII) forêt boréale froide; IX) toundra.

Ces zonobiomes sont caractérisés par: I) P et T ne sont pas limitatifs; II) P est limitant en hiver; III) P est limitant tout au long de l'année; IV) P est limitant en été; V) T limite brièvement (<0 ° C) en hiver; VI) T est limitant en hiver; VII) P est limitant en été et T en hiver; VIII) T limite la majeure partie de l'année; IX) T limite pratiquement toute l'année.

Types de biomes

La classification Whittaker et Walter des biomes en neuf types est la plus générale possible. Il n'y a actuellement aucun consensus général sur le nombre de types de biome à distinguer. Par exemple, le WWF (World Wildlife Fund = World Conservation Fund for Nature) en distingue 14, tandis que certains auteurs affirment qu'il y en a plus de 20.

Les caractérisations écologiques et biogéographiques de divers types de biome terrestre présentées ci-dessous sont limitées au schéma de Walter. Il convient de noter que cela représente une simplification.

Forêt équatoriale à feuilles persistantes

Il est réparti dans les basses terres des régions tropicales (10 ° N - 10 ° S) d'Amérique (bassins de l'Amazone et de l'Orénoque, côte atlantique du Brésil, Amérique centrale), d'Afrique (de la côte atlantique au bassin du Congo, Madagascar), Asie (Vietnam, Thaïlande, Malaisie) et îles du Pacifique allant de l'Asie à l'Australie (Indonésie, Philippines, Nouvelle-Guinée, Queensland).

Les climats sont caractérisés par des précipitations annuelles d'au moins 2 000 mm, chaque mois dépassant 100 mm. La température est uniforme toute l'année (> 18 ° C) et varie moins selon les saisons que tout au long de la journée.

Bien que les sols soient souvent latéritiques et donc pauvres en éléments nutritifs, la végétation consiste en une canopée continue d'arbres à feuilles persistantes qui atteignent des hauteurs de 30 à 60 m. Sous cette canopée se trouvent plusieurs strates composées d'arbres et d'arbustes plus petits. Les lianes et les épiphytes abondent.

Bien qu'il n'occupe que 6% de la surface terrestre, c'est le biome le plus productif, le plus complexe et le plus diversifié: il abrite la moitié des espèces végétales et animales de la planète.

Forêt tropicale de feuillus

Pour de nombreux auteurs actuels et, compte tenu du sens de Walter, ce biome se compose de deux sous-biomes clairement différents: la forêt tropicale de feuillus et la savane tropicale.

Les formations forestières de ce biome sont réparties dans les basses terres en dehors de la zone équatoriale (10–30 ° N et S) en Amérique du Sud, en Afrique, en Inde et en Australie. Les climats sont chauds et caractérisés par des précipitations saisonnières de 900 à 1 500 mm, avec des saisons des pluies et des saisons sèches marquées (par exemple, climat de mousson en Inde).

Dans le cas des formations forestières, la végétation est constituée d'arbres feuillus qui perdent leurs feuilles pendant la saison sèche, avec seulement une ou deux couches sous la canopée, qui est discontinue.

Les formations de savane tropicale de ce biome ont la même distribution que les formations boisées. Dans certaines régions, notamment en Asie, ces savanes sont probablement issues de forêts de feuillus dégradées par le feu et le pâturage du bétail.

Dans ces savanes, la végétation est constituée d'herbes aux arbres épars. Dans le cas de l'Afrique, ils abritent les communautés de mammifères herbivores et carnivores les plus diverses de la planète.

Désert subtropical

Il est distribué dans le sud-ouest des États-Unis, le nord du Mexique, l'Amérique du Sud (principalement le Pérou, le Chili et l'Argentine), l'Afrique du nord (Sahara) et l'Australie (30–40 ° N et S). Avec le biome du désert froid, il occupe environ un cinquième de la surface de la Terre.

On les appelle des déserts chauds car la température descend rarement en dessous de 0 ° C. Les précipitations sont faibles (souvent moins de 250 mm par an) et imprévisibles.

La végétation ne forme pas de canopée et se compose principalement d'arbustes et d'arbres bas, souvent épineux, généralement à petites feuilles persistantes, séparés par un sol nu.

Les sols sont presque complètement dépourvus de matière organique. La faune, parmi laquelle abondent les reptiles, se compose de petites espèces comportementales et physiologiquement spécialisées pour résister à la chaleur et survivre à la pénurie d'eau.

Chaparral méditerranéen

Il est distribué dans le sud de la Californie, le sud de l'Europe dans l'hémisphère nord, le centre du Chili, la région du Cap (Afrique du Sud) et le sud-ouest de l'Australie dans l'hémisphère sud (30–40 ° N et S).

Les hivers sont caractérisés par des températures modérées et des pluies, tandis que les étés par la sécheresse. Les précipitations annuelles ne dépassent pas 600 mm.

La végétation est constituée d'arbustes denses de 1 à 3 mètres de haut, à feuilles persistantes, avec de petites feuilles sclérophylles résistantes à la dessiccation et des racines profondes. En été, les incendies fréquents brûlent la biomasse aérienne, empêchant l'établissement d'arbres. Les arbustes se régénèrent après les incendies et produisent des graines résistantes au feu.

Les sols ne sont pas propres à ce type de végétation. Contrairement à la flore, la faune compte peu d'espèces endémiques.

Forêt tempérée à feuilles persistantes

Il est distribué près de la côte dans le nord-ouest de l'Amérique du Nord, dans le sud du Chili, en Tasmanie et en Nouvelle-Zélande. Il occupe de petites extensions.

Le climat est caractérisé par des hivers doux avec de fortes précipitations et des étés nuageux. Des températures plutôt froides prévalent tout au long de l'année, mais sont toujours supérieures à 0 ° C. Les précipitations annuelles dépassent 1 500 mm. La végétation est constituée de forêts à feuilles persistantes extrêmement hautes.

En Amérique du Nord, deux conifères se démarquent, le Douglas taxifolié (Pseudotsuga sp.) Et le séquoia (Sequoia sempervirens), qui peut dépasser 100 mètres de hauteur. Dans l'hémisphère sud, il faut mentionner les arbres à feuilles larges (Agathis, Eucalyptus, Nothofaugus) et le conifère (Podocarpus).

En raison de l'humidité permanente, ces forêts ne sont pas affectées par le feu. La croissance des arbres est lente, mais ils atteignent une grande taille car ils sont parmi les êtres vivants les plus longs de la planète.

Forêt de feuillus tempérée

Il est principalement distribué partout où il y a suffisamment d'eau pour la croissance des grands arbres. Pour cette raison, il est distribué dans le sud-est du Canada, l'est des États-Unis, l'Europe et l'Asie orientale. Ce biome est sous-développé dans l'hémisphère sud car le rapport océan / terre élevé modère le climat et prévient les gelées hivernales.

Les arbres perdent leurs feuilles à l'automne et les régénèrent au printemps. Les espèces dominantes ont de larges feuilles. La végétation comprend des arbustes et des plantes herbacées sur le sol forestier.

Les sols contiennent une matière organique abondante. Les arbres fruitiers et à noix abondent, nourrissant une faune diversifiée comprenant des écureuils, des cerfs, des sangliers et des ours.

Prairies et steppes tempérées

Il est distribué en Amérique du Nord (Grand Bassin), en Amérique du Sud (pampa), en Europe (Ukraine), en Asie centrale (steppes, désert de Gobi) et en Afrique du Sud (Veld), occupant des plaines continentales (30 ° -60 ° N et S). Géographiquement et climatiquement, il se trouve entre les forêts tempérées et les déserts.

Les précipitations annuelles sont de 300–850 mm. Si la pluviométrie est moindre (250–500 mm), le biome est appelé le désert froid (Grand Bassin, Gobi). L'hiver est extrême. La saison de croissance des plantes (T> 0 ° C) est de 120–300 jours.

Il existe une strate de végétation unique, dominée par des graminées jusqu'à 3 m dans les prairies humides et jusqu'à 0,2 m dans les déserts froids. Les incendies sont importants à la fin de l'été.

En raison des précipitations peu fréquentes et des basses températures, les débris se décomposent lentement. Les sols sont profonds, riches en matière organique et fertiles. Les prairies naturelles, qui occupaient autrefois 40% de la surface de la terre, ont été coupées en deux grâce à l'agriculture.

Ces prairies abritent des animaux emblématiques. En Amérique du Nord, ils comprennent le bison, le pronghorn, le chien de prairie (marmotte) ou le coyote. En Europe et en Asie, ils comprennent le tarpan (cheval sauvage), l'antilope saïga et les rats-taupes.

Forêt boréale froide

Il est souvent connu sous le nom de taïga. Il occupe une large bande latitudinale centrée à 50 ° N en Amérique du Nord et 60 ° N en Europe. À haute altitude, il pénètre dans la zone tempérée. Par exemple, il s'étend du Canada vers le sud le long des montagnes Rocheuses, en continuant vers les zones élevées du Mexique.

Au nord, on le trouve là où les étés sont courts (moins de quatre mois avec température moyenne> 10 ° C; moyenne annuelle <5 ° C) et les hivers sont longs et extrêmes (jusqu'à –60 ° C). Dans les montagnes tempérées, on le trouve à des hauteurs où règne le gel. Les précipitations annuelles sont de 400 à 1 000 mm.

La végétation est dominée par des conifères à feuilles persistantes (Picea a biais) de 10 à 20 mètres de haut. La canopée n'est pas très dense, il y a donc un sous-étage d'arbustes, de mousses et de lichens tolérants à l'acidité. La diversité est faible.

En raison de la faible évaporation, les sols sont humides et en raison des basses températures, les débris végétaux se décomposent lentement et s'accumulent, formant des tourbières. La taïga est l'un des plus grands réservoirs de carbone organique de la planète. L'accumulation de feuilles aciculaires rend les sols acides et peu fertiles.

Toundra

On le trouve principalement dans l'hémisphère nord, au nord de la taïga et au sud de la calotte polaire. La toundra alpine se trouve à haute altitude, juste en dessous des glaciers, en Amérique du Nord (montagnes Rocheuses), en Amérique du Sud (Andes), en Europe (Alpes) et, occupant une grande superficie, en Asie (plateau tibétain).

Le climat est plus extrême (en dessous de 0 ° C pendant 7 à 10 mois de l'année) que celui de la taïga. Les précipitations annuelles sont inférieures ou bien inférieures à 600 mm. La majeure partie du sol est gelée toute l'année (pergélisol). Pendant les longues journées d'été, la couche arable (0,5–1 m) dégèle, permettant une croissance accélérée des plantes.

La végétation est dépourvue d'arbres et se compose d'arbustes nains, d'herbes. Les mousses et les lichens sont prédominants. La productivité primaire, la biomasse végétale et la biodiversité sont inférieures à celles des autres biomes.

Parmi les animaux herbivores, le caribou, le bœuf musqué, le mouflon de Dall ou le lièvre arctique se distinguent les lemingos. Parmi les animaux carnivores se distinguent les ours arctiques, les loups et les renards. Sur le plateau tibétain, le yack (semblable aux vaches), l'argali (un type de mouton sauvage) et le léopard des neiges se distinguent.

Biomes aquatiques

Le concept de biome a été développé pour les écosystèmes terrestres sur la base des caractéristiques de la végétation. Parce qu'ils manquent de végétation (les producteurs primaires sont principalement des algues unicellulaires), les écosystèmes aquatiques n'ont pas de biomes au sens où le terme a pour les écosystèmes terrestres.

Les écosystèmes aquatiques occupent une plus grande superficie que les écosystèmes terrestres et sont structurellement et biologiquement très diversifiés. Leur étude et leur conservation ont également rendu nécessaire leur regroupement en biomes.

Les biomes aquatiques sont définis en fonction de caractéristiques telles que leur latitude, les précipitations, les vents, la proximité de la côte, la profondeur, la température, le débit d'eau, la salinité et la concentration en oxygène et en nutriments.

Le nombre de biomes aquatiques reconnus varie. La catégorisation la plus générale possible comprendrait les rivières, les lacs, les terres humides, les estuaires et les océans.

Plus en détail, les mangroves, les marais salants, les communautés lentiques (lacs et étangs) / lotiques (rivières et ruisseaux), les côtes rocheuses / sableuses / boueuses, les récifs coralliens, les profondeurs pélagiques de surface / marines, le benthos plateforme / océan profond peuvent être distingués.

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