Équilibre écologique : qu'est-ce que c'est et quels facteurs l'altèrent ?

Rédigé et vérifié par le biologiste Samuel Sanchez

Dernière mise à jour : 27 décembre, 2022

Les écosystèmes sont des systèmes biologiques constitués d’une communauté d’organismes vivants (biocénose) et d’un environnement physique inerte mais changeant (biotope). Au sein d’un écosystème, se forment des chaînes alimentaires et des flux énergétiques, ainsi que des relations intra et interspécifiques qui modulent l’environnement et les populations. Tous ces facteurs sont essentiels pour maintenir l’équilibre écologique.

Les écosystèmes doivent pouvoir perdurer dans le temps, mais aussi s’adapter aux changements naturels avec efficacité et des pertes minimales. Malheureusement, le besoin d’adaptation pour ces systèmes a explosé au cours des derniers siècles, en raison de la croissance rapide des humains et de tout ce que cela implique. Apprenez avec nous tout ce que vous devez savoir sur l’équilibre écologique.

Qu’est-ce que l’équilibre écologique ?

Le terme « équilibre écologique » fait référence à un ensemble de théories dans lesquelles le maintien à long terme des écosystèmes est exploré. D’après ces postulats, tout écosystème fixe est maintenu en équilibre constant ( homéostasie) et toute perturbation externe sera corrigée par une rétroaction négative.

Dans les modèles écosystémiques, chaque animal est conçu comme une machinerie qui maximise son utilisation d’énergie pour obtenir de la biomasse à partir d’autres organismes. En d’autres termes, l’énergie est le « prix » que les êtres vivants paient pour rester dans l’environnement, qu’il s’agisse de chasser, de se nourrir ou de rivaliser avec d’autres espèces pour une niche spécifique.

Suivant les comparaisons de marché, l’équilibre écosystémique à court terme est obtenu lorsque tous les êtres vivants utilisent et demandent la même quantité d’énergie/biomasse dans toutes les niches possibles. Si une espèce devient trop importante et qu’un déséquilibre se produit, ses prédateurs devraient également augmenter, ce qui régulerait le déséquilibre par le biais de la rétroaction négative.

L’équilibre de l’écosystème est atteint lorsque toutes les espèces « demandent » et « donnent » de manière égale dans un environnement spécifique.

Les paramètres de stabilité de l’équilibre écologique

Bien que tous ces termes semblent très éthérés, la réalité est qu’il existe des paramètres capables de les quantifier. Comme l’indiquent des sources professionnelles, voici quelques-unes des valeurs qui indiquent une persistance de l’écosystème dans le temps :

• Résilience technique : selon ce paramètre, le système est d’autant plus viable qu’il en faut moins pour retrouver son état d’origine après une perturbation. S’il « est capable » de résoudre les problèmes rapidement, l’écosystème subira des dommages minimes dus aux changements.
• Stabilité de la variance : ce terme renvoie à la variation du nombre de populations de l’espèce au fil du temps. Plus cette valeur est fluctuante, plus les probabilités d’extinction sont élevées.
• Stabilité minimale : ce terme renvoie à la densité globale minimale d’espèces, qui idéalement doit se situer loin de 0. En d’autres termes, plus les populations vivantes d’un écosystème sont stables et étendues, plus il sera difficile pour un événement négatif de conduire à une partie spécifique de l’environnement à l’extinction.
• Durabilité : un écosystème est durable lorsque les espèces sont capables de subsister malgré les perturbations extérieures.

Tous ces paramètres indiquent que l’équilibre peut être plus facile à atteindre dans un écosystème que dans un autre. Plus la « santé » des populations qui l’habitent est mauvaise, plus il est probable qu’un effondrement se produise après une catastrophe ou une perturbation.

Interactions prédateur/proie

L’équilibre des écosystèmes est également maintenu dans les chaînes alimentaires, car aucun système ouvert n’est maintenu sans un flux constant d’énergie. Pour expliquer la relation entre les proies et les prédateurs dans un environnement, les équations de prédation de Lotka-Volterra émettent les hypothèses suivantes :

1. Une population de proies a une source de nourriture constante. Comme les espèces chassées sont généralement herbivores, les limites de la population ne sont pas liées à un manque de nourriture.
2. La quantité de nourriture pour les prédateurs dépend entièrement de la population de proies.
3. Le taux de variation des effectifs de la population est directement proportionnel à la taille de la population.
4. Au cours des interactions, l’environnement ne change pas pour favoriser l’une ou l’autre partie.
5. Les prédateurs ont un appétit illimité, c’est-à-dire qu’ils chassent autant qu’ils le peuvent.

Bien que ces hypothèses ne soient pas remplies dans tous les cas, elles servent à illustrer les modèles les plus typiques d’interaction prédateur/proie. En termes simples, l’équation postule que plus il y a de proies dans un système, plus il naîtra de prédateurs pour les traquer. Une fois la population de proies réduite, l’excès de prédateurs mourra faute de nourriture.

Les agents qui perturbent l’équilibre de l’écosystème

Comme vous pouvez l’imaginer, un écosystème est capable d’« absorber » dans une certaine mesure les changements et les variations, mais lorsque les dommages sont trop importants, les mécanismes compensatoires peuvent cesser de fonctionner. Voici quelques actions – surtout d’origine humaine – qui peuvent bouleverser cet équilibre écosystémique.

L’abattage massif d’arbres

Comme l’indique le journal El País, le monde a perdu 15,8 millions d’hectares de forêt tropicale en 2017. Une catastrophe si l’on tient compte du fait que 80 % de la biomasse terrestre sous forme de carbone se trouve dans les arbres et les plantes. Retirer de telles quantités de matière végétale dans un écosystème déstabilise de manière irréversible les chaînes trophiques.

L’introduction d’espèces exotiques

L’équation de Lotka-Volterra peut être remplie dans un système dans lequel les deux parties ont évolué dans le même environnement pendant des milliers d’années. Cependant, si une population “proie” pénètre dans un écosystème dans lequel elle n’a pas de prédateurs naturels, l‘espèce exotique aura un potentiel invasif très dangereux.

Une espèce adaptée à un écosystème étranger peut croître de façon exponentielle si elle est suffisamment bien établie. Dans ces cas, l’équilibre de l’écosystème peut être perdu et les chaînes alimentaires seront gravement perturbées.

Les constructions humaines

Les terres agricoles, les villes et les zones industrielles peuvent devenir des micro-écosystèmes par elles-mêmes, mais elles ne sont pas bénéfiques pour l’ensemble du système dans lequel elles ont été établies. Il est nécessaire de faire des plans et des évaluations d’impact environnemental préalables avant de construire un écosystème, afin de minimiser les dommages et empêcher la perte d’équilibre.

La perte d’espèces

La présence d’une espèce exotique dans un environnement peut être dangereuse, mais la disparition d’une espèce déjà établie est tout autant problématique, voire plus. Comme l’indique la Liste rouge de l’ UICN, 28 % des espèces évaluées sont en danger.

De nombreux écosystèmes sont donc en danger. Ils le sont d’autant plus si l’espèce qui disparaît fournit une quantité considérable de biomasse au système.

Les écosystèmes ne sont pas indestructibles

En somme, le terme « équilibre écologique » peut être quantifié en prenant en compte certaines variables numériques qui découlent des relations entre les êtres vivants. Il est ainsi possible de prédire si un environnement peut rester stable ou non dans le temps.

Les écosystèmes sont capables de se “fixer” jusqu’à un certain point après un changement délétère, mais ils suivront difficilement le rythme de changement établi par l’homme. Si les modèles de production et la façon dont nous concevons la nature ne changent pas, nous devrons peut-être faire face à l’avenir à la perte d’environnements vitaux pour notre survie.