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Le cycle de la matière dans une forêt est un processus continu où la matière est transformée et recyclée entre les organismes vivants et le milieu minéral. Les arbres absorbent le dioxyde de carbone de l'air par la photosynthèse pour produire leur biomasse. Quand les végétaux meurent, les décomposeurs (comme les champignons et les bactéries) transforment la matière organique morte en sels minéraux et nutriments que les plantes réutilisent, refermant ainsi le cycle.
Les producteurs primaires (les plantes vertes ou végétaux chlorophylliens) sont toujours à la base du cycle de la matière. En captant le dioxyde de carbone (CO2) de l'air, l'eau des sols grâce à l'énergie solaire (lumière du jour), elles synthétisent de la matière organique végétale, que l'on retrouve dans les feuilles les tiges, les troncs, les racines, ainsi que dans leurs fruits et leurs graines. Le phénomène universel permettant cette création de matière organique nouvelle est la photosynthèse, qui dépend étroitement de la présence d'énergie lumineuse. Ce processus, qui survient dans les parties vertes des plantes (essentiellement les feuilles) permet la formation de sucres (glucides) qui permettent, par des multiples transformations, la formation d'autres molécules plus complexes, lesquelles entrent alors dans la composition des organes de l'arbre, tout en assurant sa croissance et son développement.
Il y a ainsi stockage de carbone atmosphérique sous forme de biomasse dans les différentes parties des arbres (et des autres plantes forestières). On qualifie les plantes, notamment les arbres, de producteurs primaires.
Les consommateurs (les animaux, végétariens, carnivores ou omnivores) assurent la transformation de la matière organique qu'ils ont consommée en de nouvelles substances (leur propre matière animale, mais aussi des déjections et du dioxyde de carbone, de dernier étant rejeté dans le milieu par leur respiration). En se nourrissant d'autres organismes, vivants ou morts, ils contribuent à faire circuler le carbone dans l'environnement. Lorsqu'ils meurent, leur corps se décompose, libérant la matière organique qui les constituait, qui subit alors de nouvelles transformations.
Les décomposeurs assurent le retour au sol et à l'atmosphère de la matière organique issue des êtres vivants de la forêts, principalement après leur mort. Certaines catégories d'êtres vivants du sol, macroscopiques (vers de terre, insectes, acariens, nématodes,... appartenant à la macrofaune ou à la microfaune) ou microscopiques (mycélium des champignons, bactéries, archées) jouent un rôle essentiel dans la transformation et la dégradation de la matière organique morte (feuilles mortes, bois mort, cadavres d'animaux, déjections,...) en molécules simples, nutriments organiques ou minéraux.
Ce processus, appelé décomposition ou minéralisation, restitue les sels minéraux et le carbone au sol, ainsi qu'une partie à l'atmosphère, sous forme de dioxyde de carbone. Les plantes, et notamment les arbres, absorbent ces nutriments par leurs racines et leurs feuilles, ce qui permet de recommencer le cycle.
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