Distribution de la biomasse sur Terre

2019/06/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Le dernier calcul de la biomasse terrestre indique que la biomasse totale de la planète est de 550 milliards de tonnes de carbone. C'est une quantité énorme qui montre que la vie grandit dans toutes les fentes. La plupart sont des plantes - 82% de la biomasse totale - mais l'autre 15% de la biomasse vit dans un sous-sol profond, sur le territoire des micro-organismes. Et ces animaux sont près de 0,4% de la biomasse totale. Le calcul a laissé des détails difficilement perceptibles d'une perspective humaine limitée.
Ed. Pixabay

Ron Milo et ses collaborateurs ont publié l'année dernière dans le magazine PNAS une estimation de la biomasse terrestre. Cela a montré que les plantes contiennent 450.000.000.000 de tonnes de biomasse de carbone (450 gigatone C, 450 Gt C), dont 30% correspondent à des racines. Après l'énorme biomasse de plantes, le deuxième groupe le plus nombreux sont les bactéries (70 Gt), tandis que les autres groupes sont beaucoup plus rares: les champignons ont 12 Gt, les archéologues 7, les protistes 4, les animaux 2 (0,06 d'entre eux les humains) et les virus 0,2.

Bien que 99% de la biomasse végétale soit terrestre, on observe que le contraire se produit chez les animaux, puisque près de 75% de la biomasse se trouve dans la mer. Et bien que nous représentions que le sous-sol profond est une zone habitée, il y a 15% de la biomasse totale de la planète, presque entièrement microbienne.

Quant à la mer, on peut dire qu'elle est surtout microbienne. Les bactéries représentent 70% de la biomasse marine, bien que la plupart des microbes vivent sous terre (90%). Les 30% restants de la biomasse marine sont composés d'arthropodes et de poissons.

Le cas des arthropodes, dont la biomasse est très modeste, en dépit d'être les plus riches en nombre d'espèces, attire l'attention avec environ 1.000.000 d'espèces décrites. En outre, parmi tous se distinguent quelques espèces: Euphause, le krill antarctique, constitue à elle seule 5% de la biomasse des arthropodes, et les termites ont autant de biomasse.

Tous ces chiffres sont largement dus à l'activité humaine et nous les avons analysés avec l'aide de trois scientifiques: Arturo Elosegi Irurtia, Écologique Végétale de l'UPV, Lur Epelde Sierra, Écologiste Microbien de NEIKER et Xabier Irigoien Larrazabal, Océanographe d'AZTI.

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Sous-sol profond profond profond

Le scientifique a été surpris de découvrir qu'une grande partie de la biomasse totale de la biosphère habite le sous-sol profond. Bactéries et arcs sont des êtres vivants cachés qui vivent dans les aquifères souterrains et sous le fond des océans.

« Cela ne me semblait pas tellement. C'est beaucoup de 15% ! —affirme Arturo Elosegi. Je pense que les bactéries se trouvent à de faibles concentrations dans ces profondeurs, mais à la fin, quand on tient compte de la grande profondeur de cette couche, apparaissent des biomasses extrêmement élevées. Ces bactéries, contrairement à celles de la surface terrestre, poussent très lentement: pour régénérer leur biomasse, il faut des milliers d’années».

Selon Lur Epelde, au-delà de la biomasse, la biodiversité et la biodiversité ont une importance capitale dans la biosphère. « Si nous considérons ces deux facteurs, la planète Terre est totalement microbienne. Bien que la biomasse prédomine les plantes, en termes de biodiversité et de bioabondance, les bactéries gagnent significativement. Les bactéries sont responsables des processus écologiques les plus importants de la planète : elles décomposent la matière organique, recyclent les aliments, fixent l’azote, sont responsables d’une grande partie de la photosynthèse… Sans elles, nous ne serions pas ici les autres ».

Terre et mer

Lur Epelde Sierra. Microbiologiste des sols (NEIKER).

Cette étude a également mis en évidence les particularités propres à la mer: l'océan occupe 71% de la surface de la planète, bien que la biomasse terrestre soit 80 fois plus grande que la marine (470 Gt C contre 6 Gt C).

Mais la mer a la particularité que, malgré sa faible biomasse, elle a une productivité primaire équivalente à la terre et en proportion elle peut atteindre un ratio de consommateurs/producteurs très supérieur à celui terrestre. Sur Terre, il faut 22 gigatonnes productrices pour chaque gigatone de consommateurs et seulement 0,2 en mer. Autrement dit, 110 fois moins.

« De notre point de vue ludique, nous avons du mal à le comprendre, dit Xabier Irigoien. Nous croyons que de nombreuses plantes sont nécessaires pour nourrir quelques animaux. Mais dans la mer il y a beaucoup de vaches et peu d’herbes».

Cette pyramide fourragère inversée a une explication simple, selon Elosegi: « Les principaux producteurs de terre sont les arbres, dont la biomasse est majoritairement le bois, peu consommable. La différence entre producteur et consommateur doit donc être très grande. En mer, le principal producteur est le phytoplancton, avec une biomasse basse mais avec un taux de rénovation très élevé. Ce qui est consommé se reproduit continuellement. Par conséquent, il peut alimenter une grande biomasse de consommateurs. Sur terre, les producteurs produisent de la biomasse lente et stable, et en mer c’est juste le contraire, ils sont des producteurs à vitesse rapide».

Xabier Irigoien Larrazabal. Océanographe (AZTI).

La planète à notre service

Notre espèce a eu une brève histoire sur Terre, pour le moment. Depuis que la vie est apparue, nous avons seulement été à 0,05% du temps. Une bêtise face à d'autres espèces. Mais les changements dans les plans ont été nombreux. Trois d'entre eux, avec un grand impact écologique: la domestication de la faune, la révolution industrielle et l'imparable croissance de la population humaine.

Depuis que les êtres humains diffusent sur la planète, la biomasse des mammifères sauvages et celle des plantes a été réduite à six. Mais au-delà de la biomasse, l'absorption de la biosphère et son influence sont en jeu. Sommes-nous conscients de l'ampleur de la violation de la biosphère ?

Quant à la végétation, il existe déjà très peu de zones forestières sauvages. Il est pratiquement exploité entièrement pour l'agriculture, l'élevage et la production de bois. Quant aux animaux, la biomasse humaine est déjà dix fois supérieure à celle de tous les mammifères sauvages (0,06 Gt contre 0,007 Gt). La biomasse des animaux domestiques (0,1 Gt) est encore plus grande. 15 fois plus grand que les mammifères sauvages. En résumé, seulement 4% des mammifères sont déjà sauvages, les 96% restants sont nous et les animaux de la nourriture.

Le même phénomène se produit chez les oiseaux : la population d'oiseaux domestiqués est presque 3 fois supérieure à la plus sauvage (0,005 Gt contre 0,002 Gt). Dans presque tous les vertébrés, on voit l'effet brutal de la domestication. La seule exception sont les poissons.

Pouvons-nous dominer la mer ?

La mer est un moyen difficile pour les humains. Nous avons conquis la côte et d'autres zones marines protégées, mais il n'est pas facile de dominer la mer ouverte et la mer profonde. « Jusqu’à récemment, la mer a été exploitée par la pêche, comme si la terre était exploitée par la chasse, presque comme il y a 5.000 ans », affirme Irigoien.

Arthur Elosegi Irurtia. Écologique végétal (UPV).

« Ces dernières années, cependant, la production d’aquaculture a déjà adopté la dimension de la pêche. Il est à noter le développement de l'aquaculture sur la côte chinoise. Cependant, l'aquaculture est étrangère à ce que nous avons fait dans l'élevage ou l'agriculture. Parce que sur terre, non seulement nous avons apprivoisé certains animaux, mais nous avons mis en place des projets de bioingénierie gigantesques, au point de changer complètement les écosystèmes. Par exemple, dans les plaines des États-Unis: nous avons éliminé tous les herbivores avec des buffles, nous avons éliminé l'herbe et la forêt qui y était, ainsi que les habitants qui y vivaient. Nous avons semé maïs et soja et prêt. Et en Europe, tout comme. A titre de comparaison, ce serait la même chose à faire en mer: Prendre tout le golfe de Biscaye pour cultiver des algues ou des saumons, comme le soja ou les vaches dans le sol, éliminant tous les prédateurs et herbivores. On n’a jamais pensé à ce type de projets de bioingénierie face à la mer, mais on l’a fait au sol.»

Les neuf frontières de la planète

Il y a dix ans, Johan Rockström et ses compagnons ont identifié les frontières de la planète dans la revue Nature. Ce sont neuf limites qui, selon les chercheurs, si elles étaient dépassées, traversent la même limite de durabilité globale de notre planète : changement climatique, acidification des océans, utilisation globale de l'eau douce, réduction de l'ozone stratosphérique, cycles d'azote et de phosphore, utilisation de la terre, perte de biodiversité, charge d'aérosols atmosphériques et pollution chimique. En traversant ces limites, nous dépasserons la capacité d'autorégulation de la Terre. Nous avons déjà dépassé quatre de ces neuf limites.

Adapté de Wikipedia.

La perte de biodiversité est l'un des phénomènes qui s'est grandement accéléré dans l'Anthroprocène et l'une des limites de la durabilité mondiale que nous avons dépassé. Ainsi, consultés les principaux points de risque, Elosegi a clairement: « Sommes-nous en train de perdre de la biomasse dans le monde ? Non. Nous perdons la biodiversité. La biomasse totale est maintenue, mais cela n’implique pas nécessairement de maintenir son fonctionnement.»

Le ratio d'extinction des espèces est actuellement entre 100 et 1000 fois supérieur à celui qui peut être considéré comme naturel. Cela n'a pas été vu depuis la dernière destruction massive mondiale, il y a 65 millions d'années. Les scientifiques ont averti que 30% de toutes les espèces de mammifères, de volailles et d'amphibiens seraient menacées d'extinction dans ce siècle. En 50 ans, les vertébrés terrestres perdront entre 30 et 50% de leurs habitats en raison de la façon dont l'homme utilise la terre.

La perte de biodiversité, en plus de ses effets intrinsèques, peut affecter d'autres limitations de la planète. Par exemple, les écosystèmes terrestres et aquatiques peuvent les rendre plus vulnérables aux changements climatiques et à l'acidification de l'océan.

« Nous pensons toujours que nous n’avons pas encore atteint la limite de cette durabilité, mais nous ne sommes pas seulement à la frontière, nous avons passé beaucoup de temps à cette frontière. Que pouvons-nous faire pour revenir en arrière ? », demande Elosegi.

Et maintenant ?

Epeld dit que nous devrions réduire l'utilisation des herbicides dans l'agriculture. « Lorsque, dans les années 60, nous avons commencé à utiliser des engrais chimiques et des pesticides, l’augmentation de la production a été spectaculaire, mais a provoqué la dégradation des écosystèmes. Nous ne pouvons pas continuer ainsi. Il faut prendre des mesures pour protéger la vie sauvage ».

« Il devrait nous donner quoi penser chaque fois que nous disons que nous avons besoin de plus d’agriculture, en particulier lorsque le plan d’irrigation est remis en question, dit Elosegi. Regardez quelle partie de la biomasse totale se trouve dans les terrains que nous exploitons, quelle partie de la faune totale forme notre bétail et quelle partie de la faune que nous formons. Quand une espèce de grande biomasse subit un petit changement dans son mode de vie, ses conséquences sont terribles au niveau mondial. Imaginez maintenant si vous avez commencé à manger plus de viande en Asie ou en Chine…”.

Irigoien a ajouté que « nous devrions apporter de la valeur économique à la biodiversité et la payer pour sa détérioration. Les pays avancés ont provoqué le déclin de la biodiversité, nous nous sommes enrichis sur le chemin, nous n'avons mis que des vaches et des poules, et ainsi nous vivons dans une grande ampleur. Nous n'avons eu aucun coût. Mais nous voulons maintenant que les autres maintiennent la biodiversité. Maintenir en Afrique et en Amérique du Sud les mammifères et les forêts que nous avons nous-mêmes éliminés ».

La mer est un milieu difficile pour l'homme, avec seulement 1% de la biomasse. Cependant, avec 30% de la biomasse de tous les animaux, la mer a un grand potentiel pour l'alimentation humaine. ED. : Pixabay.

Pour créer des espaces protégés de la vie sauvage et faire face à la dégradation des sols, l'une des alternatives pourrait être une exploitation plus faible de la terre et une plus grande exploitation de la mer, dans la mesure où l'exploitation n'est pas si agressive. En fait, même si la biomasse marine est faible par rapport à la terre, elle a un grand potentiel pour l'alimentation humaine : les poissons représentent 30% de la biomasse de tous les animaux.

« La mer peut-elle être une alternative réelle ? Eh bien, l'aquaculture de saumon n'est pas une solution réelle pour nourrir 11 milliards de personnes. Il est trop cher. Donc, je ne suis pas sûr — dit Irigoien, pensif —. Il envisagerait une autre voie plus utile, l'aquaculture de filtrants. Élevage de moules, par exemple. Cela peut être une production à moindre impact. Ils seraient nourris avec le phytoplancton qui se produit si vite en mer; nous ne devrions pas utiliser la pensée. Car aujourd'hui, nous avons besoin de petits poissons pour grandir, et sinon, le soja, pire. En définitive, il faut exploiter la terre pour nourrir les poissons».

En tout cas, Irigoien se montre pessimiste: « En définitive, le problème est que nous ne voulons pas changer notre style de vie. Nous ne voulons renoncer à rien. Je ne sais pas si cela est compatible avec le soin de la biosphère.»

Elosegi a également mis le regard sur un autre point conflictuel: « Les données sur la biomasse montrent que les êtres humains sont trop nombreux et que nous devons commencer très sérieusement à contrôler la population humaine. C'est le vrai défi. Je suis très curieux d'entendre que le principal problème qu'il y a en Euskal Herria ou en Europe est la baisse des naissances. Où est le problème?”.

Lur Epeld pense aussi que nous sommes trop. « Oui, réduire la population humaine est la chose la plus directe que l’on puisse faire pour résoudre le problème. Mais essayer peut générer de nombreux conflits. Qui ne va pas lui permettre d’être des enfants ? »