Première · SVT · Chapitre 4
Écosystèmes et services environnementaux
- biotope et biocénose
- réseaux trophiques
- flux d'énergie et cycles de matière
- perturbations et résilience
- agrosystèmes
- déforestation et fragmentation
- services écosystémiques
- gestion durable et restauration
Ce que tu sauras faire
- Définir un écosystème par son biotope et sa biocénose, et situer cette échelle parmi celles de l'écologie.
- Construire et lire un réseau trophique, identifier les niveaux trophiques et distinguer les grands types d'interactions entre espèces.
- Expliquer pourquoi l'énergie traverse un écosystème alors que la matière y circule en boucle, et exploiter un rendement de transfert chiffré.
- Distinguer résistance et résilience, et analyser la réponse d'un écosystème à une perturbation d'intensité et de fréquence données.
- Comparer un agrosystème et un écosystème naturel en raisonnant sur les entrées et les sorties de matière.
- Analyser les effets d'une déforestation, d'une fragmentation ou d'une eutrophisation à partir de documents et de données chiffrées.
- Classer des services écosystémiques et discuter, avec ses limites, leur évaluation économique.
- Argumenter, documents à l'appui, une décision de gestion ou de restauration, en distinguant ce qui est mesuré, ce qui est modélisé et ce qui relève d'un choix de société.
Au programme du chapitre
- Un écosystème : un lieu, des êtres vivants, et tout ce qui les relie
- Qui mange qui : réseaux trophiques et interactions entre espèces
- L'énergie traverse l'écosystème : elle n'y tourne pas
- La matière tourne : décomposeurs, sol et cycles biogéochimiques
- Dynamique, perturbations et résilience
- L'humanité transforme les écosystèmes
- Les services écosystémiques : ce que les écosystèmes nous apportent
- Gérer, protéger, restaurer — et raisonner juste
Exercices corrigés
Exercice 1
Un camarade écrit dans sa copie : « la forêt cherche à retrouver son équilibre après l'incendie ». La phrase te paraît-elle acceptable ? Que faut-il écrire à la place ?
Un coup de pouce
Demande-toi qui, dans cette phrase, est censé « chercher » quelque chose, et remplace l'intention supposée par ce qui se produit concrètement.
Voir la correction pas à pas
Elle n'est pas acceptable, et la raison n'est pas une question de style : c'est une formulation finaliste, qui prête une intention à un écosystème. Or une forêt ne poursuit aucun but, pas plus qu'une espèce ne « décide » de s'adapter.
La rédaction correcte décrit un mécanisme, c'est-à-dire ce qui se passe réellement : « après l'incendie, les individus dont les organes souterrains ont survécu repartent, les graines présentes dans le sol germent, et des graines apportées par le vent ou par les animaux depuis les zones voisines colonisent l'espace libéré. La structure du peuplement se reconstitue progressivement — ou ne se reconstitue pas, si la perturbation a détruit le sol ou si elle se répète avant que la végétation n'ait repoussé. »
Cette dernière précision est importante : la résilience n'est pas une garantie. Elle est une propriété constatée, mesurée, et parfois absente.
La rédaction correcte décrit un mécanisme, c'est-à-dire ce qui se passe réellement : « après l'incendie, les individus dont les organes souterrains ont survécu repartent, les graines présentes dans le sol germent, et des graines apportées par le vent ou par les animaux depuis les zones voisines colonisent l'espace libéré. La structure du peuplement se reconstitue progressivement — ou ne se reconstitue pas, si la perturbation a détruit le sol ou si elle se répète avant que la végétation n'ait repoussé. »
Cette dernière précision est importante : la résilience n'est pas une garantie. Elle est une propriété constatée, mesurée, et parfois absente.
Exercice 2
Pourquoi une pyramide des énergies ne peut-elle jamais être inversée, alors qu'une pyramide des biomasses le peut ?
Un coup de pouce
L'une des deux pyramides mesure quelque chose par unité de temps, l'autre non. Cherche laquelle, puis pense à la vitesse de renouvellement du phytoplancton.
Voir la correction pas à pas
Il faut d'abord voir que les deux pyramides ne représentent pas la même grandeur.
Une pyramide des énergies représente un flux : une quantité d'énergie par unité de surface et par unité de temps. À chaque transfert, une partie de l'énergie est dissipée sous forme de chaleur par la respiration, une partie n'est pas consommée, une partie n'est pas assimilée. L'énergie disponible à un niveau ne peut donc pas dépasser celle du niveau inférieur : c'est une conséquence directe du second principe de la thermodynamique, et elle ne souffre aucune exception.
Une pyramide des biomasses représente un stock instantané : la masse de matière vivante présente à un moment donné. Or un stock dépend aussi de la vitesse à laquelle il se renouvelle. En pleine mer, le phytoplancton est consommé et remplacé en quelques jours ; la masse présente à un instant donné peut donc être inférieure à celle du zooplancton qui s'en nourrit, alors même que la production de phytoplancton sur l'année est bien supérieure. La pyramide des biomasses est alors inversée, sans que rien ne soit violé.
Conclusion à retenir : un stock faible peut alimenter un flux important s'il se renouvelle vite. Ne conclus jamais d'une biomasse à une production.
Une pyramide des énergies représente un flux : une quantité d'énergie par unité de surface et par unité de temps. À chaque transfert, une partie de l'énergie est dissipée sous forme de chaleur par la respiration, une partie n'est pas consommée, une partie n'est pas assimilée. L'énergie disponible à un niveau ne peut donc pas dépasser celle du niveau inférieur : c'est une conséquence directe du second principe de la thermodynamique, et elle ne souffre aucune exception.
Une pyramide des biomasses représente un stock instantané : la masse de matière vivante présente à un moment donné. Or un stock dépend aussi de la vitesse à laquelle il se renouvelle. En pleine mer, le phytoplancton est consommé et remplacé en quelques jours ; la masse présente à un instant donné peut donc être inférieure à celle du zooplancton qui s'en nourrit, alors même que la production de phytoplancton sur l'année est bien supérieure. La pyramide des biomasses est alors inversée, sans que rien ne soit violé.
Conclusion à retenir : un stock faible peut alimenter un flux important s'il se renouvelle vite. Ne conclus jamais d'une biomasse à une production.
Les pièges à éviter
- Dessiner ou lire la flèche d'un réseau trophique dans le mauvais sens, comme si elle signifiait « mange ».
- Confondre une production et une biomasse, et comparer des tonnes par hectare avec des tonnes par hectare et par an.
- Additionner deux pourcentages d'évolution successifs : −30 % puis −20 % donneraient −50 %.
- Confondre perte brute et perte nette de surface forestière, et conclure d'une perte nette faible qu'il y a peu de déforestation.
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