Spécialité SVT, Première • Exercices corrigés à Montréal
Exercices corrigés : les services écosystémiques et leur gestion (Première spécialité SVT)
Voici dix exercices corrigés de spécialité SVT de Première sur l'humanité et les écosystèmes : l'espèce humaine comme élément des écosystèmes (espèces parasites, commensales, domestiquées, exploitées), les impacts de ses activités, la perte de biodiversité et ses conséquences, les services écosystémiques d'approvisionnement, de régulation et culturels, le lien entre santé et écosystèmes, la gestion rationnelle des ressources et l'ingénierie écologique (conservation, restauration, compensation), avec le débat sur la monétarisation des services.
Ce que couvre la série, les pièges traités
Ils suivent le programme français, tel qu'il est enseigné en France et dans les lycées du réseau AEFE.
Tout se passe dans une même vallée fictive, celle de la rivière aux Saules : un verger de cerisiers et sa bande fleurie, un versant coupé à blanc, une zone humide aménagée, une tourbière drainée puis restaurée, un lac envahi par la moule zébrée. À la fin de la série, vous savez inscrire l'espèce humaine dans un réseau d'interactions (exercice 2), classer un service et remonter à la fonction qui le produit (exercice 3), chiffrer une perte de sol (exercice 4), un service de pollinisation (exercice 6) et une épuration de l'eau (exercice 9), juger une espèce invasive sur l'ensemble de ses effets (exercice 7) et dresser le bilan d'une restauration (exercice 10). L'exercice 5 est un exposé structuré, l'exercice 10 un problème sur documents, au format des évaluations.
Le fil de la série : un service écosystémique est une fonction de l'écosystème vue depuis l'humanité. Derrière chaque bénéfice, il y a des espèces en interaction ; on ne garde le service qu'en gardant ces interactions, et on ne juge une gestion qu'à des mesures comparées à un témoin. Pièges traités : prendre « domestique » pour domestiquée (exercices 1 et 2), confondre la fonction et le service (exercice 3), attribuer aux insectes toute la récolte au lieu de l'écart au témoin (exercice 6), juger une espèce invasive sur une eau plus claire (exercice 7), croire qu'un service gratuit n'a pas de valeur et qu'une compensation efface une destruction (exercice 8), rapporter une épuration aux écarts bruts plutôt qu'à ce qui entre (exercice 9).
•SERVICE ÉCOSYSTÉMIQUE : un bénéfice que l'humanité tire du fonctionnement d'un écosystème. La FONCTION (des bactéries transforment le nitrate) existe sans nous ; le SERVICE (une eau moins chargée en aval) suppose des humains qui en profitent.
•TROIS CATÉGORIES : approvisionnement (bois, champignons, fruits, pêche ; le programme y range la pollinisation) ; régulation (épuration de l'eau et de l'air, lutte contre l'érosion, les ravageurs et les maladies, recyclage de la matière organique, stockage de carbone) ; culturel (loisirs, paysage, valeur patrimoniale).
•L'ESPÈCE HUMAINE, ÉLÉMENT DES ÉCOSYSTÈMES : elle a des parasites (la tique), des espèces commensales (le moineau), des espèces domestiquées, élevées et sélectionnées (le cerisier, l'abeille), des espèces exploitées, prélevées dans la nature (l'omble, le bois).
•IMPACTS : exploiter une ressource, modifier le biotope local (drainage, coupe, érosion, engrais) ou global (climat, espèces invasives). Une espèce invasive est introduite, se répand et perturbe le fonctionnement de l'écosystème d'accueil.
•INGÉNIERIE ÉCOLOGIQUE : conservation (protéger un milieu en bon état), restauration (rétablir un milieu dégradé), compensation (restaurer ou recréer ailleurs pour contrebalancer une destruction, en dernier recours). La lutte biologique utilise un ennemi naturel du ravageur, après tests de spécificité.
•DÉMARCHE : mesurer avant et après, comparer à un témoin, ne changer qu'une variable, conclure sur le problème posé. Une valeur en dollars aide à comparer, mais dépend de ses hypothèses et ignore ce qui ne se chiffre pas.
Partie A : mobiliser ses connaissances (/50)
Exercice 1 : QCM : services écosystémiques et place de l'espèce humaine
7 réponses vérifiables
Pour chaque question, une seule réponse est exacte. Choisissez-la.
a) Un service écosystémique est :A)un bénéfice que l'humanité tire du fonctionnement d'un écosystèmeB)une aide financière versée pour protéger un milieu naturelC)une fonction que l'écosystème accomplit dans le but de servir l'humanitéD)un aménagement construit par l'humain pour remplacer un écosystème
b) L'élimination d'une partie des nitrates de l'eau qui traverse une zone humide est un service :A)de régulationB)d'approvisionnementC)culturelD)de compensation
c) Le moineau domestique niche dans nos bâtiments et se nourrit en partie de nos restes, sans effet notable sur nous. Pour l'espèce humaine, c'est une espèce :A)commensaleB)domestiquéeC)parasiteD)exploitée
d) Une espèce invasive est :A)une espèce introduite qui se répand et perturbe le fonctionnement de l'écosystème qui l'accueilleB)toute espèce venue d'un autre continentC)une espèce indigène dont l'effectif augmente après une perturbationD)une espèce qui fait disparaître toutes les espèces indigènes là où elle arrive
e) Combler les fossés de drainage d'une tourbière pour que la nappe d'eau remonte relève d'abord :A)de la restauration écologiqueB)de la conservationC)de la compensation écologiqueD)de la lutte biologique
f) La plupart des forêts tempérées actuelles :A)reflètent aussi un projet d'aménagement : choix des essences, coupes, plantationsB)sont des forêts vierges que l'humain n'a jamais modifiéesC)ne rendent plus aucun service dès qu'on y récolte du boisD)sont des agrosystèmes au même titre qu'un champ de maïs
g) Attribuer une valeur monétaire à un service écosystémique :A)peut éclairer une décision, mais laisse de côté ce qui ne se chiffre pas et dépend des hypothèses du calculB)donne sa valeur exacte et définitiveC)est impossible, puisqu'un service est gratuitD)suffit à décider s'il faut conserver un milieu
Voir la correction
Réponses
a)Un bénéfice que l'humanité tire du fonctionnement d'un écosystème
b)Un service de régulation
c)Une espèce commensale
d)Une espèce introduite qui se répand et perturbe le fonctionnement de l'écosystème d'accueil
e)La restauration écologique
f)Elles reflètent aussi un projet d'aménagement
g)Elle éclaire une décision mais laisse de côté ce qui ne se chiffre pas
a)
Le service est un BÉNÉFICE pour l'humanité, tiré d'une fonction de l'écosystème (épurer l'eau, retenir le sol, polliniser) assurée par des êtres vivants en interaction.
Piège : la proposition C prête une intention à l'écosystème. Les bactéries d'une zone humide ne travaillent pas pour nous ; c'est nous qui tirons un bénéfice de ce qu'elles font. Le mot « service » décrit notre point de vue, pas un but de la nature.
b)
Retirer un polluant de l'eau, c'est réguler la qualité du milieu : service de régulation. Rien n'est prélevé ni consommé, ce qui exclut l'approvisionnement.
La compensation n'est pas une catégorie de service : c'est une technique d'ingénierie écologique.
c)
Le moineau profite de l'espèce humaine (abri, nourriture) sans lui nuire ni lui être utile : c'est une relation de commensalisme, et le moineau est une espèce commensale de l'humain.
Piège : l'adjectif « domestique » de son nom ne fait pas de lui une espèce domestiquée. Une espèce domestiquée est élevée ou cultivée, et sélectionnée par l'humain : l'abeille de la ruche, le cerisier du verger.
d)
Une espèce est dite invasive par ce qu'elle FAIT : introduite par l'humain, elle se répand et perturbe le fonctionnement de l'écosystème d'accueil.
Piège : exotique ne veut pas dire invasive. La plupart des espèces introduites ne s'installent pas, ou s'installent sans se répandre. La proposition D est trop absolue : une invasion appauvrit souvent le milieu sans éliminer toutes les espèces indigènes.
e)
Combler les fossés vise à rétablir le fonctionnement d'un milieu dégradé : c'est une restauration. La conservation protège un milieu encore en bon état ; la compensation recrée ou restaure AILLEURS pour contrebalancer une destruction autorisée.
Une même restauration peut servir de mesure de compensation, d'où le « d'abord » de la question.
f)
Les forêts tempérées portent presque toutes la marque d'aménagements anciens ou récents : essences favorisées, coupes, replantations. Elles restent des écosystèmes, avec leurs espèces sauvages et leurs interactions, ce qui les distingue d'un agrosystème cultivé chaque année.
La proposition C est démentie par l'exercice 4 : une coupe raisonnée garde une grande part de la protection du sol.
g)
Un chiffrage en dollars permet de comparer un service à un coût (une usine de traitement, un aménagement), ce qui peut peser dans une décision. Mais il dépend des hypothèses du calcul, ignore ce qui ne se vend pas (une espèce, un paysage) et ne dit pas à lui seul ce qu'il faut faire : c'est le débat autour de la monétarisation.
Piège : gratuit ne veut pas dire sans valeur. Le service ne coûte rien tant qu'il existe ; le remplacer coûte cher (exercice 9).
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Coche ici les exercices faits ou à revoir : un compte gratuit, sans mot de passe, retient tes coches et tes réponses justes d'une visite à l'autre, te dit quel chapitre attaquer ensuite et te permet de demander l'exercice qui te manque. Crée ton espace, un courriel suffit.
Exercice 2 : L'espèce humaine dans le réseau d'interactions de la vallée
7 réponses vérifiables
La série se déroule dans la vallée de la rivière aux Saules, un territoire fictif de la zone tempérée de l'est de l'Amérique du Nord. Le document représente six relations entre espèces de la vallée, dont cinq relient l'espèce humaine à une autre espèce.
Données : la tique du chevreuil se fixe sur la peau d'un mammifère, dont l'humain, et se nourrit de son sang pendant plusieurs jours ; le moineau domestique niche dans les bâtiments ; le cerisier du verger est une variété greffée, choisie pour ses fruits ; l'omble de fontaine est un poisson sauvage de la rivière, pêché pour sa chair ; l'abeille domestique est élevée en ruches par un apiculteur, installé au bord du verger.
Document : six relations entre espèces de la vallée, numérotées de 1 à 6.
a) Nommez le type de relation qui lie l'espèce humaine à chacune des espèces 1 à 4.
b) Nommez la relation 5, puis la relation 6, entre l'abeille domestique et le cerisier. Justifiez la relation 6.
c) La tique peut transmettre à l'humain une bactérie responsable de la maladie de Lyme. Dans un boisé de la vallée pauvre en espèces de petits mammifères, où domine la souris à pattes blanches, 36 % des jeunes tiques portent la bactérie ; dans un boisé riche en espèces (écureuils, tamias, musaraignes, oiseaux qui se nourrissent au sol), 12 %. La souris transmet très efficacement la bactérie aux tiques qui la piquent, la plupart des autres hôtes la transmettent mal. Calculez combien de fois la proportion de tiques porteuses est plus grande dans le boisé pauvre, puis expliquez ce que ces données suggèrent sur le lien entre la santé humaine et la biodiversité.
d) Montrez, en vous appuyant sur le document, que l'espèce humaine est un élément de cet écosystème et non un observateur extérieur.
b)5 : domestiquée ; 6 : mutualisme (nectar et pollen pour l'abeille, pollinisation pour le cerisier)
c)Trois fois plus de tiques porteuses dans le boisé pauvre : ici, la diversité des hôtes réduit le risque
d)L'humain y est relié à d'autres espèces par des interactions qui agissent dans les deux sens
a)
On classe chaque relation par ce que chaque partenaire y gagne ou y perd, et par le rôle de l'humain.
1 : la tique vit aux dépens de l'humain en prélevant son sang : c'est un parasite de l'espèce humaine.
2 : le moineau profite de nos bâtiments et de nos restes, sans effet notable sur nous : espèce commensale.
3 : le cerisier est cultivé, greffé et sélectionné pour ses fruits : espèce domestiquée.
4 : l'omble est un poisson sauvage prélevé dans la rivière : espèce exploitée.
Piège : confondre domestiquée et exploitée. Une espèce domestiquée a été transformée par une sélection humaine sur des générations ; une espèce exploitée est récoltée telle qu'elle vit dans la nature (pêche, cueillette, bois d'une forêt).
b)
5 : l'abeille domestique est élevée et sélectionnée par l'apiculteur : espèce domestiquée, comme le cerisier.
6 : l'abeille prélève du nectar et du pollen, sa nourriture ; en passant de fleur en fleur, elle dépose du pollen sur les pistils et permet la fécondation, puis la formation des fruits. Les deux partenaires y gagnent : c'est un mutualisme.
La relation 6 ne passe pas par l'humain, et pourtant la récolte en dépend : le réseau ne se réduit pas aux liens directs avec l'espèce humaine.
c)
1236=3 : la proportion de tiques porteuses est trois fois plus grande dans le boisé pauvre en espèces.
Je sais que la tique se nourrit successivement sur plusieurs hôtes. Dans le boisé riche, une partie des repas se fait sur des hôtes qui transmettent mal la bactérie : moins de tiques s'infectent, et le risque pour un promeneur diminue. On parle d'effet de dilution.
J'en déduis que, dans cet exemple, la biodiversité des petits vertébrés protège la santé humaine : notre santé dépend en partie de celle des écosystèmes qui nous entourent.
Piège : généraliser à partir de deux boisés. La comparaison suggère un lien sans le prouver (les deux boisés peuvent différer par autre chose), et l'effet de dilution n'est pas observé pour toutes les maladies : il faut des comparaisons répétées sur de nombreux sites.
d)
Dans le document, l'espèce humaine est reliée à cinq espèces par des relations de nature différente, comme n'importe quelle autre espèce du réseau.
Ces relations agissent dans les deux sens : l'humain subit la tique, profite du cerisier et de l'abeille, prélève l'omble, et ses choix modifient à leur tour les populations (ruches installées, pêche, plantations).
L'espèce humaine est donc un élément de l'écosystème de la vallée, inscrit dans son réseau d'interactions, et non un observateur qui le regarderait de l'extérieur.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 3 : Les services de la vallée : classer, puis remonter à la fonction
10 réponses vérifiables
Les habitants de la vallée de la rivière aux Saules ont dressé la liste des bénéfices qu'ils tirent de leur territoire :1)le bois d'œuvre récolté dans la forêt aménagée2)les chanterelles cueillies en sous-bois3)la baisse de la teneur en nitrate de l'eau qui traverse la zone humide4)le maintien du sol par les racines sur les versants boisés5)le carbone stocké chaque année dans la tourbière6)la limitation des pucerons du cerisier par les coccinelles et les larves de syrphes7)les sentiers de randonnée et l'observation des oiseaux8)une forêt ancienne citée dans les récits et les fêtes du village.
a) Classez les bénéfices 1 à 4 parmi les trois catégories de services écosystémiques.
b) Classez de même les bénéfices 5 à 8.
c) Le programme range la pollinisation des cerisiers parmi les services d'approvisionnement ; d'autres classifications la rangent parmi les services de régulation. Expliquez ce qui justifie chacun des deux choix.
d) Pour le bénéfice 3, distinguez la fonction écologique, le service rendu et l'avantage économique qui en découle.
e) Nommez trois groupes d'êtres vivants dont dépend le bénéfice 6, puis expliquez pourquoi un insecticide à large spectre répandu contre les pucerons peut, au bout de quelques semaines, laisser les cerisiers plus attaqués qu'avant.
Voir la correction
Réponses
a)1 et 2 : approvisionnement ; 3 et 4 : régulation
b)5 et 6 : régulation ; 7 et 8 : culturel
c)Approvisionnement : elle conditionne directement la récolte ; régulation : elle règle la reproduction des plantes sans rien prélever
d)Fonction : dénitrification par les bactéries ; service : eau moins chargée en nitrate ; avantage : traitement moins coûteux
e)Coccinelles, syrphes et plantes à fleurs qui les nourrissent ; l'insecticide tue aussi ces auxiliaires et les pucerons reviennent plus vite
a)
On se demande pour chaque bénéfice : prélève-t-on une matière (approvisionnement), profite-t-on d'un processus qui règle le milieu (régulation), ou d'une valeur non matérielle (culturel) ?
1 : le bois est prélevé : approvisionnement. 2 : les champignons sont prélevés : approvisionnement.
3 : rien n'est prélevé, la qualité de l'eau est réglée : régulation (dépollution de l'eau).
4 : les racines et la litière retiennent le sol : régulation (lutte contre l'érosion, exercice 4).
b)
5 : la tourbière retire du carbone de l'atmosphère et le garde dans la tourbe : régulation (fixation du carbone, climat).
6 : les prédateurs limitent un ravageur : régulation (lutte contre les ravageurs).
7 : loisir et contact avec la nature : culturel (récréation).
8 : attachement, histoire, identité du village : culturel (valeur patrimoniale).
Piège : ranger 5 en approvisionnement parce que « la tourbière produit de la tourbe ». Le bénéfice cité est le carbone stocké, pas la tourbe extraite ; extraire la tourbe détruit au contraire ce stockage (exercice 10).
c)
Approvisionnement : sans pollinisation, pas de cerises ; le service se mesure directement en kilogrammes récoltés (exercice 6), comme une production.
Régulation : les pollinisateurs ne fournissent aucune matière consommée, ils règlent un processus, la reproduction des plantes à fleurs, comme les coccinelles règlent les pucerons.
Les deux classements sont défendables ; ce qui compte est de justifier. Une classification est un outil pour raisonner, pas une propriété de la nature.
d)
Fonction : en l'absence de dioxygène dans la vase, des bactéries transforment les ions nitrate en diazote, qui retourne à l'atmosphère ; les plantes en absorbent aussi une part pour leur croissance.
Service : l'eau qui sort de la zone humide est moins chargée en nitrate, au bénéfice des usagers situés en aval.
Avantage économique : la commune traite moins de nitrate pour produire son eau potable. C'est ce qu'un chiffrage en dollars cherche à estimer (exercice 9).
Piège : prendre la fonction pour le service. La fonction existerait sans nous ; le service n'existe que parce que des humains profitent de son résultat.
e)
Le bénéfice 6 dépend des coccinelles et des larves de syrphes, qui mangent les pucerons, et des plantes à fleurs des haies et des bandes fleuries, dont le nectar et le pollen nourrissent les syrphes adultes et d'autres auxiliaires.
Un insecticide à large spectre tue les pucerons, mais aussi leurs prédateurs. Les pucerons se reproduisent en quelques jours et recolonisent vite les arbres ; leurs prédateurs, plus lents à se reproduire et moins nombreux, reviennent plus tard. Pendant cet intervalle, les pucerons pullulent sans prédateurs.
Le traitement peut donc aggraver les dégâts qu'il voulait réduire : c'est une interaction, pas une espèce, qui rendait le service.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 4 : Le versant coupé à blanc : schéma à légender et perte de sol
10 réponses vérifiables
Sur le versant est de la vallée, toute la forêt a été coupée en une fois (coupe à blanc) ; le versant ouest est resté boisé. Le document 1 représente les deux versants pendant un orage.
Document 2 : des parcelles de mesure, équipées d'un bac qui recueille la terre entraînée, donnent une perte de sol moyenne de 0,4 tonne par hectare et par an sur le versant boisé, et de 12,0 t/ha/an sur le versant coupé à blanc, pendant les trois années qui suivent la coupe. Dans cette région, le sol se forme à partir de la roche-mère à raison d'environ 0,5 t/ha/an. L'horizon fertile, en surface, est épais de 10 cm ; la terre en place a une masse volumique de 1,3 t/m³. Un hectare vaut 10 000 m².
Document 1 : deux versants de la vallée pendant un orage (coupe schématique, épaisseurs exagérées).
a) Légendez les éléments 1 à 5 du document 1.
b) À l'aide du document 2, calculez combien de fois la perte de sol est plus forte sur le versant coupé que sur le versant boisé.
c) Calculez la masse de l'horizon fertile sur un hectare.
d) En tenant compte de la formation du sol, calculez la durée au bout de laquelle cet horizon aurait disparu du versant coupé, si la perte restait celle des premières années. Calculez aussi la durée nécessaire pour reformer la même masse de sol.
e) Le sol du versant boisé s'amincit-il ? Justifiez.
f) À l'aide du document 1, expliquez pourquoi la coupe à blanc accélère l'érosion, et montrez que cette perte touche aussi un service rendu par la rivière.
g) Proposez deux pratiques de sylviculture qui permettent de récolter du bois en limitant cette érosion.
d)Environ 113 ans pour le perdre, 2 600 ans pour le reformer
e)Non : il perd 0,4 t/ha/an et en gagne 0,5, il se maintient
f)Sans litière ni racines, la pluie ruisselle et emporte la terre, qui trouble la rivière et nuit aux poissons
g)Coupe partielle ou par bandes, bande boisée intacte le long du ruisseau, régénération rapide
a)
1 : la litière, couche de feuilles mortes en surface du sol forestier. 2 : les racines, qui maillent le sol. 3 : l'infiltration, l'eau qui pénètre dans le sol. 4 : le ruissellement, l'eau qui s'écoule en surface le long de la pente. 5 : l'eau du ruisseau chargée de sédiments, au pied du versant coupé.
b)
0,412,0=30 : le versant coupé perd 30 fois plus de sol que le versant boisé.
Les deux versants reçoivent le même orage : le versant boisé sert de TÉMOIN, et la différence de couvert forestier est la variable étudiée. On reste prudent, car deux versants n'ont jamais tout à fait la même pente ni la même exposition.
c)
Volume de l'horizon fertile sur un hectare : 10000×0,10=1000m3.
Masse : 1000×1,3=1300t.
d)
Perte nette sur le versant coupé : 12,0−0,5=11,5 t/ha/an.
Durée de disparition : 11,51300≈113 ans.
Durée de formation de la même masse : 0,51300=2600 ans.
Il faut plus de vingt fois plus de temps pour former le sol que pour le perdre : à l'échelle de quelques générations humaines, le sol se comporte comme une ressource non renouvelable.
Piège : oublier la formation du sol et diviser par 12,0 ; on trouve 108 ans, une différence faible ici, mais qui devient décisive pour le versant boisé (question e).
e)
Sur le versant boisé, le sol perd 0,4 t/ha/an et s'en forme 0,5 t/ha/an : le bilan est positif, le sol ne s'amincit pas, il se maintient et s'épaissit très lentement.
C'est le service de régulation « lutte contre l'érosion » : il n'est visible que lorsqu'il disparaît.
f)
Je vois que, sur le versant boisé, la pluie tombe sur les feuillages et la litière, puis s'infiltre ; sur le versant coupé, elle frappe un sol nu et ruisselle.
Je sais que la litière amortit l'impact des gouttes, que les racines retiennent les particules et que l'infiltration réduit l'eau qui coule en surface. J'en déduis que, sans couvert, le ruissellement arrache et transporte la terre jusqu'au ruisseau.
Ces sédiments troublent l'eau et se déposent sur les graviers du lit, où l'omble de fontaine pond ses œufs : la pêche, service d'approvisionnement de la rivière (exercice 2), en pâtit. Une perte de sol sur un versant se répercute sur un autre milieu.
g)
Récolter par coupes partielles (prélever une partie des arbres) ou par bandes, pour garder un couvert et des racines vivantes ; laisser une bande boisée intacte le long du ruisseau ; favoriser une repousse rapide (replantation ou régénération naturelle) ; éviter les pistes dans le sens de la pente.
Ces pratiques ne suppriment pas toute érosion : elles la limitent, et l'efficacité de chacune se vérifie par de nouvelles mesures sur parcelles, comparées au versant témoin.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 5 : Exposé structuré : dégrader, puis maintenir ou rétablir les services d'un territoire
1 réponses vérifiables
Le document 1 situe les milieux de la vallée de la rivière aux Saules. Le document 2 résume leur histoire récente.
Document 2 : depuis les années 1970, une partie de la tourbière a été drainée pour en extraire la tourbe ; un versant a été coupé à blanc ; les champs reçoivent des engrais azotés ; la moule zébrée, arrivée avec des bateaux venus d'autres lacs, a envahi le lac. Depuis 2015, les fossés de la tourbière ont été comblés, une zone humide a été aménagée à la sortie des drains des champs, une bande fleurie a été semée au bord du verger et le lavage des coques de bateaux est devenu obligatoire.
Expliquez comment les activités humaines peuvent dégrader les services écosystémiques d'un territoire, puis comment une gestion fondée sur la connaissance des écosystèmes permet de les maintenir ou de les rétablir.
Les documents sont une aide : ils peuvent illustrer votre exposé, mais leur analyse n'est pas attendue. Vous rédigerez un exposé structuré (introduction, développement, conclusion), appuyé sur des exemples précis.
Document 1 : carte schématique de la vallée de la rivière aux Saules (territoire fictif).
a) Avant de rédiger, choisissez l'action qui relève de la compensation écologique.
b) Rédigez l'exposé.
Voir la correction
Réponses
a)Créer ou restaurer ailleurs une zone humide pour contrebalancer une destruction autorisée
b)Exposé en deux parties : l'humain, élément de l'écosystème, en dégrade les services ; l'écologie permet de les gérer
a)
La compensation écologique consiste à restaurer ou recréer un milieu AILLEURS pour contrebalancer une destruction autorisée. Combler les fossés est une restauration sur place, interdire la cueillette une mesure de conservation, lâcher des coccinelles une lutte biologique.
b)
Un plan possible.
Introduction : définir un service écosystémique (bénéfice tiré du fonctionnement d'un écosystème) et ses trois catégories ; rappeler que l'espèce humaine est un élément des écosystèmes ; annoncer les deux parties.
I. Des activités humaines qui dégradent les services. Exploiter une ressource (tourbe extraite, bois coupé à blanc) ; modifier le biotope local (drainage, sol nu qui s'érode, engrais qui chargent l'eau en nitrate) ; introduire une espèce invasive (moule zébrée). Conséquences : perte de biodiversité, sol emporté, eau polluée, carbone relâché, pêche appauvrie.
II. Une gestion fondée sur l'écologie. Comprendre la fonction qui produit le service, puis agir sur elle : sylviculture raisonnée, bande fleurie qui nourrit pollinisateurs et prédateurs de ravageurs, zone humide aménagée, restauration de la tourbière, prévention de la dispersion d'une espèce invasive. Mesurer avant et après, comparer à un témoin, ajuster.
Conclusion : on ne garde un service qu'en gardant les interactions qui le produisent ; une restauration rétablit une partie des services, avec délai, d'où l'intérêt de ne pas dégrader.
Éléments attendus : l'humain élément de l'écosystème (relations de parasitisme, commensalisme, domestication, exploitation) ; au moins deux impacts de nature différente, avec leur mécanisme et le service touché ; au moins deux techniques d'ingénierie écologique nommées (conservation, restauration, compensation) ; le rôle de la démarche scientifique (mesures, témoin, suivi) ; une limite (délai, retour incomplet, coût).
Vocabulaire exigible : écosystème, interactions, biodiversité, service d'approvisionnement, de régulation, culturel, espèce invasive, gestion durable, ingénierie écologique, restauration, compensation.
Piège : réciter une liste de menaces. Le correcteur attend des MÉCANISMES : « le drainage abaisse la nappe, la tourbe s'aère et se décompose, son carbone part dans l'atmosphère » vaut plus que « le drainage pollue ».
Grille courte : organisation (introduction, deux parties qui répondent à la consigne, conclusion) ; exactitude et complétude (définitions justes, mécanismes, catégories de services) ; exemples précis, tirés des documents ou du cours.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Partie B : pratiquer un raisonnement scientifique (/50)
Exercice 6 : La bande fleurie du verger : mesurer un service de pollinisation
12 réponses vérifiables
Le verger de cerisiers de la vallée est bordé au nord par une bande fleurie, semée de plantes sauvages qui fleurissent du printemps à l'automne. Le taux de nouaison est le pourcentage de fleurs qui donnent un fruit.
Document 1 : sur 30 arbres situés à 10 m de la bande fleurie, on a suivi trois lots de rameaux. Lot 1 : fleurs ensachées dans un filet à mailles fines, posé avant la floraison, qui laisse passer l'air et la lumière mais pas les insectes. Lot 2 : fleurs libres. Lot 3 : fleurs libres, auxquelles on ajoute au pinceau du pollen d'une variété compatible (pollinisation manuelle).
Document 2 : taux de nouaison des fleurs libres, mesuré de la même manière sur des arbres situés de 10 à 200 m de la bande fleurie.
Document 3 : au même moment, pour chaque distance, nombre moyen de visites d'insectes pollinisateurs (abeilles sauvages, bourdons, syrphes) en 10 minutes d'observation par arbre, et nombre moyen de colonies de pucerons par arbre en juin. Les syrphes adultes se nourrissent du nectar et du pollen des fleurs ; leurs larves mangent des pucerons.
Données : un cerisier adulte porte en moyenne 12 000 fleurs ; une cerise pèse 8 g ; dans ce verger, les fruits ne sont pas éclaircis et l'on admet que la récolte d'un arbre est proportionnelle à son taux de nouaison. Prix de vente fictif : 6 dollars le kilogramme.
Document 1 : taux de nouaison des trois lots, sur des arbres situés à 10 m de la bande fleurie.
Document 2 : taux de nouaison des fleurs libres selon la distance à la bande fleurie.
Distance (m)
10
50
100
150
200
Visites en 10 min
14
9
5
3
2
Colonies de pucerons
3
5
9
12
14
Document 3 : visites de pollinisateurs et colonies de pucerons par arbre.
a) Relevez le taux de nouaison des trois lots du document 1.
b) Expliquez le rôle du lot 1, et nommez la seule variable qui change entre le lot 1 et le lot 2.
c) Calculez, pour un arbre situé à 10 m, la part des fruits due aux insectes, puis la masse de cerises qu'il produit et la masse due aux insectes.
d) Relevez le taux de nouaison à 200 m (document 2) et calculez la perte de récolte d'un arbre situé à 200 m par rapport à un arbre situé à 10 m, en pourcentage.
e) Mettez en relation les documents 1, 2 et 3 pour expliquer la baisse de la nouaison avec la distance. Même à 10 m, la pollinisation par les insectes est-elle complète ?
f) Calculez combien de fois il y a plus de colonies de pucerons à 200 m qu'à 10 m, puis montrez que la bande fleurie rend un second service.
g) Calculez la valeur fictive, en dollars, de la récolte d'un arbre à 10 m due aux insectes. Le producteur envisage de semer une seconde bande fleurie au milieu du verger : argumentez, et dites comment vérifier ensuite son effet.
Voir la correction
Réponses
a)Lot 1 : 3 % ; lot 2 : 31 % ; lot 3 : 36 %
b)Le lot 1 est le témoin sans insectes ; seule change l'accès des insectes aux fleurs
c)Environ 90 % des fruits ; 29,8 kg par arbre, dont 26,9 kg dus aux insectes
d)11 % à 200 m ; perte d'environ 65 %
e)Moins de visites loin de la bande, donc moins de pollen déposé ; non, même à 10 m (36 % contre 31 %)
f)Environ 4,7 fois plus ; la bande nourrit aussi les syrphes, dont les larves limitent les pucerons
g)Environ 161 dollars par arbre ; seconde bande défendable, à tester par des mesures avant et après, avec témoin
a)
Je lis la hauteur de chaque barre sur l'axe gradué de 5 en 5 : lot 1 : 3 % ; lot 2 : 31 % ; lot 3 : 36 %.
b)
Le lot 1 est le TÉMOIN : il montre ce que produisent les fleurs quand les insectes n'y ont pas accès (un peu de pollen arrive par le vent ou par la fleur elle-même).
Entre le lot 1 et le lot 2, seul l'accès des insectes change : mêmes arbres, même distance, même année. Le filet à mailles fines laisse passer l'air et la lumière, ce qui limite l'effet du sac lui-même.
Une seule variable change à la fois : c'est ce qui permet d'attribuer la différence aux insectes. Un protocole plus fin ajouterait un sac à grandes mailles, qui laisse entrer les insectes, pour mesurer l'effet du sac seul.
c)
Part des fruits due aux insectes : 3131−3≈0,90, soit environ 90 %.
Récolte d'un arbre à 10 m : 12000×0,31=3720 cerises, soit 3720×8=29760 g, environ 29,8 kg.
Masse due aux insectes : 12000×0,28×8=26880 g, environ 26,9 kg.
Piège : écrire 31 % de fruits dus aux insectes. Sans insectes, l'arbre aurait quand même noué 3 % de ses fleurs ; la part attribuable aux insectes est l'écart avec le témoin.
d)
Je lis environ 11 % à 200 m sur le document 2.
Perte relative : 3131−11≈0,65 : un arbre à 200 m produit environ 65 % de moins qu'un arbre à 10 m.
Erreur fréquente : répondre « 20 % », qui est l'écart en points de nouaison, pas la perte de récolte.
e)
Je vois que la nouaison diminue avec la distance (document 2) et que les visites d'insectes diminuent aussi, de 14 à 2 en 10 minutes (document 3).
Je sais que la nouaison dépend du pollen déposé sur le pistil, transporté ici surtout par les insectes (document 1). J'en déduis que, loin de la bande fleurie qui les abrite et les nourrit, les pollinisateurs sont moins nombreux et déposent moins de pollen : la récolte baisse.
Même à 10 m, le lot 3 noue 36 % de ses fleurs, plus que les fleurs libres : la pollinisation par les insectes n'est pas complète, il y a un déficit de pollinisation partout dans le verger, plus fort au loin.
Prudence : les arbres éloignés peuvent différer aussi par le sol ou l'exposition. La concordance des trois documents rend l'explication par les pollinisateurs solide, sans exclure d'autres facteurs.
f)
314≈4,7 : environ 4,7 fois plus de colonies de pucerons à 200 m qu'à 10 m.
Les syrphes adultes trouvent leur nourriture dans la bande fleurie ; leurs larves mangent des pucerons. Près de la bande, ces prédateurs sont plus nombreux et limitent les pucerons.
La bande rend donc un second service, de régulation : la lutte contre un ravageur, sans insecticide. Un même aménagement soutient deux interactions, pollinisation et prédation.
g)
Valeur fictive de la récolte due aux insectes : 26,88×6≈161 dollars par arbre et par an. Ce prix est fictif : il sert à comparer, pas à fixer la valeur des pollinisateurs.
Argument pour : les arbres situés à 100 m et plus perdent beaucoup de récolte et portent plus de pucerons ; une seconde bande les rapprocherait d'un réservoir d'insectes. Argument de prudence : la bande occupe une surface sans cerisiers, et son effet au milieu du verger n'est pas encore mesuré.
Pour vérifier, on mesure la nouaison et les pucerons avant et après le semis, sur des arbres proches de la nouvelle bande, en les comparant à des arbres témoins restés loin de toute bande, plusieurs années de suite (les années diffèrent par la météo de la floraison).
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 7 : La moule zébrée dans le lac : une eau plus claire, un lac plus pauvre
10 réponses vérifiables
La moule zébrée est un petit bivalve originaire de la région de la mer Noire et de la mer Caspienne, introduit en Amérique du Nord par l'eau de ballast des navires vers la fin des années 1980. Ses larves, qui nagent librement, voyagent dans l'eau embarquée par les bateaux transportés d'un lac à l'autre. Dans le lac de la vallée, elle a été repérée pour la première fois en 2011 sur la coque d'un bateau de plaisance.
Adulte, elle se fixe sur tout support dur : rochers, tuyaux, et coquilles des moules indigènes. Elle filtre l'eau pour se nourrir de phytoplancton ; on admet qu'un individu filtre environ 1 L d'eau par jour. Le phytoplancton est mangé par le zooplancton, lui-même mangé par les jeunes perchaudes, un poisson pêché dans le lac.
Document 1 : densité de moules zébrées sur les fonds rocheux (en haut) et transparence de l'eau mesurée au disque de Secchi (en bas), de 2008 à 2024.
Année
Chlorophylle (µg/L)
Zooplancton (individus/L)
Moules indigènes (individus/m²)
Perchaudes par filet
2008
9,6
52
4,0
38
2016
4,0
30
1,2
27
2024
2,4
21
0,2
19
Document 2 : suivi du lac. La concentration en chlorophylle indique la quantité de phytoplancton.
a) Relevez la densité maximale de moules zébrées sur les fonds rocheux et l'année où elle est atteinte.
b) Calculez le volume d'eau filtré chaque jour par les moules d'un mètre carré de fond rocheux à cette densité maximale. Ce fond est recouvert de 4 m d'eau : calculez en combien de jours les moules filtrent un volume égal à celui de la colonne d'eau située au-dessus.
c) Calculez par combien la concentration en chlorophylle a été divisée, et par combien la transparence a été multipliée, entre 2008 et 2024. Mettez ces résultats en relation pour expliquer la hausse de la transparence.
d) Calculez la baisse, en pourcentage, du nombre de perchaudes par filet entre 2008 et 2024, et expliquez-la à l'aide du réseau trophique.
e) Calculez la baisse, en pourcentage, de la densité de moules indigènes, et proposez deux causes.
f) Un riverain affirme : « la moule zébrée rend service au lac, puisque l'eau est plus claire. » Cette observation suffit-elle à juger l'effet de l'espèce ? Argumentez.
g) Choisissez la mesure de gestion la plus réaliste pour ce lac, et justifiez.
Voir la correction
Réponses
a)Environ 3 100 individus/m², en 2018
b)Environ 3 100 L par jour et par m² ; la colonne de 4 000 L est filtrée en 1,3 jour environ
c)Chlorophylle divisée par 4, transparence multipliée par 2,3 : moins de phytoplancton, eau plus claire
d)Baisse de 50 % : moins de phytoplancton, donc moins de zooplancton pour nourrir les jeunes perchaudes
e)Baisse de 95 % : moules zébrées fixées sur leurs coquilles, et nourriture prélevée avant elles
f)Non : l'eau claire cache un réseau trophique appauvri et des moules indigènes presque disparues
g)Empêcher la dispersion vers les autres lacs par le lavage et la vidange des bateaux
a)
Je lis le maximum de la courbe du haut : environ 3 100 individus par mètre carré, atteint en 2018. Avant 2011, la courbe est à zéro ; la densité augmente surtout entre 2012 et 2018, puis se stabilise vers 3 000 individus/m².
b)
Volume filtré : 3100×1=3100 L par jour pour un mètre carré de fond rocheux.
Colonne d'eau au-dessus d'un mètre carré : 1×4=4m3=4000 L.
Durée : 31004000≈1,3 jour.
Au-dessus des fonds rocheux, les moules filtrent l'équivalent de toute l'eau en un peu plus d'un jour : un ordre de grandeur qui rend plausible leur effet sur tout le lac, même si l'eau filtrée se mélange et si une part est filtrée plusieurs fois.
c)
Chlorophylle : 2,49,6=4, elle a été divisée par 4.
Transparence : 2,14,8≈2,3, elle a été multipliée par 2,3.
Je sais que la turbidité de l'eau de ce lac vient surtout du phytoplancton en suspension. Les moules le retirent en filtrant : moins de phytoplancton, une eau plus claire. La transparence augmente au moment où la densité de moules augmente (document 1), ce qui soutient cette explication.
d)
Baisse : 3838−19=0,5, soit 50 % de perchaudes en moins par filet.
Le phytoplancton est à la base du réseau trophique du lac. Les moules le consomment avant le zooplancton, qui baisse de 52 à 21 individus par litre ; les jeunes perchaudes trouvent moins de zooplancton et sont moins nombreuses à grandir.
Le service d'approvisionnement qu'est la pêche diminue : un effet indirect, passé par deux niveaux du réseau.
e)
Baisse : 4,04,0−0,2=0,95, soit 95 %.
Deux causes compatibles avec les données : les moules zébrées se fixent sur les coquilles des moules indigènes et les empêchent de s'ouvrir, de se nourrir et de se déplacer ; elles filtrent aussi la même nourriture, le phytoplancton, et l'épuisent : c'est une compétition.
f)
Non. L'eau plus claire est un bénéfice réel pour la baignade et le paysage, un service culturel, et la lumière pénètre plus profond, ce qui favorise les plantes aquatiques du fond.
Mais le même mécanisme appauvrit le réseau trophique (zooplancton et perchaudes en baisse), fait presque disparaître les moules indigènes et obstrue les tuyaux des prises d'eau.
Piège : juger une espèce sur un seul paramètre. Une espèce est invasive parce qu'elle perturbe le fonctionnement de l'écosystème, ce qui se juge sur l'ensemble des interactions, pas parce qu'elle n'aurait que des effets néfastes.
g)
Dans un grand lac, éliminer toutes les moules sans tuer le reste du vivant est hors de portée, et un prédateur exotique lâché sans étude risquerait de devenir lui-même invasif. On ne peut plus empêcher l'installation ici, mais on peut protéger les lacs voisins : laver les coques et vider l'eau des bateaux avant de les transporter, et surveiller les larves dans l'eau.
C'est une gestion fondée sur la connaissance du cycle de vie de l'espèce : ses larves voyagent dans l'eau embarquée.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 8 : Cinq affirmations à corriger
5 réponses vérifiables
Les affirmations suivantes ont été entendues lors d'une réunion publique sur l'avenir de la vallée. Dites si chacune est vraie ou fausse, puis corrigez celles qui sont fausses.
a) « Puisque les services écosystémiques sont gratuits, ils n'ont aucune valeur économique. »
b) « Une forêt où l'on récolte du bois ne rend plus aucun service de régulation. »
c) « La compensation écologique permet de détruire une zone humide sans aucune perte, puisqu'on en recrée une autre ailleurs. »
d) « La lutte biologique contre un ravageur exotique peut elle-même créer un problème si l'espèce introduite n'est pas spécifique de sa cible. »
e) « L'espèce humaine est extérieure aux écosystèmes : elle les observe et les exploite, mais n'en fait pas partie. »
Voir la correction
Réponses
a)Faux : gratuit ne veut pas dire sans valeur ; le remplacer coûte cher
b)Faux : une sylviculture raisonnée garde une grande part des services de régulation
c)Faux : perte entre-temps, résultat incertain, milieu jamais identique ; on évite et réduit d'abord
d)Vrai : d'où les tests de spécificité avant tout lâcher
e)Faux : l'espèce humaine est un élément des écosystèmes, liée aux autres espèces
a)
Faux. Un service est gratuit tant que l'écosystème le rend ; s'il disparaît, il faut le remplacer, et cela coûte : une usine pour retirer le nitrate (exercice 9), une pollinisation à la main (exercice 6).
Correction : « Les services écosystémiques sont gratuits, mais ils ont une valeur, dont une partie peut s'estimer par le coût de leur remplacement. »
b)
Faux. Une forêt exploitée par coupes partielles garde un couvert, des racines et une litière : elle continue à retenir le sol, à stocker du carbone et à régler l'écoulement de l'eau, même si ces services diminuent pendant les années qui suivent une coupe.
Correction : « Une sylviculture raisonnée récolte du bois en conservant une grande part des services de régulation ; une coupe à blanc sur une pente les réduit fortement (exercice 4). »
c)
Faux. Une zone humide recréée met des années, voire des décennies, à retrouver une partie des fonctions de celle qui a été détruite ; le résultat est incertain et le milieu n'est jamais identique (autres espèces, autre sol). Entre-temps, les services sont perdus.
Correction : « La compensation n'intervient qu'en dernier recours, quand on n'a pu ni éviter ni réduire la destruction ; elle limite la perte sans l'annuler. »
Piège : croire qu'une restauration rend l'état initial. L'exercice 10 montre une tourbière restaurée encore loin du secteur naturel après dix ans.
d)
Vrai. Un auxiliaire importé peut s'attaquer à d'autres espèces que sa cible et devenir lui-même invasif : la coccinelle asiatique, lâchée contre les pucerons, s'est répandue en Europe et en Amérique du Nord au détriment de coccinelles indigènes.
C'est pourquoi, contre l'agrile du frêne, un insecte asiatique qui tue les frênes nord-américains, de petites guêpes parasitoïdes venues d'Asie n'ont été lâchées qu'après des tests montrant qu'elles s'attaquent à l'agrile et très peu à d'autres insectes.
La lutte biologique est un outil de la démarche scientifique, pas une solution sans risque.
e)
Faux. L'espèce humaine vit en interaction avec d'autres espèces : parasites (la tique), commensales (le moineau), domestiquées (le cerisier, l'abeille), exploitées (l'omble) ; ses activités modifient le fonctionnement des écosystèmes et elle dépend de leurs services.
Correction : « L'espèce humaine est un élément des écosystèmes qu'elle a colonisés ; elle s'inscrit dans leur réseau d'interactions (exercice 2). »
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 9 : La zone humide aménagée : un service d'épuration mesuré
11 réponses vérifiables
En 2016, la commune a aménagé une zone humide de 1,5 ha à la sortie des drains qui collectent l'eau sous les champs cultivés. L'eau la traverse lentement avant de rejoindre la rivière, où le village prélève, plus en aval, l'eau qu'il rend potable. Dans la vase privée de dioxygène, des bactéries transforment les ions nitrate en diazote, qui retourne à l'atmosphère ; les roseaux et les massettes en absorbent aussi une part pour leur croissance.
Données : les moyennes annuelles des douze mesures du document 2 valent 44,8 mg/L à l'entrée A et 17,9 mg/L à la sortie B ; le débit qui traverse la zone humide est en moyenne de 12 L/s, et l'on admet qu'il varie peu au cours de l'année ; une année compte 31 536 000 secondes. Une eau destinée à la boisson ne doit pas dépasser 50 mg/L de nitrate.
Document 1 : la zone humide aménagée, en coupe schématique, et ses deux points de mesure.
Document 2 : concentration en nitrate à l'entrée A et à la sortie B, mesurée chaque mois.
a) Relevez les concentrations en nitrate en A et en B au mois de mars, puis au mois d'août.
b) Calculez le pourcentage du nitrate retenu par la zone humide en mars, puis en août.
c) Proposez une explication à la différence entre mars et août.
d) Calculez la masse de nitrate retenue par la zone humide en une année, en tonnes.
e) Relevez le nombre de mois où l'eau dépasse la limite de 50 mg/L en A, puis en B. Expliquez en quoi ce service touche la santé humaine, sans conclure plus que les données ne le permettent.
f) Une usine de traitement fictive éliminerait le nitrate pour 3 dollars par kilogramme. Calculez la valeur annuelle du service ainsi estimée, puis discutez les limites de ce chiffre.
g) La zone humide règle-t-elle le problème du nitrate à sa source ? Justifiez, et proposez une mesure complémentaire.
Voir la correction
Réponses
a)Mars : 61 mg/L en A, 30 mg/L en B ; août : 26 mg/L en A, 4 mg/L en B
b)Environ 51 % en mars et 85 % en août
c)Bactéries plus actives et plantes en pleine croissance en été, au chaud
d)Environ 10,2 t de nitrate retenues par an
e)4 mois en A (janvier à avril), aucun en B ; le service réduit un risque pour l'eau prélevée en aval
f)Environ 30 500 dollars par an, une estimation partielle qui dépend d'un prix fictif
g)Non : elle traite l'eau déjà chargée ; réduire et ajuster les engrais, couvrir le sol en hiver
a)
Je lis sur le document 2 : en mars, 61 mg/L en A et 30 mg/L en B ; en août, 26 mg/L en A et 4 mg/L en B.
L'entrée A joue le rôle de témoin : c'est l'eau telle qu'elle arriverait à la rivière sans la zone humide.
b)
Mars : 6161−30≈0,51, soit environ 51 % du nitrate retenu.
Août : 2626−4≈0,85, soit environ 85 %.
Erreur fréquente : comparer les écarts bruts (31 mg/L en mars, 22 mg/L en août) et conclure que la zone humide est plus efficace en mars. Rapportée à ce qui entre, elle retient une plus grande PART en août.
c)
La dénitrification est l'œuvre de bactéries, dont l'activité augmente avec la température ; les roseaux et les massettes absorbent davantage de nitrate en été, pendant leur croissance, qu'en hiver où leurs parties aériennes sont mortes.
Explication proposée, pas démontrée par ces seules données : il faudrait par exemple mesurer l'activité des bactéries à plusieurs températures.
d)
Volume annuel : 12×31536000≈3,78×108 L.
Nitrate retenu par litre, en moyenne : 44,8−17,9=26,9 mg.
Masse : 3,78×108×26,9≈1,02×1010 mg, soit environ 10200 kg, environ 10,2 t par an.
Le calcul suppose un débit constant ; un débit plus fort en hiver, quand l'eau est plus chargée, changerait ce bilan.
e)
En A, l'eau dépasse 50 mg/L en janvier, février, mars et avril : 4 mois (décembre est à 50, sans dépasser). En B, aucun mois.
Je sais qu'une eau trop chargée en nitrate est impropre à la boisson. En aval, la rivière reçoit une eau moins chargée : la zone humide réduit le risque pour la prise d'eau du village.
Prudence : l'eau de B n'est pas bue telle quelle ; elle est diluée dans la rivière puis traitée. Le service allège le traitement et le risque, il ne garantit pas à lui seul la potabilité.
f)
Valeur estimée : 10200×3≈30500 dollars par an.
Ce chiffre aide à comparer : si la zone humide a coûté moins que quelques années de traitement, l'aménagement se défend aussi en dollars.
Limites : le prix est fictif et un autre prix change tout ; le calcul ne compte qu'un service, alors que la zone humide abrite aussi des espèces, ralentit les crues et embellit le paysage ; enfin, ce qui ne se vend pas n'apparaît pas, et un milieu jugé « moins rentable » qu'un autre usage pourrait sembler sacrifiable. C'est le débat autour de la monétarisation.
g)
Non. La zone humide traite une eau déjà chargée par les engrais lessivés sous les champs.
Mesures à la source : ajuster la dose et la date des apports d'engrais aux besoins des cultures, semer une culture qui couvre le sol en hiver pour absorber le nitrate restant, garder des bandes enherbées le long des fossés.
Les deux approches se complètent ; l'effet de chacune se mesure, comme ici, à l'entrée et à la sortie.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Pour toi :
Exercice 10 : Problème : la tourbière restaurée a-t-elle retrouvé ses services ?
8 réponses vérifiables
La tourbière de la vallée couvre 120 ha. De 1975 à 2010, 40 ha ont été drainés par un réseau de fossés, puis exploités : on y a extrait environ 1 m de tourbe pour fabriquer du terreau horticole. En 2015, ces 40 ha ont été restaurés : fossés comblés, fragments de sphaignes prélevés dans le secteur naturel épandus sur la tourbe nue puis couverts de paille. Un secteur voisin, drainé et jamais restauré, sert de témoin.
Document 4 : une tourbière naturelle accumule environ 0,5 mm de tourbe par an. Gorgée d'eau, la tourbe s'y décompose très lentement, faute de dioxygène, et garde son carbone ; elle retient l'eau comme une éponge et ralentit les crues en aval ; elle abrite des espèces spécialisées, comme la droséra, une petite plante carnivore. Asséchée, la tourbe s'aère et se décompose : son carbone part dans l'atmosphère.
Montrez que la restauration a rétabli une partie des services écosystémiques de la tourbière, puis expliquez pourquoi ce rétablissement reste incomplet. Votre réponse s'appuie sur les documents et sur vos connaissances.
Pour vous aider, vous pouvez traiter d'abord les questions facultatives a à e, puis rédiger la réponse.
Document 1 : un fossé de drainage dans le secteur drainé et dans le secteur restauré (coupe schématique, épaisseurs non à l'échelle).
Document 2 : profondeur moyenne de la nappe d'eau sous la surface, en été, dans trois secteurs de la tourbière.
Secteur (mesures de 2025)
Couverture de sphaignes (%)
Bilan de carbone (g C/m²/an)
Espèces végétales des tourbières
naturel
85
−45
18
restauré en 2015
60
−12
11
drainé, témoin
3
+160
2
Document 3 : état des trois secteurs. Un bilan négatif signifie que le secteur stocke du carbone, un bilan positif qu'il en émet.
a) Relevez la profondeur de la nappe dans le secteur restauré en 2014 et en 2024, puis dans le secteur naturel en 2024.
b) Sans le secteur drainé, pourrait-on attribuer la remontée de la nappe à la restauration plutôt qu'à une série d'étés pluvieux ? Justifiez.
c) Calculez la masse de carbone, en tonnes, stockée en un an par les 40 ha restaurés, puis celle qu'ils auraient émise s'ils étaient restés drainés comme le témoin.
d) Calculez le stockage de carbone du secteur restauré en pourcentage de celui du secteur naturel.
e) Calculez la durée nécessaire pour reformer l'épaisseur de tourbe extraite.
f) Rédigez la réponse au problème.
Voir la correction
Réponses
a)Restauré : 59 cm en 2014, 17 cm en 2024 ; naturel : 10 cm en 2024
b)Non : seul le témoin, resté vers 60 cm sous les mêmes pluies, permet d'attribuer la remontée à la restauration
c)4,8 t de carbone stockées par an, contre 64 t émises si le secteur était resté drainé
d)Environ 27 % du stockage du secteur naturel
e)Environ 2 000 ans pour reformer 1 m de tourbe
f)Nappe remontée, stockage de carbone et espèces revenus en partie ; rétablissement incomplet, lent, et tourbe perdue pour des millénaires
a)
Je lis sur le document 2 : secteur restauré, environ 59 cm en 2014 et 17 cm en 2024 ; secteur naturel, environ 10 cm en 2024.
La nappe du secteur restauré remonte vite après 2015, puis se stabilise un peu plus bas que dans le secteur naturel.
b)
Non. Une remontée observée seule pourrait venir d'étés plus pluvieux. Le secteur drainé reçoit les mêmes pluies : sa nappe reste vers 60 cm tout au long de la période. La différence entre les deux secteurs, qui apparaît juste après 2015, s'explique donc par la restauration.
C'est le rôle d'un témoin : une seule différence entre les deux secteurs, les travaux.
c)
Surface : 40×10000=400000m2.
Carbone stocké par le secteur restauré : 400000×12=4,8×106 g, soit 4,8 t par an.
Carbone qu'il aurait émis, drainé comme le témoin : 400000×160=6,4×107 g, soit 64 t par an.
La restauration fait passer ces 40 ha d'une source à un puits de carbone : un écart d'environ 69 t de carbone par an.
d)
4512≈0,27 : le secteur restauré stocke environ 27 % de ce que stocke le secteur naturel, par mètre carré.
e)
1 m vaut 1 000 mm : 0,51000=2000 ans pour reformer la tourbe extraite.
f)
Saisie des documents. Document 1 : combler les fossés empêche l'eau de s'écouler, la nappe remonte près de la surface et les sphaignes recouvrent la tourbe. Document 2 : la nappe du secteur restauré passe d'environ 59 à 17 cm de profondeur après 2015, alors que celle du témoin reste vers 60 cm. Document 3 : en 2025, le secteur restauré porte 60 % de sphaignes et 11 espèces typiques, contre 3 % et 2 espèces dans le témoin, et il stocke du carbone au lieu d'en émettre.
Mise en relation. Je sais, avec le document 4, que la tourbe gorgée d'eau manque de dioxygène et se décompose très lentement. En remontant la nappe, la restauration rétablit cette condition : la tourbe ne se décompose plus et s'accumule de nouveau. Trois services reviennent en partie : la régulation du climat par le stockage de carbone (4,8 t par an au lieu de 64 t émises), la régulation de l'eau par une tourbe redevenue éponge, et l'habitat d'espèces spécialisées.
Un rétablissement incomplet. Dix ans après, le secteur restauré reste en deçà du secteur naturel : nappe un peu plus basse, 60 % de sphaignes contre 85 %, 11 espèces contre 18, et un stockage de 27 % seulement. Surtout, le mètre de tourbe extrait et son carbone sont perdus : il faudrait environ 2 000 ans pour les reformer.
Conclusion. La restauration a rétabli une partie des services de la tourbière, lentement et sans retour à l'état naturel. Ce bilan plaide d'abord pour conserver les tourbières intactes, et montre qu'une restauration proposée en compensation d'une destruction ne rend pas ce qui a été détruit.
Piège : conclure sur un seul document, ou sur une seule année. Un bilan de carbone varie d'une année à l'autre, et une tourbière remouillée émet aussi du méthane, un autre gaz à effet de serre, que ce bilan de carbone ne distingue pas : un bilan complet des gaz à effet de serre en tiendrait compte.
Les points se gagnent avant la correction ; après, tu peux encore t'entraîner.
Il manque quelque chose dans cette série ?Un type d'exercice que ton prof donne, un énoncé qui te bloque, une erreur repérée : dis-le-moi, je lis chaque demande.
L'envoi passe par ton espace gratuit : c'est ce qui me permet de te répondre et de te prévenir quand l'exercice est ajouté. Un courriel suffit, pas de mot de passe. Crée ton espace.
Pas envie de créer un compte ? Écris-moi directement.
Contactez-moi pour une première séance. On reprend la méthode d'exploitation des documents, je vois, je sais, j'en déduis, et l'organisation d'un exposé structuré, les deux exercices qui font la note en spécialité SVT.