Écosystèmes : fiche de révision Première spé SVT

Le fil du chapitre

Une interaction se juge par son effet sur la valeur sélective de CHAQUE partenaire, un flux ne se classe qu'une fois la frontière de l'écosystème posée, et un écosystème ne revient vers son état initial que tant qu'une perturbation ne dépasse pas un seuil.

Notions couvertes

Biocénose et biotope
Valeur sélective
Compétition interspécifique
Prédation et parasitisme
Mutualisme et symbiose
Réseau d'interactions
Biomasse et production
Flux de matière
Bilan de matière d'un écosystème
Recyclage de la matière
Résilience d'un écosystème
Équilibre dynamique

L'essentiel

Classer une interaction : l'effet sur chaque partenaire

• La valeur sélective d'un individu est sa capacité à survivre et à laisser des descendants qui se reproduisent. On classe une interaction en regardant si la présence de l'autre l'AUGMENTE (+) ou la DIMINUE (−), pour chacun des deux.
• Compétition (−/−) : deux êtres vivants puisent une même ressource limitée (lumière, eau, ions du sol).
• Exploitation (+/−) : prédation et herbivorie (l'un consomme l'autre), parasitisme (l'un vit aux dépens de l'autre, qu'il ne tue pas en général).
• Coopération (+/+) : le mutualisme ; quand l'association est étroite et durable, c'est une symbiose (mycorhize, lichen).

Les mêmes signes se lisent dans chaque colonne : c'est le couple de signes, pas le nom des partenaires, qui nomme l'interaction.

Un exemple précis par type d'interaction rapporte autant que la définition dans un exposé.

Un écosystème est ouvert : frontière, entrées, circulation, sorties

• Un écosystème est une biocénose (les êtres vivants) en interaction avec son biotope (le milieu physico-chimique). Sa frontière est un CHOIX, qu'on écrit avant tout bilan.
• Entrées : carbone fixé par photosynthèse, eau et azote de la pluie, azote fixé par des bactéries.
• Circulation interne : consommation dans le réseau trophique, litière et cadavres vers le sol, ions minéraux rendus aux racines par les décomposeurs (le recyclage).
• Sorties : respiration, évapotranspiration, ruissellement, érosion, carbone et nitrates du ruisseau.
• Bilan = entrées moins sorties. Positif, l'écosystème accumule (un puits) ; négatif, il perd (une source).

Les flèches vertes entrent, les bleues sortent ; les flèches grises restent dans le pointillé : elles déplacent la matière sans changer le bilan.

Biomasse ou production : un stock ou un flux

• La biomasse est la masse de matière présente à un instant : un stock, en t/ha.
• La production est la masse fabriquée en un an : un flux, en t/ha/an.
• Le rapport $B/P$ est le temps de renouvellement de la biomasse : environ 14 ans pour les végétaux de la pessière de la série, six mois pour ses insectes herbivores.
• D'un niveau trophique au suivant, la PRODUCTION chute fortement (1 % à 10 % dans la série) : le reste est respiré ou rejoint le sol comme matière morte.

Les pièges qui coûtent des points

Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.

1. Classer une interaction d'après un seul flux

la question entière, et l'erreur se propage à l'exposé

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le champignon prélève des sucres dans la racine de l'épinette : c'est un parasite. »

Ce qu'il faut écrire

« Le champignon reçoit des sucres et fournit eau et ions minéraux ; les deux partenaires croissent mieux associés : c'est un mutualisme (+/+), une symbiose, la mycorhize. »

Pourquoi : Une interaction se définit par son effet sur la valeur sélective des DEUX partenaires. Série : exercices 1 c, 3 d et 8 b.

2. Compter un flux interne comme une sortie

2 à 3 points : le bilan et la conclusion puits ou source sont faux

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Sorties : respiration 420, respiration du sol 300, litière 330, ruisseau 10 ; bilan $780-1\,060=-280$ . »

Ce qu'il faut écrire

« La litière va de la végétation au sol, deux réservoirs de l'écosystème : elle ne sort pas. Sorties $420+300+10=730$ , bilan $780-730=+50$ g C/m²/an, un puits. »

Pourquoi : Un flux se classe par rapport à la frontière : il faut la poser d'abord. Série : exercices 2 c et 9 c.

3. Comparer une biomasse à une production

1 à 2 points

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les herbivores ont une biomasse 2 800 fois plus faible que les arbres : ils ne comptent pas dans le fonctionnement de la forêt. »

Ce qu'il faut écrire

« La biomasse est un stock ; celle des herbivores se renouvelle en six mois contre quatorze ans pour les arbres, et une épidémie de tordeuse change la composition de la forêt. »

Pourquoi : Un stock et un flux n'ont pas la même unité ; le rendement d'un niveau à l'autre se calcule avec les productions. Série : exercices 4 et 8 e.

4. Lire une flèche de réseau trophique à l'envers

1 point par réseau, et toutes les questions qui s'appuient sur lui

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Paruline → tordeuse → sapin : la paruline mange la tordeuse qui mange le sapin. »

Ce qu'il faut écrire

« Sapin → tordeuse → paruline : la flèche va du mangé vers le mangeur, elle suit la matière. »

Même chaîne, deux sens : seule la ligne du bas, où la matière va du sapin vers la paruline, est un réseau trophique correct.

Pourquoi : La flèche représente un transfert de matière, pas l'action de manger. Série : exercices 1 h et 7 d.

5. Conclure à une cause sur une corrélation de terrain

1 à 2 points de démarche

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les lichens poussent là où le sol est sec : c'est le manque d'eau qui détermine leur répartition. »

Ce qu'il faut écrire

« Le long du transect, l'eau du sol diminue mais l'éclairement augmente en même temps : le relevé montre une corrélation ; seule une expérience qui ne fait varier que l'eau pourrait établir une cause. »

Pourquoi : Sur le terrain, plusieurs facteurs du biotope varient ensemble. Série : exercice 6 d.

6. Oublier le seuil de la résilience

la conclusion du problème, souvent 2 points

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Après un incendie, une forêt revient toujours à son état initial : c'est la résilience. »

Ce qu'il faut écrire

« La pessière se reconstitue après un feu sur un peuplement assez âgé ; si un second feu survient avant environ 30 ans, elle bascule vers une forêt ouverte à lichens, un autre état qui persiste. »

Après un feu, la biomasse remonte vers son niveau initial (vert) ; un second feu trop tôt la fait plafonner très bas (orange) : ce n'est pas un retard, c'est un autre état.

Pourquoi : La résilience est la capacité de retour jusqu'à un certain seuil de perturbation. Série : exercices 1 g et 10.

7. Décrire un écosystème comme figé

0,5 à 1 point de vocabulaire, à chaque occurrence

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Sans l'homme, la forêt est en équilibre stable : elle ne change pas. »

Ce qu'il faut écrire

« La forêt est en équilibre dynamique : ses populations fluctuent (épidémies, chablis, incendies) et elle revient vers un état comparable après une perturbation modérée. »

Pourquoi : Le programme insiste : il n'y a pas d'équilibre stable des écosystèmes. Série : exercices 5 b, 7 e et 8 a.

8. Calculer un rendement avec les biomasses

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Rendement producteurs vers herbivores : $\dfrac{36}{100\,000}=0{,}036\ \%$ . »

Ce qu'il faut écrire

« Rendement de production : $\dfrac{72\ \text{kg}}{7\,200\ \text{kg}}=1\ \%$ par an. »

Pourquoi : Un rendement mesure un TRANSFERT, donc un flux par an. Série : exercice 4 d.

Quelle méthode choisir

Quelle interaction ? Décider sur ce que l'énoncé dit de chaque partenaire

Lisez ce qu'il advient de CHACUN des deux partenaires en présence de l'autre.

Si les deux croissent ou se reproduisent mieux ensemble → coopération : mutualisme ; symbiose si l'association est étroite et durable

Exemple : semis d'épinette : 180 mg avec le champignon contre 95 mg sans (exercice 3)
Si l'un se nourrit de l'autre vivant, sans le tuer en général → exploitation : parasitisme

Exemple : le cynips et la galle de la feuille de chêne
Si l'un tue et consomme l'autre, ou en mange des parties → exploitation : prédation, ou herbivorie pour une plante

Exemple : la paruline et les chenilles ; la tordeuse et les bourgeons du sapin
Si chacun dispose de moins d'une ressource limitée partagée → compétition

Exemple : sapin baumier et épinette noire pour la lumière

Si l'énoncé ne dit rien de l'un des partenaires, cherchez l'information dans les documents avant de conclure : c'est souvent elle qui porte le point.

Entrée, circulation ou sortie ? Décider sur la frontière

Posez la frontière, puis regardez d'où part et où arrive le flux.

Si le flux part de l'extérieur (atmosphère, pluie) et arrive dans l'écosystème → entrée

Exemple : photosynthèse, azote de la pluie, fixation d'azote
Si le flux relie deux réservoirs de l'écosystème → circulation interne : il ne compte pas dans le bilan

Exemple : litière, consommation, ions minéraux absorbés par les racines
Si le flux part de l'écosystème vers l'extérieur → sortie

Exemple : respiration, évapotranspiration, ruisseau, érosion

Le même flux change de catégorie si la frontière change : la litière sort d'un écosystème limité aux seuls arbres.

La rédaction attendue

Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.

Exploiter un document de SVT

Quand l'utiliser : « Montrez que », « Expliquez pourquoi », « Mettez en relation » devant un graphique ou un tableau.

1 Je vois : relever la donnée UTILE, avec sa valeur et son unité, et la comparer à un témoin ou à une autre condition.
2 Je sais : la connaissance du cours qui permet d'interpréter ce constat.
3 J'en déduis : la conclusion partielle, sur le problème posé et non sur le document.
4 Mettre en relation les conclusions des documents, puis conclure sur la question.

Phrase de conclusion

« Je vois que la masse sèche des semis passe de 95 mg sans champignon à 180 mg avec ; je sais qu'une interaction se classe par son effet sur la valeur sélective ; j'en déduis que la mycorhize est favorable à l'épinette. »

Le piège : Paraphraser le document sans jamais dire ce qu'il prouve.

Barème : Dans un exercice de raisonnement, la saisie des informations utiles, leur mise en relation et la conclusion se notent séparément.

Faire le bilan de matière d'un écosystème

Quand l'utiliser : Un schéma de flux chiffré et la question « puits ou source ? ».

1 Écrire la frontière de l'écosystème (quels réservoirs sont dedans).
2 Classer chaque flux : entrée, sortie, ou interne (écarté).
3 Calculer total des entrées, total des sorties, puis le bilan.
4 Vérifier : la somme des variations des stocks internes égale le bilan.
5 Conclure par le signe : puits si positif, source si négatif.

Phrase de conclusion

« Entrées 780, sorties 730 g C/m²/an : le bilan vaut +50 g C/m²/an, l'écosystème accumule du carbone, c'est un puits. »

Le piège : Compter la litière parmi les sorties.

Vérifier avant de rendre

Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.

Le bilan égale la somme des variations de stock

Calculez la variation de chaque réservoir interne et additionnez : on doit retrouver le bilan.

Végétation $+30$ et sol $+20$ donnent $+50$ , le bilan. Un total de $-280$ trahirait une litière comptée en sortie.
L'unité dit stock ou flux

Un « par an » dans l'unité signale un flux ; sans lui, c'est un stock. On ne divise que des flux pour un rendement.

72 kg/ha/an sur 7 200 kg/ha/an : un rendement. 36 kg/ha sur 100 t/ha : une comparaison de stocks, pas un rendement.
La flèche suit la matière

Relisez chaque flèche d'un réseau en disant « est mangé par » : la phrase doit être vraie.

« Le sapin est mangé par la tordeuse » : vrai. « La paruline est mangée par la tordeuse » : la flèche est à l'envers.
Une seule variable change

Avant de conclure à une cause, vérifiez qu'entre les deux conditions comparées un seul facteur diffère, et qu'il y a un témoin.

Semis avec et sans champignon, même sol stérilisé : conclusion permise. Transect où l'eau et la lumière changent ensemble : corrélation seulement.

L'exercice type décortiqué

Une hêtraie-chênaie est-elle un puits de carbone ?

On étudie une hêtraie-chênaie d'Europe (données fictives, en g de carbone par m² et par an). L'écosystème comprend la végétation, la litière et le sol ; l'atmosphère et la rivière sont à l'extérieur.

Photosynthèse 1 400 ; respiration des arbres et des plantes 750 ; chute des feuilles et du bois mort 600 ; respiration du sol 520 ; carbone dissous vers la rivière 15.

Faire le bilan, conclure, et vérifier le résultat par les variations des stocks.

Étape 1

Frontière : végétation, litière et sol à l'intérieur ; atmosphère et rivière à l'extérieur.

Pourquoi

Sans frontière écrite, le correcteur ne peut pas juger votre classement des flux : c'est la première ligne qui rapporte.

Étape 2

Entrée : la photosynthèse, 1 400. Sorties : $750+520+15=1\,285$ . Interne : la chute des feuilles et du bois, 600, écartée.

Pourquoi

Écarter explicitement le flux interne montre qu'on ne l'a pas oublié : c'est le piège que l'énoncé tend.

Étape 3

Bilan : $1\,400-1\,285=+115$ g C/m²/an.

Pourquoi

Le signe porte la conclusion : on l'écrit toujours, même positif.

Étape 4

Végétation : $1\,400-750-600=+50$ ; sol : $600-520-15=+65$ ; total $+115$ .

Pourquoi

Deux calculs indépendants qui donnent le même nombre : c'est la vérification qui attrape un flux mal classé.

Étape 5

Production nette : $1\,400-750=650$ g C/m²/an, soit $\dfrac{650}{0{,}5}\times 0{,}01=13$ t de matière sèche par hectare et par an.

Pourquoi

Relier le bilan à la production fait le lien avec les niveaux trophiques : c'est ce que fait l'exercice 9 e de la série.

Conclusion rédigée

Le bilan est positif, +115 g C/m²/an : cette année-là, la hêtraie-chênaie accumule du carbone, surtout dans son sol ; c'est un puits de carbone.

L'erreur classique sur cet exercice : Retrancher la chute des feuilles comme une sortie : on trouverait $-485$ et l'on conclurait à tort que la forêt est une source.

À savoir par cœur

• Écosystème = biocénose + biotope en interaction ; sa frontière se pose avant tout bilan.
• Une interaction se classe par son effet sur la valeur sélective des DEUX partenaires : −/− compétition, +/− exploitation, +/+ coopération.
• La flèche d'un réseau trophique va du mangé vers le mangeur.
• Biomasse = stock (t/ha), production = flux (t/ha/an) ; un rendement se calcule avec des productions.
• Bilan = entrées moins sorties ; les flux internes n'y entrent pas ; positif = puits, négatif = source.
• Une grande partie de la matière est recyclée par le sol : les décomposeurs rendent les ions minéraux aux racines.
• Pas d'équilibre stable : un équilibre dynamique, et une résilience qui s'arrête à un seuil.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre biotope et biocénose ?

Le biotope est le milieu de vie avec ses caractéristiques physiques et chimiques : climat, lumière, eau, sol et son acidité. La biocénose est l'ensemble des êtres vivants qui l'occupent, végétaux, animaux, champignons et micro-organismes. Les deux en interaction forment l'écosystème. Un piège classique : le sol appartient au biotope, mais les êtres vivants du sol appartiennent à la biocénose.

Comment savoir si une interaction est un mutualisme ou un parasitisme ?

On regarde l'effet de l'interaction sur la valeur sélective de chacun des deux partenaires, c'est-à-dire sur sa survie et sa descendance. Si les deux y gagnent, c'est un mutualisme. Si l'un gagne et l'autre perd, c'est une exploitation, parasitisme ou prédation. Le fait qu'un partenaire prélève quelque chose ne suffit pas : la mycorhize prélève des sucres et reste un mutualisme.

Pourquoi dit-on qu'un écosystème est un système ouvert ?

Parce que de la matière y entre, y circule et en sort. Le carbone entre par la photosynthèse et sort par la respiration ; l'eau sort par l'évapotranspiration ; des ions partent avec le ruisseau. Une partie seulement de la matière est recyclée sur place, grâce aux décomposeurs du sol. C'est pour cela qu'on peut faire le bilan d'un écosystème : entrées moins sorties.

Qu'est-ce que la résilience d'un écosystème en SVT ?

C'est la capacité d'un écosystème à retrouver, après une perturbation comme un incendie ou une épidémie, un état proche de son état initial. Elle a une limite : au-delà d'un certain seuil de perturbation, l'écosystème bascule vers un autre état et ne revient pas. Une forêt boréale brûlée deux fois à quelques années d'intervalle peut ainsi devenir une forêt ouverte à lichens.

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Exercices corrigés : Écosystèmes : interactions, flux de matière et résilience

Une méthode se prouve sur une copie, pas sur une fiche. La série du même chapitre reprend chacun de ces pièges dans un exercice, avec le corrigé rédigé étape par étape.

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© Ahmed Squalli Houssaini. Fiche publiée sur www.letuteurscientifique.ca/fiches/1svt-ecosystemes. Libre pour l'usage personnel et en classe ; sa republication ailleurs demande une autorisation écrite (mentions légales).

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Entrée, circulation ou sortie ? Décider sur la frontière

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L'exercice type décortiqué

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À savoir par cœur

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre biotope et biocénose ?

Comment savoir si une interaction est un mutualisme ou un parasitisme ?

Pourquoi dit-on qu'un écosystème est un système ouvert ?

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