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FICHES TECHNIQUES

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Activités du chapitre

Ce site a été réalisé par Mme et Mr ESTHER

Introduction

Les forêts recouvrent 30% du territoire en France métropolitaine et contrairement à ce que l’on peut lire parfois, cette surface augmente depuis plusieurs années.

A travers l’exemple des forêts, nous allons définir ce qu’est un écosystème et illustrer les interactions et la dynamique qui l’anime et le transforme. On montrera que sous son apparente simplicité la forêt est un écosystème riche et complexe.

Remarque : on s’intéressera notamment à une forêt proche de nous : la forêt de l’Hautil.

Problématique

Quelles sont les caractéristiques de l’écosystème forestier en France et comment les forêts françaises sont-elles gérées ?

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I – La forêt : un écosystème, des interactions entre le biotope et la biocénose

I1 – Définition d’un écosystème

Un écosystème est une communauté d’êtres vivants, cet ensemble formant la biocénose, de différentes espèces. Ces espèces ne sont pas réparties au hasard dans l’écosystème et elles interagissent entre elles et avec leur milieu appelé biotope.

Pour caractériser un écosystème, différentes méthodes d’échantillonnage et de mesures de la biodiversité sont utilisées. Afin de suivre l’évolution d’un écosystème, il est nécessaire d’utiliser des protocoles reproductibles et de tenir compte des nombreux aspects d’un écosystème. Il faut donc observer, identifier, compter et suivre l’évolution des paramètres biotiques (= vivants) et abiotiques (non vivants) d’un écosystème.

Activité 1 – Se promener virtuellement dans la forêt de l’Hautil pour découvrir les écosystèmes forestiers

I2 – L’influence du biotope sur la biocénose

Pb : Quelles sont les interactions entre les êtres vivants et leur milieu dans un écosystème ?

Les êtres vivants sont répartis dans un écosystème en fonction des caractéristiques physico-chimiques de l’environnement. Elles se situent dans les milieux qui leur conviennent le mieux.

Les principaux facteurs, dits abiotiques d’un biotope sont :

  • La température du milieu et ses variations (saisonnières et annuelles)
  • La pluviométrie du milieu et ses variations (saisonnières et annuelles)

Diagramme ombrothermique de la station de Pontoise – Source : MétéoFrance (données de 1981 à 2010)

  • La nature de son sol (selon les roches, les minéraux disponibles, le pH, l’érosion sont très variables)
  • La lumière disponible (qui est importante pour les êtres vivants réalisant la photosynthèse)
Graphique de répartition des algues en bord de mer selon l’intensité lumineuse et les longueurs d’ondes disponibles
Source : Lewebpédagogique.com

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II – Les interactions entre les êtres vivants

II1 – Des relations variées entre les êtres vivants

L’étude de différentes interactions entre les êtres vivants (de la même espèce ou non) indique que chaque relation peut avoir un effet positive (favorable), négatif (défavorable) ou neutre (sans effet) sur la valeur sélective des individus.

            La valeur sélective d’un partenaire correspond aux chances d’un individu de transmettre une partie de ses gènes à la génération suivante. Elle dépend à la fois de sa capacité de survivre jusqu’à l’âge de la reproduction et de sa fécondité.

            Ainsi, les principales relations sont :

  • La compétition entre individus (pour la lumière, pour l’eau, les nutriments, …),
  • L’exploitation entre individus (prédation, parasitisme)
  • La  coopération entre individus (mutualisme, dont symbiose).

II2 – Les réseaux trophiques et les flux de matière dans les écosystèmes

Pb : Quelles sont les interactions liées à l’alimentation entre les êtres vivants ?Quels sont les flux de matière au sein d’un écosystème ?

            Au sein d’un écosystème, de nombreuses interactions sont liées à l’alimentation. A la base d’un réseau trophique, des êtres vivants photosynthétiques, essentiels à tous les écosystèmes, récupèrent leur énergie via la lumière et de la matière minérale, réalisant la photosynthèse (cf Term Spé). Ce sont des producteurs primaires.

Ensuite, de nombreux êtres vivants vont consommer la matière organique d’autres êtres vivants pour se nourrir : ce sont des phytophages, des prédateurs, des parasites. De plus, certains organismes notamment ceux du sol recycle la matière organique en la reminéralisant : ce sont les décomposeurs.

Cela entraine des relations trophiques directes mais aussi des relations de compétition, de protection, d’exploitation, d’aides entre les êtres vivants.

            Les relations observées sont très nombreuses et interconnectées ce qui les rend difficiles à étudier. Ces interactions structurent l’organisation des écosystèmes, son fonctionnement ainsi que son évolution.

Dessin de Pierre Déom publié dans le journal « La Hulotte »

Graphique montrant l’évolution d’une forêt de chêne et de hêtre au cours du temps publié dans « Forest ecology and management – En feuillage blanc = chêne ; en feuillage noir = hêtre

Les différents composants (air, sol, biomasse) d’un écosystème peut être considérés comme des réservoirs de matière, notamment de carbone.

Par exemple, le carbone atmosphérique entre dans la biomasse lors de la photosynthèse, circule lors des relations trophiques, est recyclé par les décomposeurs et peut sortir lors de l’érosion des sols.

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III – Les écosystèmes, des systèmes en équilibre dynamique

III1 – Sous titre

Pb : Quelles sont les perturbations naturelles possibles d’un écosystème ? Comment les écosystèmes sont-ils maintenus à l’équilibre ?

       L’Homme, par ses actions, peut perturber les écosystèmes (récolte, destruction, pollution, introduction d’espèces, …). Cependant, de nombreux événements naturels affectent aussi en permanence les écosystèmes.

       Les écosystèmes sont des organisations dynamiques qui se modifient au cours du temps d’une manière assez ordonnée jusqu’à une formation en équilibre appelé climax ou stade climacique.

Graphique montrant l’évolution d’une forêt de chêne et de hêtre au cours du temps publié dans « Forest ecology and management – En feuillage blanc = chêne ; en feuillage noir = hêtre

Des perturbations, comme des incendies, des maladies, des migrations, peuvent modifier cette dynamique de succession. Cependant, la complexité du réseau d’interactions et la diversité spécifique favorisent la résilience des écosystèmes, qui jusqu’à un certain seuil de perturbation, est la capacité de retrouver un état initial après perturbation. 

       Plus la biodiversité est grande, plus l’écosystème est stable et résiste aux perturbations et plus il est résilient (c’est-à-dire capable de retrouver un état proche de l’état initial – avant la perturbation).

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Conclusion

Les écosystèmes, notamment les forêts, sont des environnements riches aux interactions nombreuses et complexes qui évoluent en permanence au cours du temps. Différentes méthodes d’études permettent de mieux comprendre les liens entre les différents paramètres des écosystèmes afin de mieux les préserver.

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Voici quelques exemples possibles de sujets de bac sur ce chapitre :

Exemple de sujet : Quelle est l’importance des haies dans les écosystèmes en France ?