Impacts des Activités Humaines sur les Écosystèmes

Sommaire

Question du chapitre : Comment les activités humaines modifient-elles les écosystèmes ?

1) Qu’est-ce qu’un écosystème ?

En forêt, il est rare de pouvoir observer directement les animaux. Cependant, des indices révèlent l’existence de ces êtres vivants et leurs habitudes.

Consigne : Réaliser un schéma reconstituant un écosystème forestier.

Observations naturalistes en forêt

• Mésange bleue apportant une chenille à son nid pour nourrir ses oisillons.
• Chenille tordeuse du chêne se nourrissant des feuilles des chênes.
• Terrier de campagnol. À l’entrée, on peut trouver des restes de glands mangés.
• Pour grandir, le chêne a besoin de matière minérale et de soleil.
• Crottes de renard contenant des poils de campagnol.
• Pelote de réjection de chouette hulotte contenant des os et des poils de campagnol.
• Plumes de mésange bleue, mangée par un renard.
• Lombrics se nourrissant de la matière organique du sol forestier.

Un transfert de matière organique

La matière organique circule entre un producteur et ses différents consommateurs dans une chaîne alimentaire. L’ensemble des chaînes alimentaires d’un écosystème est appelé réseau alimentaire.

Carotte → Lapin → Renard

Le recyclage de la matière

Chaque année, le sol des forêts se recouvre de feuilles tombées, de bois mort, de déchets et de cadavres d’animaux. Ces déchets ne s’accumulent pas, mais semblent disparaître avec le temps.

Certains organismes du sol (lombrics, champignons, bactéries…) dégradent la matière organique morte et la transforment en matière minérale disponible pour les végétaux. Ce sont les décomposeurs.

• Avant décomposition
• En cours de décomposition
• Les décomposeurs rejettent dans le sol de la matière minérale : $CO_2$, sels minéraux.

Vocabulaire

• Chaîne alimentaire : suite d’êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le précède.
• Matière organique : matière qui peut être fabriquée par un être vivant.
• Phytophage : être vivant consommant des végétaux.
• Zoophage : être vivant consommant des animaux.

Pistes pour réussir

• Pour chaque situation, déterminer : qui mange qui ? (Doc 1).
• Préciser la place de chaque organisme dans l’écosystème (Docs 2 et 3).
• Positionner les organismes et leurs déchets (bois mort, cadavre…) en fonction de leur place dans le réseau alimentaire.
• Représenter par des flèches continues la circulation de la matière organique, et par des flèches pointillées la circulation de la matière minérale.

2) Comment les espèces interagissent-elles ?

« Manger ou être mangé » n’est pas la seule loi qui règne au sein d’un écosystème.

Consigne : Réaliser un tableau montrant la diversité des interactions entre les êtres vivants au sein d’un écosystème.

Interactions entre espèces

Dans un écosystème, une interaction entre deux êtres vivants peut être positive ou négative. Par exemple, lorsqu’un renard mange un mulot, cette interaction est positive pour le renard et négative pour le mulot.

Schéma du lichen

Eau et sels minéraux → Algues unicellulaires
Matière organique ← Champignons

Tableau à compléter

3) Un écosystème en danger

Situation

Les forêts de kelp sont des forêts d’algues couvrant les zones peu profondes au large de l’Alaska. Cet écosystème abrite et nourrit une grande biodiversité.

Depuis le début des années 1980, les oursins se multiplient et détruisent les forêts de kelp.

Consigne : Réaliser une campagne d’information expliquant les causes de la dégradation de l’écosystème côtier en Alaska.

1. Pêche industrielle

Surpêche de harengs au large de l’Alaska.

Phoque

• Classification : Mammifères
• Alimentation : harengs principalement
• Le phoque a quasiment disparu des côtes de l’Alaska.

2. Réseau alimentaire simplifié au large de l’Alaska

Légende :

• → Relation alimentaire classique
• ⇢ Relation alimentaire rare mais possible

Kelp → Oursins → Loutres de mer ⇢ Orques
Harengs → Phoques → Orques
Harengs → Humains (surpêche)

3. La loutre de mer, reine des forêts de kelp

Le graphique présente l’évolution des populations de loutres de mer et d’oursins sur 28 ans, en unités arbitraires.

• Axe horizontal : durée (en années), de 0 à 28.
• Axe vertical : populations, de 0 à 10.
• La population de loutres de mer diminue, tandis que celle des oursins augmente.

Loutre de mer

• Classification : Mammifères
• Taille : entre 1 m et 1,50 m
• Masse : jusqu’à 45 kg
• Alimentation : oursins principalement

Vocabulaire — Surpêche : pêche excessive réalisée par l’Homme aboutissant à la diminution des populations de poissons.

J’évalue mes compétences

4) Pourquoi préserver les écosystèmes ?

On parle de services écologiques pour définir l’ensemble des bienfaits apportés à l’humanité par les écosystèmes. Des scientifiques américains ont évalué la valeur de ces services à plus de 30 000 milliards d’euros par an.

Consigne : Rédiger un texte argumenté en faveur de la préservation des écosystèmes.

Lorsque les abeilles viennent à manquer…

En Chine, dans les vergers de la région du Sichuan, les abeilles, insectes pollinisateurs, ont quasiment disparu à cause de la pollution et des pesticides utilisés dans les champs. Les agriculteurs doivent polliniser manuellement les arbres fruitiers, fleur après fleur. Ce travail est long et épuisant.

Des trésors pharmaceutiques insoupçonnés

Le venin du mamba noir, serpent venimeux d’Afrique, contient un antidouleur qui pourrait remplacer la morphine.

Aujourd’hui, on estime que plus de 50 % des médicaments proviennent de substances extraites d’un être vivant et des milliers de médicaments restent encore à découvrir dans la nature ! Les laboratoires pharmaceutiques l’ont bien compris et pratiquent la bioprospection, c’est-à-dire l’étude et l’exploration du vivant à la recherche de nouvelles molécules.

La bioprospection.

What a good water!

Catskill cascade.

New York City water is world-renowned for its quality. Each day, more than 1 billion gallons of fresh, clean water is delivered from Monts Catskill large upstate reservoirs. The ecosystem of mounts Catskill acts like a real natural filter. New York City invested 1.5 billion dollars to protect the forest, and to allow local farmers to convert their exploitations and make them less polluting. A regular water treatment station would have cost between 6 and 8 billions dollars, and 300 and 500 millions of dollars a year for the maintenance.

New York City water.

Carte : Upstate reservoir

• Catskill Mountains
• Rondout Reservoir
• Catskill Aqueduct
• Ashokan Reservoir
• Hudson River
• Delaware Aqueduct
• Kensico Reservoir
• Hillview Reservoir
• New York City

Help!

• Allow (to) : permettre.
• Billion : milliards.
• Fit out : aménager.
• Gallons : environ 3,8 L.
• The maintenance : l’entretien.
• World-renowned : reconnu mondialement.

Pistes pour réussir

• Quelles seraient les conséquences mondiales d’une disparition totale des abeilles (Doc 1) ?
• Expliquer le lien entre conservation des écosystèmes et santé humaine (Doc 2).
• Démontrer que les 1,5 milliards de dollars dépensés par la ville de New York ne constituent pas une perte d’argent (Doc 3).

Vocabulaire

• Pesticides : composés chimiques utilisés pour lutter contre les ravageurs des cultures.
• Pollinisation : dépôt des grains de pollen sur les organes femelles de la fleur.

5) À l’échelle locale, comment les activités humaines influent-elles sur les écosystèmes ?

En 1984, quelques fragments d’une algue d’origine tropicale, la caulerpe, ont été relâchés par accident du musée océanographique de Monaco. Aujourd’hui, les scientifiques font tout pour arrêter sa propagation.

Consigne : Réaliser une carte mentale sur la caulerpe, en mettant en évidence sa présence en Méditerranée, les problèmes écologiques qu’elle pose ainsi que les solutions envisagées pour réguler sa prolifération.

1. Une algue qui se propage rapidement

Boutures de caulerpes accrochées à l’ancre d’un bateau.

Carte de la densité du trafic maritime commercial en Méditerranée :

Repères sur la carte : océan Atlantique, France, Espagne, Italie, Grèce, Turquie, Syrie, Liban, Israël, Jordanie, canal de Suez, mer Méditerranée, mer Noire, mer Rouge, Maroc, Algérie, Tunisie, Libye, Égypte, Malte, Chypre. Échelle : 500 km.

Sources : MarineTraffic, Delorme.

2. La caulerpe ou « algue tueuse »

Une population de caulerpes a envahi le milieu d’origine. On parle dans ce cas d’espèce invasive.

Perturbation de la biodiversité suite à la multiplication de la caulerpe.

3. La protection d’un espace naturel : le parc national de Port-Cros

Cet espace est protégé grâce à une réglementation permettant de limiter l’impact de l’Homme sur les espèces, les milieux et les paysages. Par exemple, les bateaux n’ont pas le droit de jeter l’ancre dans des zones sensibles à l’invasion de caulerpes dans le parc.

Des plongeurs effectuent une surveillance permanente des fonds marins afin de détecter l’apparition de la caulerpe.

La limace de mer Elysia subornata, grande consommatrice de caulerpe, est une candidate possible à la lutte biologique en Méditerranée.

Pistes pour réussir

• Placer au centre la caulerpe, et dessiner une branche pour chacune des thématiques (origine, menaces écologiques et moyens de lutte).

Vocabulaire

• Bouture : fragment d’un végétal pouvant reproduire un individu entier.
• Espèce invasive : espèce se propageant de manière incontrôlée hors de son habitat d’origine.
• Lutte biologique : utilisation d’autres êtres vivants pour détruire les ravageurs.
• Réglementation : ensemble de lois et de textes juridiques.

6) À l’échelle globale, comment les activités humaines influent-elles sur les écosystèmes ?

En décembre 2015, la 21ᵉ conférence sur les changements climatiques (COP21) s’est déroulée à Paris. Elle a permis la signature d’un accord visant à limiter la hausse de la température moyenne de la Terre en dessous de 2 °C.

Consigne : En vue d’un débat, rassembler des arguments en faveur de la limitation du réchauffement climatique d’origine humaine.

1. Le blanchiment des coraux

Depuis le début des années 1990, des récifs coralliens meurent dans le monde entier. Ces écosystèmes accueillent une grande biodiversité, protègent les côtes des tempêtes et attirent des millions de touristes chaque année.

• Coraux sains : algues vertes en symbiose avec le corail.
• Coraux blanchis : algues vertes expulsées du corail quand la température augmente.

2. La propagation des ravageurs

Le scolyte du pin est un insecte qui cause d’importants dommages dans les forêts de pins d’Amérique du Nord. Très souvent, ce sont les températures hivernales qui limitent l’aire de répartition de ces ravageurs.

Graphique : écarts de températures par rapport à la moyenne au Canada (en °C), de 1950 à 2020. La courbe représente l’anomalie par rapport à la moyenne.

3. La fonte des glaciers

Disparition du glacier Chacaltaya (Bolivie). Dans les Andes, la biodiversité, mais aussi une population de plus de 5 millions de personnes, dépendantes de l’eau des glaciers (eau potable, production d’électricité, agriculture), est menacée.

Repères des images : 1994, 2005, 2017.

4. La montée du niveau des océans

L’archipel des Kiribati accueille environ 105 000 habitants et une importante biodiversité. En 1999, deux îles inhabitées ont été englouties par la montée des eaux. Selon le GIEC, l’archipel aura disparu de la même manière d’ici 2050.

Pistes pour réussir

• Déterminer le lien entre le réchauffement climatique et le blanchiment des coraux (Doc 1).
• Décrire les conséquences possibles de la disparition des récifs coralliens (Doc 1).
• Expliquer le rapport entre réchauffement climatique et propagation des scolytes (Doc 2).
• Décrire les conséquences possibles de la disparition des glaciers des Andes (Doc 3).
• Quelles peuvent être les conséquences de la montée du niveau des océans dans le monde (Doc 4) ?

Vocabulaire

• Aire de répartition : zone géographique où une espèce est présente.
• GIEC : groupe d’experts entre différents gouvernements étudiant l’évolution du climat.
• Récifs coralliens : structures sous-marines construites par les coraux qui accueillent une exceptionnelle biodiversité.
• Symbiose : association de deux êtres vivants qui s’entraident pour survivre.

7) Quels comportements adopter pour préserver l’environnement ?

Au quotidien, chacun peut agir à sa manière pour limiter son impact sur l’environnement.

Consigne : Rédiger une fiche méthodologique expliquant quels sont les gestes simples à adopter au quotidien pour protéger l’environnement.

1. La consommation d’énergie au quotidien

La température idéale pièce par pièce

Source : ADEME.

La production d’électricité est responsable de plus d’un tiers des rejets de gaz à effet de serre. Diminuer la température d’une pièce de 1 °C réduit la consommation d’électricité de 7 %.

50 % de la consommation d’eau douce potable se fait dans la salle de bain.

2. L’alimentation au quotidien

Pour la production d’un kilo

• Émissions de gaz à effet de serre : représente 10 kg équivalent $CO_2$.
• Quantité d’eau nécessaire : représente 1 000 litres.
• Terres nécessaires : représente 1 m².

Sources : Life Cycle Assessment of Cultured Meat Production, Atlas de la viande, Unesco, EHE, FAO.

En moyenne, un Français consomme 89 kg de viande par an.

Consommation énergétique d’1 kg de fraises selon sa provenance (en kg équivalent $CO_2$)

3. Le transport au quotidien

En France, près de la moitié des trajets effectués en voiture font moins de deux kilomètres.