La consommation de la matière or

L’écologie

 

Acceuil

 

Introduction

Les techniques d'étude des milieux naturels

Les facteurs édaphiques et leurs relations avec les êtres vivants

Les facteurs climatiques et leurs relations avec les êtres vivants

Flux de matiére et d'énergie dans les écosystémes

Les équilibres naturels

 

Les techniques d'étude des milieux naturels

 

 

 

Pour mieux connaitre les écosystèmes, il est necessaire d'effectuer des sorties écologiques et étudier les milieux naturels directement sur le terrain afin de déceler les relations entre ces différents composants.

 

1 - La sortie écologique

  1 - 1 - But de la sortie.

        - Acquérir une méthodologie d’étude d’un milieu naturel.
         - Dégager l'organisation générale du milieu exploré.
         - Connaître les organismes qui peuplent le milieu visité et les conditions de vie offertes par le milieu.
         - Saisir les interactions de toutes natures entre les êtres vivants du milieu.

  1 - 2 - Les tâches à effectuer.

- Determiner la localisation et l'orientation du milieu

- Mesurer certains paramètres climatiques: Temperature, humidite, l'éclairement lumineux, la vitesse du vent ...

- Determiner la nature du sol et mesurer son PH

- Realiser des coupes de la stratification horizontale et verticale des végétaux.

- Inventaire des espèces animales et végétales

- Collecter des échantillons du sol et/ou de l'eau

- Collecter des échantillons de debris animaux et végétaux (la litière)

- Prendre des photos montrant les actions humaines sur le milieu.

- Capture des échantillons d'espèces animales du milieu et leur conservation dans des cages ou bocaux ou flacons

- Collecter des échantillons de plantes pour s'initier à la réalisation d'un herbier. Voir lien

 

  1 - 3 - Les outils et instruments utilisés.

En plus d'une tenue appropriée ( Vêtements et chaussures convenables, casquette...), il faut se munir des outils et instruments spécifiques pour mener à bien toutes les tâches programmées:

Le tableau suivant donne quelques exemples d'outils et instruments utilisés dans une sortie écologique:

 

Les outils et instruments

Rôles

carte topographique, boussole

L'orientation du terrain

carnets de notes, stylos, crayons,

marqueurs, étiquettes autocollantes

Prise de notes, réalisation des dessins ,

marquage des échantillons;

sacs en plastique, flacons, bocaux, ciseaux, pinces

Collecte des échantillons du sol, de la litiere, des espèces animales et végétales

décamètre à ruban, ficelle étalonnée, corde, piquets, marteau

croix de bûcheron

Délimitation des espaces d'inventaire

Mesure de la hauteur des arbres

jumelles,

loupes à main,

Observation des animaux à distance

Agrandissement des observations

appareil photographique

Prise des photos

transplantoir (petite pelle à main), petite pioche a main

creuser le sol

filet fauchoir , parapluie japonais,  aspirateur, piége d'insectes

Capture des inverterbres. Rappelons que l'abeille est une espèce protégée, que l’on doit sauvegarder, car elle est indispensable à l’équilibre des écosystèmes, et sa disparition serait une catastrophe.

Filer à plancton

Collecte du plancton du milieu aquatique 

Thermomètre, hygromètre, anémomètre, luxmètre

Mesure des paramètres climatiques: température, humidité, vitesse du vent, éclairement lumineux

papier PH

Mesure du PH du sol et de l'eau

produits conservateurs (alcool et formol)

Conservation des échantillons des espèces animales.

 

Comment fabriquer un parapluie japonais? Voir lien

Comment fabriquer un aspirateur d'insectes? Voir lien

 

2 - Les techniques utilisées pour l'étude des milieux naturels

  2 - 1 - La stratification verticale des végétaux.

Dans la forêt, les végétaux se répartissent dans le sens de la hauteur, en plusieurs niveaux ou strates.

 

http://bit.ly/2fxyBY5

 

1 - Strate arborescente: Elle comprend les arbres à tronc ligneux dont la hauteur dépasse 5m.(ex. Pin, Chêne liège ...)
2 - Strate arbuste: Elle comprend les végétaux ligneux sous forme d'arbustes et buissons dont la hauteur est entre 2 et 5m.
(ex. L'Églantie, Laurier rose )
3 - Strate herbacée: Elle comprend des plantes non ligneuses à tiges souples ou molles, de hauteur entre 5cm et 80cm. Parfois elles peuvent depasser 1m.
(ex. fougére, ortie)
4 - Strate muscinale: Elle comprend des petites plantes
de quelques centimètres de hauteur, qui sont au ras du sol ou des rochers (ex. mousses, lichens).
5 - Strate souterraine: Elle comprend des structures végétales souterraines.
(ex. les racines, bulbes ...).

 

Ces strates ne sont pas toujours présentes ensemble partout, par exemple dans les pelouses, les strates herbacées et muscinales peuvent exister toutes seules et dans une forêt dense la strate herbacée peut être absente.

 

Pour estimer la hauteur des arbres, on utilise la technique du croix de bûcheron:

On prend deux baguettes de taille identique, qu’on aligne perpendiculairement. Il faut ensuite rapprocher l’extrémité d’une baguette de son œil, et chercher à faire coïncider le haut de l'arbre, le haut du bâton et l'oeil, et le pied de l'arbre, le bas du bâton et son oeil.Il suffit ensuite de mesurer la distance entre cette position et l’arbre. Ce chiffre, c’est la hauteur de l’arbre.

https://www.pinterest.com/pin/374713631490073053/visual-search/

 

 Pour les animaux, la répartition verticale est moins rigide:

 - Des animaux fouisseurs dans le sol

 - Des animaux marcheurs ou rampants sur le sol

 - Des animaux grimpeurs

 - Des animaux qui volent

 

   2- 2 - La stratification horizontale des végétaux.

Pour élucider la répartition horizontale des végétaux dans un milieu, on réalise des coupes horizontales selon les étapes suivantes:
   - Réaliser un profil topographique à partir d’une carte topographique selon l’axe d’étude;
   - Représenter sur le profil les différents types de végétaux par des symboles appropriés,

   - Représenter sur la coupes différentes indications: L'orientation, la nature du sol, les routes, les rivières ... Etc.


 

A partir de l’exploitation du document,

  1 - Décrire la répartition des végétaux entre la forêt de Temara et le plateau de Zaer.
  2
- Proposer des hypothèses expliquant la repartition des végétaux dans cette région.

khaymasvt  

 

   2 - 3 - L'inventaire des êtres vivants

L'inventaire ou recensement des différentes espèces végétales et animales d'un écosystème, permet de récolter des données qui servent à faire une étude statistique des êtres vivants, pour mieux comprendre les différentes interactions entre les composantes de cet écosystème, évaluer son état et d'orienter les actions de gestion du patrimoine naturel.

       a - L'inventaire faunistique (animaux) :

Il existe plusieurs méthodes d’inventaire selon les espèces à étudier, les caractéristiques physiques du milieu, les renseignements à obtenir et les ressources dont on dispose.

En règle générale, les inventaires permettent d’évaluer la densité d’une espèce, c’est-à-dire le nombre d’individus d’une espèce sur un territoire donné. Les inventaires servent aussi à obtenir un ensemble de données, par exemple le pourcentage de jeunes ou la proportion mâles-femelles dans une population.

Parmi les méthodes d’inventaire couramment utilisées:

Observation à l'oeil nu ou avec des jumelles, la recherche des traces ou des excréments, écouter les cris et les chants, capture à l’aide de pièges …

 

       b - L'inventaire floristique (végétaux) :
Cette étude consiste à réaliser un dénombrement ou recensement des espèces végétales présentes dans le milieu étudié, après avoir déterminer une station homogène, où toutes les espèces sont représentées .

     - Le Choix de l’emplacement du relevé

La zone où on peut mener l'étude écologique doit être homogène; Il faut éviter les limites des milieux ou lisières

1 , 2 , 3: Bon relevé          /             4 , 5: Mauvais relevé

    - La technique du relevé des végétaux

Il est difficile d'étudier tout le milieu naturel, donc il faut choisir une surface pour que l'inventaire soit représentatif de la formation végétale. Cette surface appelée l'aire minimale représente la surface minimale dans laquelle on retrouve le maximum d'espèces présentes dans la station d'étude. 

Pour cela on utilise la technique de quadrat (quadrillage) qui consiste à dénombrer les espèces végétales différentes, dans les surfaces 1m2 , 2m2 , 8m2 ,16m2 ... ainsi de suite. A un moment, le nombre d’espèces tend à devenir constant  -----> la surface obtenue est l’aire minimale

http://www.sciencequiz.net/newjcscience/jcbiology/habitat/mcq/images/quadrat.png

 

 

 

Application:

Le tableau suivant représente les résultats des relevés dans une station donnée:

La dimension du quadrat (m2) 1 2 4 8 16 32 64 128

Le nombre d'espèces végétales

4

7

11

12

14

17

20

20

 

1 - Représenter graphiquement la courbe de la variation du nombre d'espèces végétales en fonction de la dimension du quadrat.

2 - En exploitant le graphe, déduire l'aire minimale du relevé.

 

 

 

3 - Exploitation des données recueillis lors de la sortie écologique

      3 - 1 . L'exploitation des données floristiques.

             a. L'abondance ou densité: Elle exprime le nombre d'individus d'une espèce présente dans une unité de surface.

             b. La dominance: C'est le recouvrement de l'ensemble des individus d'une espèce donnée. Elle est évaluée par la projection verticale de leur appareil végétatif aérien sur le sol.

            c. L'abondance-dominance. Ce critère associe les concepts d'abondance et de dominance. Il est déterminé par une échelle présentée par Braun-Blanquet.

Coefficients Abondance Dominance
+ Rare Trés faible
1 faible à moyenne < 5%
2 elevée entre 5% - 25%
3 quelconque entre 25% - 50%
4 quelconque entre 50% - 75%
5 Numériquement prédominant > 75%

www.vdsciences.com/medias/images/scan0001-2.jpg?fx=r_660_660

           d. La fréquence et l'indice de fréquence.

On calcule la fréquence (en %) d'une espèce végétale par la formule suivante: 

F = (n /N) X 100

n : nombre de relevés contenant l'espèce.

N : nombre total des relevés.

On attribue pour chaque espèce un indice de fréquence I.F en fonction des valeurs des fréquences.

fréquences

F<20%

20%≤F<40%

40%≤F<60%

60%≤F<80%

80%≤F
 indice de fréquence I.F I II III IV V
Espéce végétale Accidentelle Accessoire Assez fréquente Fréquente

Trés fréquente

 

- Les espéces végétale dont l'indice de fréquence est IV ou V sont considérées comme des espèces indicatrices du milieu qui leur assure des conditions favorables.

- Les espéces végétale dont l'indice de fréquence est III sont  des espèces  accompagnantes.

On représente graphiquement le nombre d'espèces en fonction de l'indice de fréquence, sous forme d'histogramme et de courbe de fréquence.

 

La courbe unimodale indique que la station étudiée est homogène. Alors que la courbe bi ou multimodale indique que la station est hétérogène.

 

Application:

Le tableau suivant représente les résultats des relevés des espèces végétales dans un milieu forestier:

Les relevés

.

Les espèces  végétales

R1

 

R2

 

R3

 

R4

 

R5

 

R6

 

Quercus suber + + + + + +
Pistacia lentiscus - - + - + +
Pyrus mamorensis - + - - - +
Cistus salviifolius + - + + + +
Genista linifolia + + + + + +

Fagus sylvatica

- + - + + -

Asphodelus microcarpus

+ + + + + +

Lavandula stoechas

+ - - + + -
Chamaerops humilis + - + - - +

 

1 - Calculer la fréquence de toutes les espèces végétales et déterminer leurs indices de fréquence.

2 – Réaliser l’histogramme et la courbe de fréquence.

3 - En exploitant le graphe, déduire :

    a - La caractéristique du milieu étudié.

    b - L’espèce ou les espèces indicatrices du milieu

    3 - 2 . L'exploitation des données faunistiques.

        a. La fréquence.

On calcule la fréquence (en %) d'une espèce animale par la formule suivante : 

F = (n /N) X 100

n : nombre de relevés contenant l'espèce.

N : nombre total des relevés.

        b. La densité (D) ou abondance.

 C'est le nombre d'individus de la même espèce animale par unité de surface ou unité de volume.

        c. La densité relative (d).

 Se calcule par la formule suivante :

d = (n /N) X 100

n : nombre total d'individus de l'espèce. N : l'effectif total des individus de toutes les espèces.

Le tableau suivant montre la classification des espèces animales selon la densité relative (d)

d

L’espèce est

d ≥ 50 % Dominante
20 % ≤ d ≤ 49 % Subdominante
10 % ≤ d ≤ 19 % Résidente
d ˂ 10 % Subrésidente

Application 1:

Lors d’une sortie écologique au bord d’une plage rocheuse pendant la marée basse , les élèves ont étudiés la répartition des invertébrés marins au niveau des flaques d’eau de l’étage littoral, l’aire minimale du relevé était estimée à 4 m² , les résultats obtenus sont représentés dans le tableau suivant:

Les relevés

.

Les espèces  animales

R1

 

R2

 

R3

 

R4

 

R5

 

Patelles

12

0

0

1

0

chthamale

0   

1

2

0

0

Anémones de mer

5

6

4

0

0

oursins

6

10

8

9

5

Moules

6

0

0

0

3

crabe 

0

1

0

0

0

crevette

 0

2

1

0

0

 

 

1 - Calculer la fréquence et déduire l'indice de fréquence de chaque être vivant.

2 - Réaliser l’histogramme et la courbe de fréquence.

3 - En exploitant le graphe, déduire la caractéristique du milieu étudié.

4 - Calculer l'abondance et la densité relative de chaque être vivant.

5 - Dégager l’être ou les êtres vivants dominants du milieu.

 

Application 2:

 

1 - Calculer la fréquence et déduire l'indice de fréquence de chaque groupe zoologique.

2 - Réaliser l’histogramme et la courbe de fréquence.

3 - En exploitant le graphe, déduire la caractéristique du milieu étudié.

4 - Calculer la densité relative de chaque groupe zoologique.

5 - Dégager le groupe ou les groupes zoologiques dominants du milieu.

4 - Notion d'écosystème

Lors de la sortie écologique, il est possible d’observer les différentes espèces animales et végétales qui vivent dans l'écosystèmes. Ces êtres vivants interagissent les uns avec les autres par l’intermédiaire de relations diverses et constituent la biocénose.
On peut aussi faire des mesures de quelques paramètres physico-chimiques sur le terrain étudié comme le pH et la nature du sol, les facteurs climatiques comme la température, les précipitations. Ces paramètres physico-chimiques constituent le biotope de l’écosystème.

Donc un écosystème est composé d'une biocénose, d'un biotope et les différentes relations entre ces composants

 

Si on considère le critère taille, on distingue trois catégories d’écosystèmes :

  • Un micro-écosystème : une souche d’arbre par exemple ;

  • Un méso-écosystème : une forêt ou une prairie par exemple ;

  • Un macro-écosystème : océan, savane, désert, etc.

Exercice:

Le document suivant représente un exemple d'écosystème:

Source

 

1 - Nommer cet écosystème.

2 – Dégager les composants de la biocénose et du biotope

3 - Proposer des hypothèses sur les facteurs qui peuvent influencer la répartition des êtres vivants dans cet écosystème.


      -

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