Devoir surveillé : météo, climat, écosystèmes et biodiversité

1. a)L’humidité de l’air se mesure avec un hygromètre, en pourcentage (%) ; la pression avec un baromètre, en hectopascals (hPa). (1 pt : 0,5 par instrument avec son unité) (0,8)
2. b)Biotope (non vivant) : l’eau à 16 °C, la vase, la lumière faible. Biocénose (êtres vivants) : les nénuphars, les daphnies, les tritons, les bactéries de la vase. (1 pt ; 0,5 si une ou deux erreurs) (0,8)
3. c)1 mm de pluie = 1 litre d’eau par m². Il est tombé 12 × 40 = 480 litres sur la mare. (0,5 pt : calcul et justification) (0,8)
4. d)C’est la biocénose qui modifie le biotope : le feuillage des arbres (des êtres vivants) fait de l’ombre et garde en dessous un air plus frais (15 °C au lieu de 21 °C) et plus humide. (1 pt : 0,5 pour le sens, 0,5 pour l’explication) (0,8)
5. e)1 024 hPa est une pression plus forte que la moyenne : la mare est sans doute sous un anticyclone, où l’air descend, se réchauffe et s’assèche ; les nuages se dissipent → temps sec, souvent ensoleillé. (0,5 pt) (0,8)

Piège — l’eau, la vase et la lumière sont indispensables à la vie mais ne sont pas vivantes : elles font partie du biotope. Les bactéries, invisibles à l’œil nu, sont vivantes : elles font partie de la biocénose.

1. a)Algues microscopiques → daphnies → triton → couleuvre à collier (on accepte aussi algues microscopiques → têtards → triton → couleuvre à collier). Niveaux : algues 1 (producteurs), daphnies (ou têtards) 2, triton 3, couleuvre 4. (1 pt : 0,5 pour la chaîne avec des flèches « est mangé par », 0,5 pour les niveaux) (1)
2. b)Algues : producteurs (elles fabriquent leur matière par photosynthèse). Triton : consommateur. Aselles : décomposeurs (des détritivores) : elles se nourrissent de matière organique morte, les feuilles mortes, et la fragmentent. (1 pt : 0,5 pour les deux premiers, 0,5 pour les aselles justifiées) (1)
3. c)Triton et larve de libellule : une compétition, ils se disputent la même nourriture (daphnies et têtards). Larve de libellule et têtards : une prédation, la larve tue et mange les têtards, ses proies. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
4. d)Daphnies : 40 × 0,1 = 4 kg. Larves de libellule : 4 × 0,1 = 0,4 kg, soit 400 g. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
5. e)La couleuvre à collier, au bout de la chaîne : la concentration d’un polluant persistant augmente à chaque maillon. C’est la bioaccumulation. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)

Méthode — une phrase « A mange B » devient une flèche de B vers A ; pour trouver le niveau trophique, on compte les maillons à partir du producteur, qui est toujours le niveau 1.

1. a)Mois le plus chaud : avril (32,0 °C) ; mois les plus froids : janvier et décembre (25,0 °C). Amplitude : 32,0 − 25,0 = 7,0 °C. (1 pt : 0,5 pour les mois, 0,5 pour l’amplitude) (1)
2. b)Un mois est sec si P ≤ 2 × T. Mai : 2 × 31,0 = 62 et 50 ≤ 62 → sec. Juin : 2 × 28,5 = 57 et 110 > 57 → pas sec. Les mois secs sont janvier, février, mars, avril, mai, octobre, novembre et décembre : 8 mois secs. (1 pt : 0,5 pour mai et juin justifiés, 0,5 pour le nombre) (1)
3. c)Chaud toute l’année, une saison des pluies (juin à septembre) et une longue saison sèche : climat tropical, dans la zone chaude (12° nord, entre les deux tropiques). Paysage : la savane. (1 pt : 0,5 pour le climat et la zone, 0,5 pour la savane) (1)
4. d)Un facteur abiotique, l’eau (la pluie), élément du biotope, agit sur la biocénose : les végétaux sèchent, la nourriture manque, et les animaux se déplacent. Le peuplement change avec les saisons. (1 pt : 0,5 pour biotope → biocénose, 0,5 pour l’explication) (1)

Astuce — pour repérer vite les mois secs, calcule le double de chaque température et compare-le aux précipitations : P ≤ 2T, le mois est sec, même s’il y a tombé un peu de pluie.

1. a)Faux : un vent porte le nom de la direction d’où il vient. Un vent d’ouest vient de l’ouest et souffle vers l’est. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
2. b)Faux : c’est un courant froid ; l’air refroidi au-dessus de cette eau ne s’élève pas et il pleut très peu. Avec l’anticyclone et les Andes, il explique le désert d’Atacama. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
3. c)Faux : les décomposeurs ne sont pas un maillon de plus ; ils transforment les restes et les déchets de tous les niveaux, du producteur au superprédateur. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
4. d)Vrai : on prélève exactement ce qui se renouvelle ; c’est l’exploitation durable la plus forte possible. Au-delà, ce serait une surexploitation. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)

Erreur fréquente — « vent d’ouest » indique l’origine du vent, comme la girouette qui pointe vers là d’où il vient : on se trompe souvent de sens.

1. a)La haie : 14 espèces contre 4. On compare le nombre d’espèces différentes (la richesse en espèces), pas le nombre d’individus : le champ a plus d’individus (250) mais beaucoup moins d’espèces. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
2. b)Une destruction d’habitat (l’arrachage d’une haie). Les mésanges perdent leur abri et une partie de leur nourriture (chenilles, pucerons). (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
3. c)Les pucerons, moins mangés, risquent d’augmenter et d’abîmer davantage le blé. Action : replanter une haie (restaurer) ; puis compter les mésanges et les pucerons avant et après, avec la même méthode. (1 pt : 0,5 pour l’effet, 0,5 pour l’action et le suivi) (1)

Méthode — pour juger une action sur un milieu, je cherche d’abord quel maillon elle touche, puis je suis les flèches du réseau jusqu’aux espèces qui en dépendent.

1. a)Dénivelé : 2 200 − 800 = 1 400 m, soit 14 fois 100 m ; baisse : 14 × 0,6 = 8,4 °C ; température : 20,0 − 8,4 = 11,6 °C. (1 pt : 0,5 pour la baisse, 0,5 pour le résultat) (1)
2. b)La température baisse d’environ 0,6 °C tous les 100 m. C’est un facteur abiotique du biotope ; chaque espèce ne vit que là où les conditions lui conviennent : le biotope agit sur la biocénose. (1 pt : 0,5 pour le facteur, 0,5 pour biotope → biocénose) (1)
3. c)1,8 ÷ 0,6 = 3, soit 3 fois 100 m = 300 m. La limite monterait de 2 200 m à 2 500 m (à 2 500 m, il ferait alors 21,8 − 10,2 = 11,6 °C, comme aujourd’hui à 2 200 m). (1 pt : 0,5 pour 300 m, 0,5 pour 2 500 m) (1)
4. d)La pelouse ne s’étendrait plus que de 2 500 à 2 700 m (200 m de dénivelé au lieu de 500 m) : l’habitat se réduit, et le papillon ne peut pas monter plus haut que le sommet. Il resterait de petites populations isolées sur chaque sommet : peu de partenaires, baisse de la diversité génétique, un seul accident peut les faire disparaître. (1 pt : 0,5 pour l’habitat réduit, 0,5 pour la fragilité) (1)
5. e)Un été, même très chaud, est un événement : c’est de la météo, il ne prouve rien à lui seul. Le document 3 compare deux normales (moyennes sur 30 ans) : + 1,2 °C (20,0 − 18,8) entre 1961-1990 et 1991-2020, c’est le climat qui a changé. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)

Méthode — avec −0,6 °C par 100 m, on peut aussi raisonner à l’envers : on divise l’écart de température par 0,6 pour savoir combien de fois 100 m il représente.

1. a)L’air va des hautes vers les basses pressions : de Bordeaux (1 002 hPa) vers Cherbourg (978 hPa), du sud vers le nord. C’est un vent de sud (sens général). L’écart est de 1 002 − 978 = 24 hPa : un écart important, donc un vent fort ; Cherbourg est dans une dépression creuse. (1 pt : 0,5 pour le sens et le nom, 0,5 pour l’écart) (1)
2. b)Les espèces pionnières ; la résilience. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
3. c)Le bois mort est de la matière organique morte, la nourriture des décomposeurs (champignons, bactéries, détritivores), qui la transforment en sels minéraux. Sans lui, moins de sels minéraux retournent au sol : les racines des jeunes arbres en trouvent moins, le sol s’appauvrit, le cycle de la matière est rompu. (1 pt : 0,5 pour les décomposeurs, 0,5 pour la conséquence) (1)
4. d)La résilience a des limites : il faut plus de quinze ans pour que les chênes repoussent. Si les tempêtes reviennent trop souvent, la forêt n’a pas le temps de se reconstituer : elle resterait à l’état d’herbes, de ronces et de bouleaux. (1 pt) (1)

Piège — le vent ne va pas toujours du nord vers le sud ou de l’ouest vers l’est : seul l’écart de pression décide, et il se nomme d’après la direction d’où vient l’air.

1. a)3 600 ÷ 600 = 6 fois plus. Facteur : le relief. L’air humide venu de l’est doit monter sur le versant est, exposé au vent : il se refroidit, sa vapeur d’eau se condense et il pleut. Sur le versant ouest, sous le vent, l’air arrive après avoir perdu son humidité : il pleut peu. (1,5 pt : 0,5 pour le calcul, 0,5 pour le facteur, 0,5 pour le mécanisme) (1)
2. b)2 × 23 = 46 et 20 ≤ 46 : c’est un mois sec. (0,5 pt) (1)
3. c)Le versant est : 31 espèces contre 12, relevées avec la même méthode, donc comparables. Le biotope de l’est, très arrosé, porte une forêt dense : plus de végétaux, de nourriture, d’abris et de lieux de nid, donc plus d’espèces. Le biotope (la pluie) agit sur la biocénose. (1 pt : 0,5 pour la comparaison, 0,5 pour l’explication) (1)

Astuce — sur un relief, cherche d’abord d’où vient le vent humide : le versant qui lui fait face reçoit la pluie, l’autre reste à l’abri, plus sec.

1. a)Une sur cinq, c’est bien 80 000 ÷ 5 = 16 000. Mais il ne s’en ajoute que 12 000 par an : 16 000 > 12 000, la population perd 16 000 − 12 000 = 4 000 sardines par an. C’est une surexploitation : il faut comparer la pêche à ce qui se renouvelle, pas à l’effectif. (1 pt : 0,5 pour le calcul, 0,5 pour la comparaison au renouvellement) (1)
2. b)80 000 − 5 × 4 000 = 60 000 sardines. Avec un quota de 12 000, on prélève exactement ce qui se renouvelle : la population reste stable à 60 000, elle ne remonte pas à 80 000. Pour qu’elle remonte, il faut pêcher moins que 12 000 par an. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
3. c)Zooplancton : moins mangé par les sardines, il augmente ; c’est un effet direct (une flèche le relie aux sardines). Crabes verts : le bar, privé d’une partie de ses sardines, se reporte sur les crabes, qui diminuent ; c’est l’effet indirect, car les crabes ne sont pas reliés aux sardines par une flèche : l’effet passe par le bar (on accepte aussi : le goéland se reporte sur les moules, la nourriture des crabes). (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
4. d)C’est l’eutrophisation : les eaux usées enrichissent l’eau, les algues prolifèrent puis meurent ; des bactéries les décomposent en consommant le dioxygène de l’eau ; les poissons meurent asphyxiés. Mesure : traiter les eaux usées (station d’épuration) pour réduire le rejet. (1 pt : 0,5 pour le mécanisme, 0,5 pour la mesure) (1)

Erreur fréquente — une pêche n’est pas durable parce qu’elle prélève « peu » : elle l’est si elle prélève au plus ce qui se renouvelle pendant la même durée.

1. a)Le thermomètre (sous abri) pour la température, le pluviomètre pour la pluie. (0,5 pt) (1)
2. b)Il faut à la fois de la douceur et de la pluie. Le 9 et le 12 mars, la température est proche (9 et 10 °C), mais sans pluie le 12 : 40 crapauds au lieu de 340. Le 9 et le 15 mars, il pleut les deux soirs, mais il fait froid le 15 (4 °C) : 10 crapauds seulement. Des facteurs abiotiques du biotope agissent sur la biocénose. (1,5 pt : 0,5 par comparaison, 0,5 pour la conclusion) (1)
3. c)Une fragmentation de l’habitat : la route sépare le lieu d’hiver (la forêt) du lieu de reproduction (l’étang), et des crapauds y sont écrasés. Moins d’adultes arrivent pour pondre : la population de l’étang diminue et peut disparaître. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
4. d)Relier les deux milieux : construire un passage à faune sous la route (un crapauduc), ou fermer la route les soirs de migration. Puis suivre : compter les crapauds écrasés et ceux qui arrivent à l’étang, avant et après, avec la même méthode. (1 pt : 0,5 pour l’action, 0,5 pour le suivi) (1)

Méthode — pour isoler l’effet d’un facteur, je compare deux cas où un seul facteur change : même température mais pluie différente, puis même pluie mais température différente.

1. a)Deux erreurs qui se compensent. La règle est inversée : l’air va des hautes vers les basses pressions, donc de Lyon (1 019 hPa) vers Grenoble (1 015 hPa). Et si l’air allait de Grenoble vers Lyon, il viendrait du sud-est : ce serait un vent de sud-est. Bonne réponse : l’air vient de Lyon, au nord-ouest, c’est un vent de nord-ouest ; la conclusion est juste, mais le raisonnement est faux deux fois. (1 pt : 0,5 pour la règle, 0,5 pour le nom justifié) (1)
2. b)Les engrais ne sont pas toxiques pour les poissons : ils nourrissent les algues, qui prolifèrent, meurent, et dont la décomposition par des bactéries consomme le dioxygène de l’eau ; les poissons meurent asphyxiés. Arracher les algues traite la conséquence, pas la cause : il faut réduire les apports d’engrais. (1 pt : 0,5 pour le mécanisme, 0,5 pour l’action) (1)
3. c)Les 90 % ne sont pas détruits : ils partent dans la respiration (dioxyde de carbone et eau) et dans les excréments et les restes, que les décomposeurs transforment en matière minérale : la matière fait un cycle. Calcul : graines → campagnols → chouette, la chouette est au niveau 3, il y a deux flèches : 3 × 10 × 10 = 300 kg de graines. (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)
4. d)Une espèce introduite, même utile, peut devenir invasive : la coccinelle asiatique s’est répandue hors des cultures et fait reculer des coccinelles indigènes (compétition). En lutte biologique, on choisit des espèces indigènes, ou on attire celles qui vivent déjà là (haies, bandes de fleurs sauvages). (1 pt : 0,5 + 0,5) (1)

Piège — une conclusion juste ne prouve pas que le raisonnement l’est : deux erreurs peuvent s’annuler. On vérifie chaque étape, pas seulement le résultat.

1. a)Non. Une espèce est introduite là où l’être humain l’a transportée alors qu’elle n’y vivait pas naturellement : le lac n’avait aucun poisson (la cascade les empêchait d’y monter), la truite y est donc introduite. Elle y est invasive : elle s’est multipliée (plusieurs milliers aujourd’hui) et nuit aux espèces indigènes (têtards : de 900 à 20 ; daphnies : de 40 à 3 par litre). (1 pt : 0,5 + 0,5) (1,25)
2. b)Les truites mangent les daphnies, qui deviennent rares ; les têtards, mangés aussi, presque disparaissent. Les algues microscopiques sont alors beaucoup moins mangées : elles prolifèrent et l’eau verdit. C’est un effet indirect : les truites ne mangent pas d’algues, l’effet passe par les daphnies et les têtards. (1,5 pt : 0,5 pour daphnies et têtards, 0,5 pour les algues, 0,5 pour l’effet indirect) (1,25)
3. c)Il faut retirer les truites : c’est réduire la pression en cause (une espèce introduite). Interdire leur pêche aggraverait la situation, car les truites deviendraient plus nombreuses. Ensuite, il faut suivre : compter têtards et daphnies et observer l’eau les années suivantes, avec la même méthode, pour vérifier que l’action marche. (1 pt : 0,5 pour le choix justifié, 0,5 pour le suivi) (1,25)
4. d)Le biotope est rude : froid, glace et neige sept mois par an, donc peu de lumière pour les producteurs et une courte saison de croissance. Peu d’espèces supportent ces conditions : le biotope limite la biocénose. Le réseau est donc simple : les daphnies et les têtards sont presque les seuls consommateurs des algues. Quand les truites les mangent, aucune autre espèce ne prend le relais, et la perte d’un maillon touche tous les autres. Un réseau riche en espèces résisterait mieux. (1,5 pt : 0,5 pour le biotope, 0,5 pour le réseau simple, 0,5 pour la fragilité) (1,25)

Piège — une espèce française peut être introduite : ce qui compte, c’est qu’on l’ait apportée dans un milieu où elle ne vivait pas naturellement, et non le pays d’où elle vient.

1. a)Station 1 : 14,6 − 14,2 = 0,4 °C. Station 2 : 25,5 − 10,5 = 15,0 °C. Station 3 : 20,0 − (−8,0) = 20,0 + 8,0 = 28,0 °C. (1 pt ; 0,5 si une erreur, souvent celle de la station 3) (1)
2. b)Un mois est sec si P ≤ 2T. Station 1 : juillet (22 ≤ 28,4) et août (28 ≤ 28,8) ; juin n’est pas sec (45 > 28,6) → 2 mois secs. Station 2 : mai (30 ≤ 37), juin, juillet, août et septembre (43 ≤ 43 : l’égalité compte) ; avril n’est pas sec (45 > 30) → 5 mois secs. Station 3 : aucun ; en hiver, 2T est négatif (janvier : 2 × (−8,0) = −16) et P est toujours plus grand : un mois très froid n’est pas un mois sec. (1,5 pt : 0,5 par station) (1)
3. c)Station 1 → A : la même température fraîche tous les mois (amplitude presque nulle, comme à l’équateur), mais bien plus froide qu’un climat équatorial : l’altitude refroidit tous les mois de la même façon ; climat de montagne. Station 2 → B : étés chauds et secs, hivers doux, pluies d’automne ; climat méditerranéen (latitude et mer). Station 3 → C : très forte amplitude, hivers très froids, étés chauds : la distance à la mer ; climat continental. (1 pt : 0,5 si deux attributions sur trois sont justes) (1)
4. d)La station de A est la station 1 : 14,4 °C en janvier. 2 200 m = 22 fois 100 m ; 22 × 0,6 = 13,2 °C ; 14,4 + 13,2 = 27,6 °C environ au niveau de la mer : un climat chaud toute l’année, équatorial. À 2 200 m, il fait 13,2 °C de moins : c’est l’altitude, et non la latitude, qui commande ; le climat de montagne existe dans toutes les zones. (0,5 pt ; si l’attribution du c) est fausse, on note le calcul fait avec la station choisie) (1)

Erreur fréquente — un mois sous 0 °C n’est pas « sec » pour autant : le double d’une température négative est négatif, et des précipitations ne le sont jamais.

1. a)Malo. Le héron fabrique environ 1 kg de son corps en mangeant environ 10 kg de grenouilles. La matière « perdue » part dans la respiration et les excréments, mais un polluant persistant ne se dégrade pas : il reste dans le corps du héron. Le polluant de 10 kg de proies se retrouve dans 1 kg de héron : la concentration est environ multipliée par 10. C’est la bioaccumulation, qui découle justement de la règle des 10 %. (1 pt : 0,5 pour Malo, 0,5 pour le lien avec les 10 %) (1)
2. b)Chacun en partie. Lucas a raison sur le climat : il compare deux normales (moyennes sur 30 ans), + 1,3 °C (11,9 − 10,6), donc le climat de sa ville a changé ; Jade se trompe en parlant d’« une année ». Jade a raison sur l’effet de serre : il est naturel et indispensable (environ +15 °C au lieu de −18 °C sans lui) ; ce qu’il faut réduire, c’est son renforcement par les gaz à effet de serre rejetés par les activités humaines. (1 pt : 0,5 par élève) (1)
3. c)Yanis. Les vents d’ouest arrivent à Lisbonne après avoir traversé l’océan, qui garde en hiver la chaleur stockée en été (la dérive nord-atlantique apporte en plus des eaux tièdes vers l’Europe) : hiver doux. À New York, les vents d’ouest arrivent de l’intérieur du continent, très froid en hiver : la ville a beau être au bord de la mer, son air vient de la terre. (1 pt : 0,5 pour l’origine du vent, 0,5 pour le rôle de l’océan) (1)

Astuce — être au bord de la mer ne suffit pas pour avoir des hivers doux : il faut que l’air arrive de la mer, donc que les vents dominants soufflent de l’océan vers la côte.

1. a)750 mm = 750 L par m². Surface : 12 × 10 000 = 120 000 m². Volume : 750 × 120 000 = 90 000 000 L, soit 90 000 000 ÷ 1 000 = 90 000 m³. (1 pt : 0,5 pour la surface, 0,5 pour le volume) (1)
2. b)En été, l’énergie du Soleil fait fortement évaporer l’eau du marais : la vapeur part dans l’air, où elle se condensera plus tard en nuages. Il s’évapore alors plus d’eau qu’il n’en tombe en précipitations, et le niveau baisse. (1 pt : 0,5 pour l’évaporation, 0,5 pour le bilan pluie / évaporation) (1)
3. c)Oui : entre 2014 et 2024, on passe de 2 à 7 espèces d’amphibiens (7 − 2 = 5 de plus) et de 5 à 21 espèces de libellules (21 − 5 = 16 de plus), avec la même méthode, donc les relevés sont comparables : la richesse en espèces a augmenté. L’inventaire de 2014, fait avant l’action, sert de point de départ : sans lui, on ne pourrait pas mesurer l’effet de la remise en eau (mesurer avant et après). (1 pt : 0,5 pour les calculs, 0,5 pour le rôle de 2014) (1)
4. d)C’est une mauvaise idée. Ce serait une espèce introduite ; la grenouille taureau, introduite en Gironde en 1968, mange des grenouilles et des tritons d’ici : elle peut devenir invasive. On gagnerait une espèce, mais on risquerait d’en perdre plusieurs parmi les 7 espèces d’amphibiens indigènes : la biodiversité baisserait. Gérer un écosystème, c’est protéger les espèces indigènes, pas en introduire de nouvelles. (1 pt : 0,5 pour introduite / invasive, 0,5 pour le raisonnement sur la biodiversité) (1)

Erreur fréquente — lâcher une espèce venue d’ailleurs n’enrichit pas un milieu : si elle devient invasive, on gagne une espèce et on peut en perdre plusieurs.