Exercices : Flux de matière et d’énergie dans l’écosystème
Tronc Commun Technologies
Exercice 1 : Chaîne alimentaire
Dans une prairie, on observe la chaîne alimentaire suivante : Herbe → Criquet → Grenouille → Serpent. Calculer l’énergie disponible pour le serpent si l’herbe absorbe 10 000 kJ d’énergie solaire (rendement énergétique = 10% à chaque transfert).
Exercice 2 : Pyramide des biomasses
Dans un écosystème marin, on mesure : Phytoplancton (20 t/ha), Zooplancton (5 t/ha), Petits poissons (1 t/ha), Grands poissons (0.2 t/ha). Représentez cette pyramide des biomasses et calculez le rapport entre deux niveaux successifs.
Exercice 3 : Productivité primaire
Une forêt tropicale a une productivité primaire brute de 2 200 gC/m²/an et une respiration de 1 500 gC/m²/an. Calculez la productivité primaire nette. Quelle est la signification écologique de cette valeur?
Exercice 4 : Cycle du carbone
Un hectare de forêt fixe 10 tonnes de CO₂ par an. Sachant que la masse molaire du C est 12 g/mol et celle de O₂ est 32 g/mol, calculez la quantité de carbone fixée (en tonnes).
Exercice 5 : Efficacité écologique
Un troupeau de zèbres consomme 50 000 kJ d’énergie végétale. 35 000 kJ sont perdus dans les fèces et 10 000 kJ dans la respiration. Calculez l’efficacité écologique de cette transformation.
Exercice 6 : Réseau trophique
Identifiez 3 chaînes alimentaires dans ce réseau : Herbe → Lapin → Renard; Herbe → Souris → Renard; Herbe → Souris → Hibou; Herbe → Criquet → Lézard → Hibou. Quel est le rôle du renard dans ce réseau?
Exercice 7 : Dégradation de la matière organique
Un sol forestier contient 100 kg de feuilles mortes. Après un an, 60 kg ont été décomposés. Calculez le taux de décomposition. Quels organismes sont responsables de cette transformation?
Exercice 8 : Bilan énergétique
Un écosystème reçoit 500 000 kJ/m²/an de lumière. 1% est fixé par photosynthèse (PPB). La respiration des plantes est de 60% de la PPB. Calculez la PPN et l’énergie disponible pour les herbivores.
Exercice 9 : Cycle de l’azote
Un agriculteur apporte 100 kg d’engrais azoté (urée) à son champ. 30% sont absorbés par les plantes, 20% sont lessivés et 50% sont transformés par les bactéries du sol. Représentez ce bilan sous forme de diagramme.
Exercice 10 : Écotoxicologie
Un pesticide a une concentration de 0.01 ppm dans l’eau. Dans le plancton, elle est de 0.5 ppm, dans les petits poissons 5 ppm et dans les poissons prédateurs 50 ppm. Quel est le phénomène observé? Calculez les facteurs de bioaccumulation.
