Exercices : Les équilibres naturels
Tronc Commun Sciences
Exercice 1 : Équilibre prédateur-proie
Une population de lynx (prédateur) et de lièvres (proie) évolue comme suit :
• 100 lièvres → 20 lynx
• 50 lièvres → 10 lynx
• 30 lièvres → 5 lynx
Tracez la courbe de dépendance et déterminez le seuil critique de lièvres nécessaire pour maintenir 15 lynx.
Exercice 2 : Capacité d’accueil
Un écosystème forestier peut supporter 50 cerfs/km². Actuellement, il y a 80 cerfs/km². Calculez le taux de dépassement et proposez deux solutions naturelles pour rétablir l’équilibre.
Exercice 3 : Succession écologique
Classer ces étapes de succession après un incendie :
a) Forêt mature – b) Arbustes – c) Herbes annuelles – d) Jeunes arbres
Combien d’années faut-il environ pour atteindre le climax en zone tempérée ?
Exercice 4 : Régulation thermique
Un lac de 10 km² reçoit 2 500 kWh/m²/an de rayonnement. 70% est absorbé. Calculer l’énergie totale absorbée et expliquer son rôle dans l’équilibre thermique.
Exercice 5 : Cycle du carbone
Un arbre fixe 10 kg de CO₂ par an. Une forêt de 1 000 arbres perd 20% de ses feuilles annuellement (décomposition = 50% CO₂ relâché). Calculer le bilan carbone annuel.
Exercice 6 : Résilience écologique
Après une marée noire, un écosystème côtier retrouve 80% de sa biodiversité en 5 ans. Calculer le taux de récupération annuel moyen. Citez 2 facteurs influençant cette résilience.
Exercice 7 : Zone tampon
Une zone humide de 5 ha absorbe 75% des nitrates d’un champ agricole (apport = 50 kg/ha/an). Calculer la quantité filtrée et expliquer son rôle d’équilibre.
Exercice 8 : Photosynthèse/respiration
Une forêt produit 200 gO₂/m²/jour par photosynthèse et consomme 120 gO₂/m²/jour par respiration. Calculez le bilan journalier et annuel (1 ha).
Exercice 9 : Equilibre sol-plante
Un sol contient 200 ppm de potassium (K). Des analyses montrent que 40% est absorbé par les plantes. Quel est le seuil critique si les plantes nécessitent 15 ppm pour une croissance optimale ?
Exercice 10 : Équilibre climatique
Un écosystème absorbe 300 W/m² de rayonnement, en réfléchit 100 W/m² et en émet 150 W/m². Vérifier l’équilibre énergétique et calculer l’énergie stockée.
