Les facteurs climatiques et leurs relations avec les êtres vivants
Dans l’environnement terrestre, les êtres vivants occupent des places bien précises, qui répondent à leurs exigences et comblant leurs besoins.
L’ours blanc supporte le froid, il peut donc survivre dans les zones polaires ou les conditions climatiques sont très rudes.
Les cactus vivent dans les zones chaudes. ils peuvent donc survivre dans un milieu désertique.
1 – La répartition du Cèdre au Maroc
Le Cèdre de l’Atlas (ou Cedrus atlantica) est une espèce d’arbre conifère pouvant atteindre 40 mètres de haut. Il se distingue par ses rameaux dressés, des feuilles en aiguilles courtes, insérées en spirale sur des rameaux longs et en petits bouquets.
Document 1: L’aire de répartition du Cèdre au Maroc
Document 2 : La nature chimique des substrats géologiques sur lesquels vit le Cèdre.
- Ketama : Quartzite et schiste
- Chechaouen : Calcaire
- Moyen-Atlas oriental : Schiste et roches métamorphiques
- Bou-Iblan : Marne schisteuse et grès
- Moyen-Atlas central : Calcaire et calcodolomite et dolorite sableux
- Azrou et Timahdit : Basalte
Document 3 : La cédraie marocaine, qui s’étend sur prés de 133 000 ha, est menacée d’une grave dégradation. En cause, un surpâturage incontrôlé, une coupe abusive de bois et des incendies d’origine humaine, souvent dus à l’imprudence ou la malveillance.
1 – En exploitant les documents 1, 2 et 3, déduire le ou les facteurs influençant la répartition du Cèdre au Maroc.
1 – Le document 1 montre que les forêts du Cèdre au Maroc sont répartis dans certaines régions montagneuses: le Moyen-Atlas, le Haut-Atlas et le Rif. Ces régions caractérisées par des conditions climatiques spécifiques.
– Le document 2 montre que le cèdre pousse sur tous les types de sol, donc n’est pas influencé par les facteurs édaphiques.
– Le document 3 montre que les forêts du Cèdre sont menacées par l’action humaine.
Donc la répartition du Cèdre au Maroc est influencée essentiellement par des facteurs climatiques, mais cette espèce est menacée d’une grave dégradation suite aux actions humaines.
- Quelles sont les composantes du climat ?
- Comment varie le climat au Maroc ?
- Comment le climat influence-t-il la répartition des êtres vivants ?
- Comment peut-on améliorer artificiellement les conditions climatiques dans le domaine agricole ?
2 – Les facteurs climatiques
2 – 1 – Définition du climat
Le climat se définit par les conditions (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l’air, vitesse des vents, etc.) qui règnent dans l’atmosphère terrestre dans une région donnée, pendant une période donnée.
2 – 2 – Les composantes du climat
La répartition des êtres vivants est régie par l’action des facteurs climatiques, qui interviennent tant en milieu terrestre qu’en milieu aquatique. Les facteurs climatiques sont:
- La température
- Les précipitations ou l’humidité
- Le vent
- La luminosité ou l’éclairement
- La pression atmosphérique
2 – 3 – La mesure des facteurs climatiques
Plusieurs outils et instruments sont utilisés pour mesurer les facteurs climatiques :
- Le thermomètre: Permet de mesurer la température de l’air. Les résultats étant exprimés en °C (degré Celsius) ou °K (degré Kelvin) ou °F (degré fahrenheit).
- Le pluviomètre: Permet de mesurer l’ensemble des précipitations sous forme de pluie, de grêle ou de neige qui se produisent sur une aire géographique et pendant une période données. Le pluviomètre est un récipient fixé sur un support, et dont l’ouverture placée horizontalement et limitée par un bord effilé détermine très précisément une surface réceptrice (généralement 400 cm2). La hauteur d’eau de pluie recueillie par cet appareil est mesurée manuellement à des intervalles de temps réguliers (en général 24 heures), les résultats étant exprimés en dixièmes de millimètres (un millimètre de pluie est l’équivalent d’un litre par mètre carré).
- L’hygromètre: Permet de mesurer l’humidité contenu dans l’air, autrement dit, la quantité de vapeur d’eau qu’il y a dans l’air. Les résultats étant exprimés en %
- L’anémomètre: Permet de mesurer la vitesse du vent. Les résultats étant exprimés en Km/h
- Le baromètre: Permet de mesurer la pression atmosphérique. Les résultats étant exprimés en Atm ou Pascal (Pa) ou mmHg
- Le luxmètre: Permet de mesurer l’intensité lumineuse. Les résultats étant exprimés en Lux.
2 – 4 – La variation du climat à l’échelle nationale:
Pour la mise en évidence des facteurs responsables de la variation du climat d’une région à l’autre au Maroc, on propose d’étudier les documents suivants:
Document 1 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) le long du littoral atlantique
Document 2 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) selon l’océanité
Document 3 : Variation de la moyenne des précipitations annuelles (Pa) selon l’altitude
Document 4 : Variation de la température minimale du mois le plus froid au Maroc
1 – En exploitant les documents 1, 2 et 3, déduire les facteurs responsables de la variation des précipitations à l’échelle du Maroc.
2 – A partir du document 4, déduire les facteurs responsables de la variation de la température au Maroc.
1 – Le document 1 : On observe que les précipitations le long du littoral atlantique diminuent allant du nord vers le sud, autrement dit, selon la latitude.
– Le document 2 : On remarque que les précipitations diminuent plus on s’éloigne de l’océan.
– Le document 3 : On constate que les précipitations augmentent avec l’altitude.
La variation des précipitations au Maroc est donc soumise à l’influence de 3 facteurs: la latitude, la distance à la mer et l’altitude
2 – Le document 4 : On observe que les températures minimales diminuent en allant du sud vers le nord, avec l’altitude et dans certaines régions en s’éloignant de l’océan.
La variation de la température au Maroc est soumise à l’influence de 3 facteurs: la latitude, la distance à la mer et l’altitude
2 – 5 – La représentation graphique des facteurs climatiques:
Pour comprendre la variation des principaux facteurs climatiques, on les représente graphiquement sous forme de diagrammes en se référant à plusieurs données:
- P : La moyenne mensuelle des précipitations (mm)
- Pa : La moyenne annuelle des précipitations (mm)
- T : La moyenne mensuelle des températures: T = (M+m)/2
- M : La moyenne mensuelle de la température maximale en °C.
- m : La moyenne mensuelle de la température minimale en °C.
- L’amplitude thermique: M – m
a – Le diagramme ombrothermique de Gaussen
Il désigne une représentation graphique indiquant les variations conjointes de la température moyenne et de précipitations moyennes mensuelles en un lieu donné. Il comporte un axe horizontal où sont placés les 12 mois de l’année et deux axes verticaux, un pour les précipitations et l’autre pour les températures. Les précipitations mensuelles sont représentées par une courbe ou un histogramme bleu et les températures mensuelles par une courbe rouge.
L’intérêt de ce diagramme est qu’il permet d’un seul coup d’œil de caractériser un climat. En effet, il peut nous révéler si le climat sec, humide…
Un mois est considéré comme sec quand P < 2T, c’est-à-dire quand les pertes en eau sont supérieures aux apports. Inversement, quand P > 2T, le mois est considéré comme humide.
Le tableau suivant présente les précipitations et la moyenne mensuelle des températures dans une station donnée :
1 – Réaliser la courbe de la variation de la températures en fonction des mois.
2 – Tracer sur le même graphe la variation des précipitations mensuelles. L’échelle adoptée pour les pluies est double de celle adoptée pour les températures.
3 – En exploitant le diagramme ombrothermique, dégager la durée de la période aride (sèche) et la période humide.
1 et 2 –
3 -On observe que le diagramme est caractérisé par une période où la température est élevée et les précipitations sont faibles, cette période représente la période sèche ou aride, elle s’étend de mai à septembre.
D’autre part, il existe une période caractérisée par des précipitations importantes avec des températures basses, cette période représente la période humide, et s’étend de septembre à mai.
b – Le diagramme bioclimatique ou climagramme d’Emberger
Il permet de déterminer l’étage bioclimatique d’une station donnée. Il est déterminé à partir de la formule:
avec
- Q2 : quotient pluviométrique modifié d’Emberger
- M : moyenne des maxima (températures maximales journalières) du mois le plus chaud, en kelvins
- m : moyenne des minima (températures minimales journalières) du mois le plus frais, en kelvins
- Pa : cumul pluviométrique annuel, en millimètres
Q2 est reporté en axe des ordonnées et la température du mois le plus froid (m) en °C est reportée en axe des abscisses.
Le diagramme est subdivisé en 5 étages bioclimatiques
humide : Supérieur à 1100mm
sub-humide : entre 700 et 1100mm
aride : entre 300 et 700mm
semi-aride : entre 100 et 300mm
saharien : inférieur à 100mm
et 4 variantes thermiques
hiver froid : m < 0 C
hiver frais : O ≤ m <3
hiver doux ou tempéré : 3 ≤ m < 7
hiver chaud : 7 ≤ m
On peut représenter l’aire de répartition de la végétation sur le climagramme d’Emberger; Voir lien
3 – L’influence des facteurs climatiques sur la répartition du Cèdre au Maroc
Pour la mise en évidence des facteurs responsables de la répartition du Cèdre au Maroc, on propose les données suivantes:
Le tableau suivant donne les moyennes mensuelles des températures et des précipitations dans des stations abritant le cèdre et une station caractérisée par son absence
1 – A partir des données du tableau, dégager les caractéristiques pluviales et thermiques des stations abritant les Cèdres.
2 – Réaliser les diagrammes ombrothermiques des trois stations.
3 – En exploitant les diagrammes ombrothermiques, déduire les conditions climatiques convenables au Cèdre du Maroc.
4 – Calculer le quotient pluviothermique des stations abritant le Cèdre, et préciser leurs positions sur le climagramme d’Emberger.
1 – Les stations abritant les cèdres sont caractérisées par des précipitations importantes et des températures hivernales basses.
2 – Les diagrammes ombrothermiques des trois stations :
3 – Des périodes arides courtes ne dépassant pas 3 mois.
4 – Le quotient pluviothermique des stations abritant le cèdre:
Ketama
Q2 = 2000x 1607,7/(25+273)2 – (0+273)2
=3,215,400/ 88,804 – 74,529
=3,215,400/ 14,275
=225.24
Etage humide à hiver frais
Ifrane:
Q2= 2,208,800/ 81,111.04 – 72,253.44
= 110.88
Etage humide à hiver froid
4 – L’influence de la topographie sur la répartition des végétaux
Le document suivant représente la couverture végétale de jbel Ichkeul en Tunisie.
1 – En exploitant le document, interpréter la répartition des végétaux des deux versants de jbel Ichkeul.
1 – La couverture végétale est différente entre les deux versants de jbel Ichkeul. Le versant nord est plus humide, plus ombragé et loin de toute activité humaine destructive. Il abrite les formations les plus luxuriantes et les plus évoluées d’olivier sauvage (Olea europaea) et d’oléo-lentisque. Alors que le versant sud est plus sec car il est plus exposé au soleil, il abrite les euphorbes plutôt adaptées à la sécheresse
5 – L’influence du climat sur la répartition des animaux.
La cochenille lien, insecte parasite, attaque certains arbres fruitiers (oranger), provoquant des dégâts considérables. Cet insecte se rencontre dans certaines régions du Maroc.
Le tableau 1 représente les intervalles de tolérance et de vie optimale de l’insecte en fonction de la température et de l’humidité relative
Le tableau 2 donne les conditions climatiques de deux stations ( Oujda et Saidïa) de la région orientale du Maroc.
1 – En exploitant les données du tableau 2, réaliser sur le même graphe le climatogramme de Saidïa et Oujda (la température est reportée en axe des ordonnées et l’humidité est reportée en axe des abscisses).
2 – Préciser sur le graphe les intervalles de tolérance et de vie optimale de la cochenille (l’éco-climatogramme).
3 – En exploitant le graphe, déduire la station qui assure les conditions climatiques favorables au développement de la cochenille.
1 –
2 –
3 – On observe que l’intervalle de tolérance s’étale sur les 2 stations sauf le mois 8 à Oujda. Tandis que l’intervalle de vie optimale se limite à Saidia surtout les mois 7 , 8, 9 , 10 et 11.
Donc la station qui assure les conditions climatiques favorables au développement de la cochenille est Saidia surtout entre les mois 7 et 11.
6 – L’importance de la maitrise des facteurs climatiques dans le domaine agricole.
Pour comprendre comment peut-on maitriser les facteurs climatiques pour améliorer la production agricole, on propose les documents suivants:
Le document 1: représente l‘activité photosynthétique (production de la matière organique) en fonction de l’intensité lumineuse
Le document 2: représente l’effet de la température sur l’intensité photosynthétique.
Le document 3: représente l’effet du gaz carbonique sur le rendement photosynthétique.
1 – En exploitant les documents 1, 2 et 3, déduire les facteurs qui peuvent influencer la production agricole.
2 – A partir des données précédentes, proposer des procédures qui nous permettent de maitriser ces facteurs pour l’amélioration de la production agricole.
1 – Document 1: On observe que l’activité photosynthétique (production de la matière organique) croît avec l’augmentation de l’intensité lumineuse jusqu’à la valeur I1 et devient constante. Mais à partir de la valeur I2 elle diminue.
Document 2: On remarque que l’activité photosynthétique augmente avec la température jusqu’à environ 30°C puis elle diminue pour s’arrêter vers 50°C.
Document 3: On constate une augmentation de la photosynthèse lorsqu’on augmente la concentration en CO2 jusqu’à qu’elle devient constante.
Les facteurs qui peuvent influencer la production agricole sont donc, l’intensité lumineuse, la concentration en CO2 et la température.
Quand l’un des facteurs est situé loin de l’optimum, il peut limiter la production de la matière organique par les plantes et on l’appelle un facteur limitant.
2 – Pour améliorer la productivité des récoltes, il faut maîtriser certains facteurs climatiques, grâce à la culture sous serres ( voir lien ), parfois équipées de matériel complexe.
