Constituer une banque de données numérique

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1 Constituer une banque de données numérique
sur le sol Christian Le Guillou Octobre 2012

2 La construction notionnelle
programmatique

3 Le Sixième Seconde Première S Terminale S
Origine de la matière des êtres vivants Le sol abrite des êtres vivants qui, à travers des réseaux alimentaires, transforment les restes d’organismes vivants en matière minérale : ce sont des décomposeurs. La matière des organismes vivants se transforme en matière minérale. Le sol est composé : - de microorganismes et restes d’organismes vivants, de matière minérale provenant de la transformation des restes d’organismes vivants et des roches du sous-sol. Seconde Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol Le sol : un patrimoine durable ? Pour satisfaire les besoins alimentaires de l’humanité, l’Homme utilise à son profit la photosynthèse. L’agriculture a besoin pour cela de sols cultivables et d’eau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle. Un sol résulte d’une longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence d’eau et la température. Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. Sa gestion est un enjeu majeur pour l’humanité. Première S Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains L’exportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements posent le problème de l’apport d’intrants dans les cultures (engrais, produits phytosanitaires, etc.). Le coût énergétique et les conséquences environnementales posent le problème des pratiques utilisées. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de l’environnement. Le Terminale S Thème 1-A-2 Diversification génétique et diversification des êtres vivants Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple.

4 DE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE SOL, UNE ENTITE VIVANTE
Le sol abrite de nombreux êtres vivants. Ce réseau alimentaire intervient dans la transformation des restes d’organismes vivants en matière minérale. Le sol constitue une interface entre la biosphère, l’atmosphère et la lithosphère. Les êtres vivants du sol établissent entre eux un réseau alimentaire complexe. Ce sont les décomposeurs qui assurent cette minéralisation de la matière organique. Le sol est composé : - de microorganismes et de restes d’organismes vivants, - de matière minérale provenant de la transformation des restes d’organismes vivants et des roches du sous sol. Un sol résulte d’une longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence d’eau et la température. Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. La gestion du sol est un enjeu majeur pour l’humanité. Le sol est cultivé par l’Homme. L’exportation de biomasse inhérente à la culture doit être compensée par un apport d’intrants (engrais). La fragilité des monocultures aux ravageurs entraîne l’utilisation de pesticides. Le coût énergétique et les conséquences environnementales posent le problème des pratiques utilisées. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de l’environnement. Le sol abrite de nombreuses associations entre êtres vivants d’espèces différentes qui sont autant de voies de diversification des êtres vivants sans modification des génomes. SIXIÈME SECONDE PREMIÈRE S TERMINALE S UN SYSTÈME CULTIVÉ SOL, DE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE SOL, UNE ENTITE VIVANTE SOL, UN SYSTÈME ÉCOLOGIQUE DYNAMIQUE SOL, UN SYSTÈME BIOLOGIQUE CONSTITUÉ D’ASSOCIATIONS DU VIVANT Pour satisfaire ses besoins alimentaires, l’Homme exploite à son profit, avec l’agriculture, la photosynthèse; l’agriculture nécessite des sols cultivables et de l’eau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantité limitée Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle.

5 SECONDE - Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol
La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu’ils sont issus d’une biomasse. Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à l’action des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement. La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.

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7 Le sol est un réservoir de carbone.
Le sol est la partie la plus superficielle des continents (écorce terrestre). Son épaisseur est très mince (de quelques centimètres à quelques mètres), comparée à celle du rayon terrestre. Le sol revêt des aspects très variés en relation avec le climat, la nature de la roche du sous-sol, de la végétation et de son âge. Le sol est un lieu de vie pour de très nombreux organismes vivants, animaux, végétaux, champignons et bactéries, de tailles très variées (macro et micro-organismes). Le sol abrite de nombreuses associations entre êtres vivants d’espèces différentes (mycorhizes, nodosités). Les espèces du sol développent entre elles des chaînes alimentaires qui s’anastomosent en un réseau trophique complexe qui participe au recyclage de la matière organique morte (matière carbonée). Le sol est un réservoir de carbone. Le sol est un réservoir de diversité biologique. Le sol est un réservoir de diversité génétique. Le recyclage de la matière organique (cycle du carbone, …) opéré par le sol consiste en sa transformation sous forme d’éléments minéraux – minéralisation – que réalisent des décomposeurs parmi lesquels figurent des bactéries et des champignons. Le sol est formé par un ensemble d’horizons qui définit son profil pédologique. Ces horizons résultent de transformations, migrations, déplacements verticaux et latéraux de certains éléments constitutifs, organiques et minéraux. Les transferts attestent l’existence de processus pédologiques dynamiques. Le sol évolue au cours de son histoire et conserve des indices de cette histoire. Les sols cultivables sont très inégalement répartis à la surface de la Terre. Les sols sont lents à se former Ce sont des entités fragiles, facilement dégradables et souvent détournés de leur fonction biologique. Le sol résulte d’une longue interaction entre les roches du sous-sol, la biosphère, conditionnée par la présence d’eau et la température. SIXIÈME SECONDE PREMIÈRE S TERMINALE S Le sol sert de support aux végétaux qui y trouvent une grande partie de l’eau et des éléments minéraux dont ils ont besoin. Les sols peuvent être cultivés par l’Homme . L’exportation de la biomasse utilisée par l’Homme doit être compensée par des apports correspondants. Le choix des techniques culturales vise à concilier la nécessaire production et la gestion durable de l’environnement.

8 Pourquoi une banque de données numérique?

9 Pour faciliter l’apprentissage des quatre idées-clés des programmes de S.V.T. sur le sol, à savoir :
le sol, système écologique dynamique impliqué dans la transformation et dans le recyclage de la matière (SIXIÈME) le sol, système écologique dynamique résultant d’interactions entre la lithosphère, la biosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère (SECONDE) le sol, système écologique dynamique détourné par l’Homme à des fins de production alimentaire (PREMIÈRE S) le sol, système écologique dynamique formé d’associations d’individus d’espèces différentes (TERMINALE S) et les relier entre elles pour avoir du sol une vision synoptique, intégrée et opératoire.

10 SYSTÈME ÉCOLOGIQUE ÉVOLUTIF
écosystème fait d’associations entre espèces TERMINALE S PREMIÈRE S SECONDE SIXIÈME détournement à des fins productives (agrosystème) interactions entre les différentes enveloppes de la Terre transformation et recyclage de la matière

11 SIXIEME

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14 SECONDE sol et anthropisation.swf

15 PREMIERE S

16 Les « révolutions vertes » des cinquante dernières années ont permis à l'agriculture de répondre à une demande croissante en produits agricoles, grâce aux progrès génétiques et à l'apport généralisé d'intrants permettant de lever des contraintes à la croissance des cultures. Ces pratiques n'ont toutefois pas été sans conséquences pour les écosystèmes, mettant en danger leur capacité à fournir leurs services actuels: production de nourriture et d'énergie, purification de l'eau, régulation du climat, etc... L'agriculture se trouve ainsi face à un dilemme: peut-on concilier la satisfaction de besoins en constante augmentation avec la préservation de l'environnement?

17 TERMINALE S

18 Étudier un sol dans l’enseignement secondaire en Sciences de la Vie et de la Terre revient donc à rendre compte des conséquences de sa position d’interface entre les différentes enveloppes terrestres (lithosphère, biosphère, atmosphère et hydrosphère) à travers la complexité des interactions dynamiques qui le structurent et qui contrôlent son évolution, des échanges qui s’y réalisent et de la fragilité inhérente à son exploitation par l’Homme.

19 Quelle banque de données numérique?

20 Les quatre idées structurantes des programmes de S.V.T. :
transformation et recyclage de la matière organique (SIXIÈME), interactions entre lithosphère, biosphère, hydrosphère et atmosphère (SECONDE), système naturel détourné par l’Homme à des fins de production agricole (PREMIÈRE S), associations d’individus d’espèces différentes (TERMINALE S), qui font du sol un système complexe, dont la description ne relève pas d’un seul champ disciplinaire, peuvent être utilement prolongées dans le cadre de l’accompagnement personnalisé. L’articulation des deux modalités d’enseignement, voire d’une troisième - les enseignements d’exploration scientifiques - ouvre sur la nécessité de constituer une banque de données pédologiques évolutive, à l’enrichissement de laquelle les élèves peuvent (devraient) contribuer.

21 ENSEIGNEMENTS DISCIPLINAIRES ENSEIGNEMENTS D’EXPLORATION
SVT, HISTOIREGÉOGRAPHIE, … ENSEIGNEMENTS D’EXPLORATION SECONDE LE SOL, SYSTÈME COMPLEXE (démarche analytique et démarche systémique) SYSTÈME COMPLEXE ACCOMPAGNEMENT PERSONNALISÉ SECONDE PREMIÈRE TERMINALE

22 Banque d’images sur la biodiversité édaphique
Base de données relative à la pédofaune de sols différents (Identification des espèces présentes et dénombrement) Banque d’images sur la biodiversité édaphique Base de données relative à la structure et à la chimie des horizons de différents sols Banque d’images sur la biodiversité édaphique LE SOL, ENTITÉ VIVANTE DE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE LE SOL, UN SYSTÈME ÉCOLOGIQUE DYNAMIQUE LE SOL, UN SYSTÈME CULTIVÉ LE SOL, UN SYSTÈME BIOLOGIQUE CONSTITUÉ D’ASSOCIATIONS DU VIVANT Jeux sérieux sur la conduite d’exploitations agricoles à partir de sites INTERNET et d’utilitaires Banque d’images sur les associations du vivant au niveau du sol