Démonstration par l`enseignante ou l`enseignant

SNC1D/SNC1P Durabilité des écosystèmes/Écosystèmes et activité humaine Démonstration par l’enseignante ou l’enseignant – Déforestation Sujets Durée impact humain
déforestation
coupe à blanc
érosion
préparation : 20 min
démonstration : 20 min
Attentes particulières SNC1D
A1.8 Évaluer la fiabilité des données empiriques (p. ex., identifier les sources d’erreur et
d’incertitude dans les mesures) ou de l’information recueillie ou la solution à un problème.
A1.9 Analyser et synthétiser les données empiriques ou l’information recueillie (p. ex., traiter les
données, choisir les unités SI appropriées, appliquer des techniques de conversion,
sélectionner des citations, développer les idées principales et secondaires).
A1.10 Tirer une conclusion et la justifier.
B1.5 Discuter des facteurs anthropiques (p. ex., introduction d’espèces, déforestation, dépôt
acide) qui influent sur la survie d’une population et sur l’équilibre d’écosystèmes terrestres et
aquatiques.
SNC1P A1.8 Évaluer la fiabilité des données empiriques (p. ex., identifier les sources d’erreur et
d’incertitude dans les mesures) ou de l’information recueillie ou la solution à un problème.
A1.9 Analyser et synthétiser les données empiriques ou l’information recueillie (p. ex., traiter les
données, choisir les unités SI appropriées, appliquer des techniques de conversion,
sélectionner des citations, développer les idées principales et secondaires).
A1.10 Tirer une conclusion et la justifier.
B1.5 Discuter des facteurs anthropiques (p. ex., introduction d’espèces exotiques; altération des
habitats; utilisation de pesticides et d’engrais; surexploitation des ressources; pollution) qui
influent sur la survie d’une population et sur l’équilibre des écosystèmes terrestres et
aquatiques.
Introduction Le secteur primaire a toujours été très important pour l’économie canadienne. Les vastes forêts
de la Colombie-Britannique et de l’Ontario, en particulier, fournissent les matières premières à
une industrie de plusieurs milliards de dollars. Les forêts jouent aussi un rôle important sur le
plan environnemental en retirant le dioxyde de carbone de l’air et en renvoyant de l’oxygène
dans l’atmosphère. Chaque forêt est une communauté formée de diverses espèces végétales et
animales. De plus, les racines des arbres et la végétation participent à l’absorption de l’eau,
contribuant ainsi à limiter le ruissellement pluvial et l’érosion du sol.
Il existe plusieurs méthodes d’exploitation forestière, chacune comportant des avantages et des
inconvénients d’ordre économique et environnemental :
• Coupe à blanc ou coupe totale : enlèvement de la totalité des arbres et de la végétation sur
un territoire donné. Bien qu’elle soit peu coûteuse, cette méthode a de graves effets sur
l’environnement.
• Coupe progressive de régénération : récolte d’arbres par bandes en deux opérations ou
plus. Les arbres semenciers sont laissés sur place pour régénérer le peuplement et le
protéger du vent, mais l’érosion le long des bandes pose toujours problème.
• Coupe par trouées : récolte sélective de peuplements de 100 à 200 hectares en préservant
la connectivité entre les peuplements restants. Cette méthode est coûteuse parce qu’elle
requiert un équipement spécialisé, mais l’impact sur l’environnement est moindre.
• Coupe sélective : récolte des arbres les plus intéressants seulement de la forêt. Cette
méthode est la moins néfaste pour l’environnement, mais elle est très coûteuse.
Cette démonstration simule les effets de l’enlèvement de la végétation sur l’érosion du sol dans
un écosystème.
Matériel 2 morceaux de carton (60 sur 30 cm)
sac à ordures foncé très résistant
ruban adhésif solide
3 ou 4 grands blocs ou livres
terre
morceau de gazon (60 sur 30 cm)
balance de laboratoire
deux arrosoirs ou bouteilles de jus ou de soda
de 1 L
2 béchers ou bocaux transparents de
récupération (1 L ou plus grands)
Consignes de sécurité •
Aucune
Marche à suivre 1.
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Prédire
Posez la question suivante aux élèves : « Quel est l’impact de la végétation sur le débit de
ruissellement et l’érosion du sol? »
Observer
Coupez le sac à ordures en deux.
Faites un pli au centre du carton dans le sens de la longueur, et pliez le morceau de façon à
former un « v » peu profond. Ceci représente le dessus du plateau d’érosion (fig.1).
Utilisez une moitié du sac à ordures pour couvrir le carton. Fixez le sac solidement sur le
carton pour qu’il ne glisse pas lorsque vous ajouterez le gazon et la terre.
À l’aide des blocs ou des livres, soulevez le carton en l’inclinant à un angle de 30 à
40 degrés. La partie inférieure du carton doit être plus élevée que le bord du contenant de
récupération de 1 L.
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Placez le bocal transparent de 1 L de façon à recueillir l’eau qui s’écoulera du plateau
d’érosion.
Répétez les étapes 3 à 6 pour le deuxième carton.
Ajoutez un peu de terre meuble à une profondeur de 4 cm sur les deux cartons, et tapez-la
légèrement (ne la pressez pas fermement).
Coupez un morceau de gazon à la dimension de l’un des cartons. Pesez le morceau puis
placez-le sur la terre sur le premier plateau d’érosion. Pressez légèrement.
Mesurez une masse de terre égale à la masse de gazon. Ajoutez cette masse de terre au
deuxième plateau d’érosion (en plus des 4 cm déjà en place) et pressez légèrement.
Ajoutez un 1 L d’eau dans chacun des arrosoirs.
Faites couler l’eau simultanément et à la même vitesse à partir du haut des plateaux
d’érosion.
Observez le débit de ruissellement et comparez la couleur de l’eau de ruissellement.
Gazon
Terre meuble
Fig. 1 Le montage suggéré est une version simplifiée de l’appareil.
14.
Expliquer
Discutez avec les élèves des réponses aux questions suivantes :
• Sur quel plateau d’érosion avez-vous observé le débit de ruissellement le plus
rapide? Quel plateau a produit le plus d’eau de ruissellement?
• Dans quel contenant de récupération l’eau est-elle la plus propre?
• Quel effet le gazon a-t-il eu sur l’érosion du sol et le ruissellement? Pourquoi?
• D’après les résultats de cette activité, quelle méthode d’exploitation forestière
aurait l’impact le plus marqué sur l’érosion du sol et le ruissellement? Quelle
méthode aurait le moins d’impact?
Nettoyage Le gazon peut être composté. La terre peut être conservée dans un contenant scellé en vue d’un
usage futur ou remise à l’endroit d’où elle provient. Le carton et le sac en plastique peuvent être
recyclés ou, s’ils sont en bon état, rangés pour un usage futur. Nettoyez les contenants de
récupération et les arrosoirs, et rangez-les pour un usage futur.
Qu’est-­‐ce qui se produit? Le plateau d’érosion contenant le gazon aura un débit de ruissellement plus lent et produira une
eau de ruissellement plus propre et moins abondante, comparativement au plateau d’érosion
contenant seulement de la terre.
Comment ça fonctionne? Le débit de ruissellement sur le plateau d’érosion contenant du gazon est plus lent parce que
l’eau n’a pas une voie directe à travers l’environnement : le gazon redirige et ralentit le
ruissellement. Les racines du gazon retiennent la terre et absorbent une partie de l’eau, ce qui
diminue la quantité totale d’eau de ruissellement et la quantité de terre qui s’érode. En
comparaison, le plateau contenant seulement de la terre n’a aucun contrôle sur le débit d’eau, et
l’eau s’écoule rapidement à travers la terre, provoquant de l’érosion.
Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant 1.
2.
3.
Pressez légèrement la terre sur les plateaux d’érosion. Si la terre est trop tassée, l’eau
s’écoulera sur le dessus sans s’infiltrer et l’impact de l’érosion ne sera pas aussi évident :
l’eau sera plus claire.
Le plateau doit être incliné de façon à créer un ruissellement assez rapide (une faible
inclinaison produira un débit d’eau très lent), mais pas au point où la terre et le gazon
risquent de glisser du plateau. Testez différents angles d’inclinaison avant de réaliser la
démonstration pour vous assurer que tout fonctionne bien.
Faites des essais en plaçant différents objets, blocs, petits bâtons dans la terre pour voir si
cela modifie le drainage ou l’érosion.
Prochaines étapes Les élèves pourraient utiliser les plateaux pour étudier le phénomène d’érosion avec différents
types de terre, la culture en courbes de niveau ou différentes méthodes d’exploitation forestière
(par exemple, la coupe progressive dans le sens de la longueur de la pente ou en angle, la coupe à
blanc et la coupe sélective).
Les élèves pourraient faire une recherche sur les politiques gouvernementales et les enjeux
locaux associés aux problèmes de ruissellement et d’érosion.
Ressources supplémentaires 1.
How Stuff Works : Deforestation - http://science.howstuffworks.com/environmental/greenscience/deforestation.htm (en anglais seulement)