Biologie-écologie (spécialité, lycées agricoles) · Première
Biodiversité : définitions et mesures, exercices de 1re
Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- La biodiversité est la variété du monde vivant : diversité au sein des espèces, entre espèces et entre écosystèmes 3.
- La richesse spécifique compte les espèces d'un milieu ; c'est la mesure la plus courante, mais elle ne résume pas toute la biodiversité 3.
- Compter les espèces ne suffit pas : on regarde aussi leurs proportions, leurs fonctions et leur parenté 2.
- Un indicateur sert à suivre l'état du vivant, à décider et à évaluer l'efficacité des actions de protection 3.
- Les 21 variables essentielles (EBV), réparties en 6 classes, harmonisent la surveillance 2.
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices te font manipuler la notion de biodiversité telle qu'on la définit et la mesure en biologie-écologie. Ils sont classés par difficulté croissante : les premiers vérifient que tu sais compter et calculer une proportion, les derniers te demandent de choisir un indicateur et de discuter ses limites.
Pour chaque exercice, lis l'énoncé en entier, essaie seul pendant quelques minutes, puis ouvre un indice si tu bloques. Regarde la correction en dernier, et refais l'exercice sans elle quelques jours plus tard.
Pourquoi une seule mesure ne suffit pas
La richesse spécifique est l'unité de mesure la plus répandue. Elle est tellement utilisée qu'on réduit parfois, à tort, la biodiversité à ce seul chiffre 3. Or aucun indicateur unique ne résume à lui seul l'état du vivant, et la multiplicité des indicateurs proposés crée une certaine confusion 3.
Les chercheurs ont donc élargi leurs outils. Aux indices simples sont venus s'ajouter des mesures qui tiennent compte de la parenté entre espèces (aspect phylogénétique) et du rôle qu'elles jouent (aspect fonctionnel) 2. Ces approches sont utiles en biologie de la conservation 2.
Les exercices
Exercice 1 Compter la richesse spécifique d'une mare
Lors d'une sortie, un groupe d'élèves étudie une mare et note ce qu'il observe :
- Plantes : nénuphar, roseau, iris des marais, lentille d'eau, rubanier (5 espèces).
- Insectes : libellule, dytique, gerris (3 espèces).
- Amphibiens : grenouille verte, triton palmé (2 espèces).
Ils ont par ailleurs compté 46 têtards de grenouille verte.
- Quelle est la richesse spécifique de la mare d'après ce relevé ?
- Les 46 têtards modifient-ils ce résultat ? Justifie.
Indice 1
La richesse spécifique compte des espèces, pas des individus.
Indice 2
Additionne les espèces de chaque groupe, sans ajouter d'effectifs.
Voir la correction pas à pas
Rappel : la richesse spécifique est le nombre d'espèces présentes dans un milieu donné 3.
On additionne les espèces des trois groupes : .
La richesse spécifique de la mare est donc de 10 espèces.
Les 46 têtards sont des individus de l'espèce grenouille verte, déjà comptée parmi les amphibiens. Ils ne changent pas le nombre d'espèces : le résultat reste 10.
La richesse spécifique vaut 10 espèces. Les effectifs servent à calculer des proportions, pas à compter les espèces.
Exercice 2 Calculer la proportion d'une espèce
Dans une prairie, on prélève 50 individus de plantes au hasard. On trouve 30 pieds de ray-grass, 15 pieds de trèfle et 5 pieds de plantain.
Calcule la proportion de ray-grass dans l'échantillon, en pourcentage.
Indice 1
Proportion = effectif de l'espèce divisé par l'effectif total.
Indice 2
Multiplie le quotient par 100 pour obtenir un pourcentage.
Voir la correction pas à pas
On écrit la formule : proportion .
On remplace : .
On convertit en pourcentage : %.
On vérifie la cohérence : , donc les trois espèces représentent bien tout l'échantillon.
Le ray-grass représente 60 % des individus. Les indices simples de biodiversité s'appuient justement sur ce type de proportions relatives 2.
Exercice 3 Même richesse, milieux différents
On compare deux prairies, P1 et P2, où l'on a relevé 100 individus.
| Espèce | P1 | P2 |
|---|---|---|
| Ray-grass | 25 | 85 |
| Trèfle | 25 | 5 |
| Plantain | 25 | 5 |
| Pâquerette | 25 | 5 |
- Calcule la richesse spécifique de chaque prairie.
- Peut-on dire que les deux prairies ont la même biodiversité ? Argumente avec les proportions.
Indice 1
Compte les lignes où l'effectif est supérieur à zéro.
Indice 2
Calcule la proportion de ray-grass dans chaque prairie.
Voir la correction pas à pas
Dans P1 comme dans P2, les quatre espèces sont présentes : la richesse spécifique est de 4 dans les deux cas.
Proportion de ray-grass dans P1 : %. Chaque espèce pèse autant que les autres.
Proportion de ray-grass dans P2 : %. Une espèce domine presque tout le milieu.
La richesse seule ne distingue pas les deux prairies. Les proportions montrent que P1 est équilibrée et que P2 est dominée par une seule espèce.
On en conclut qu'un indice qui tient compte des proportions décrit mieux la situation qu'un simple comptage d'espèces.
Les deux prairies ont la même richesse spécifique (4 espèces) mais pas la même structure. C'est une des raisons pour lesquelles réduire la biodiversité à la richesse spécifique est une erreur 3.
Exercice 4 Évolution de la richesse sur un site suivi
Un site de montagne fait l'objet d'un suivi à long terme 1. Le même protocole de relevé est appliqué chaque année. En 2015, on y recense 40 espèces de plantes. En 2025, on en recense 30.
- Calcule la variation relative de la richesse spécifique entre 2015 et 2025, en pourcentage.
- Pourquoi est-il important que le protocole de relevé reste identique d'une année à l'autre ?
Indice 1
Variation relative .
Indice 2
Un résultat négatif signifie une baisse.
Voir la correction pas à pas
On écrit la formule : .
On calcule : .
On convertit : %. La richesse spécifique a baissé d'un quart.
Pour que la comparaison soit juste, il faut que les deux relevés soient faits de la même manière (même surface, même période, même méthode). Sinon, la différence pourrait venir de l'effort de recherche et non du milieu.
La richesse a diminué de 25 % en dix ans. Ce chiffre n'a de sens que si les relevés sont comparables : c'est pourquoi certains sites font l'objet de suivis sur le long terme 1.
Exercice 5 Mélange d'espèces et production de biomasse
Un agriculteur compare deux parcelles de même surface. La parcelle A est semée avec une seule espèce fourragère et produit 400 g de biomasse sèche par m². La parcelle B est semée avec un mélange de plusieurs espèces et produit 500 g de biomasse sèche par m².
- Calcule le gain de production de B par rapport à A, en pourcentage.
- Ce résultat est-il cohérent avec ce que l'on sait du lien entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes ?
Indice 1
Le gain relatif se calcule par rapport à la parcelle de départ, ici A.
Indice 2
Pense à la phrase : un mélange d'espèces produit généralement plus de biomasse qu'une espèce seule.
Voir la correction pas à pas
On calcule l'écart : g/m².
On le rapporte à la valeur de référence : .
En pourcentage : %.
Des méta-analyses ont montré que, toutes choses égales par ailleurs, un mélange d'espèces produit généralement plus de biomasse et mobilise davantage de ressources qu'une seule espèce 3. Le résultat de l'agriculteur va dans ce sens.
On reste prudent : une seule comparaison ne prouve rien, c'est la répétition des observations qui permet de conclure.
La parcelle en mélange produit 25 % de biomasse en plus. Ce lien entre diversité et production illustre l'une des raisons de protéger la biodiversité 3.
Exercice 6 Les trois niveaux de la biodiversité
Pour chaque situation, indique si elle illustre la diversité au sein d'une espèce, la diversité entre espèces ou la diversité des écosystèmes.
a. Une forêt de hêtres, une tourbière et un récif corallien sont comparés. b. Dans un élevage, on observe que des vaches d'une même race ont des résistances différentes à une maladie. c. Un inventaire note la présence de 120 espèces d'oiseaux sur un territoire.
Indice 1
Relis les trois composantes citées dans la définition de la Convention sur la diversité biologique.
Indice 2
Demande-toi quel est l'objet comparé : des individus, des espèces ou des milieux.
Voir la correction pas à pas
La Convention sur la diversité biologique distingue la diversité au sein des espèces, entre espèces et celle des écosystèmes 3.
Situation a : on compare des milieux entiers. C'est la diversité des écosystèmes.
Situation b : on compare des individus de la même espèce. C'est la diversité au sein d'une espèce, qui a une base génétique.
Situation c : on dénombre des espèces différentes. C'est la diversité entre espèces, mesurée ici par la richesse spécifique.
Retiens la grille : intra-spécifique (b), interspécifique (c), écosystémique (a). Un bon exposé sur la biodiversité les mentionne toujours tous les trois.
Exercice 7 Choisir un indicateur pour décider
Une communauté de communes veut savoir si la restauration d'une zone humide a été efficace. Elle hésite entre deux indicateurs : (1) la richesse spécifique des oiseaux, (2) une mesure qui tient compte du rôle de chaque espèce dans le fonctionnement du milieu.
- Donne un avantage de l'indicateur (1).
- Donne une limite de l'indicateur (1) et explique ce que l'indicateur (2) apporte.
- Pourquoi la communauté de communes a-t-elle intérêt à combiner plusieurs indicateurs ?
Indice 1
Pense à la simplicité de communication d'un nombre d'espèces.
Indice 2
Deux zones peuvent avoir autant d'espèces sans que ces espèces jouent les mêmes rôles.
Voir la correction pas à pas
Avantage de (1) : c'est la mesure la plus courante 3, donc facile à comprendre et à comparer, et elle se communique de façon concise.
Limite de (1) : elle ignore les proportions et le rôle des espèces. Les mesures de la biodiversité prennent désormais en compte des aspects fonctionnels ou phylogénétiques, car les indices simples ont montré leurs limites 2.
Apport de (2) : elle renseigne sur ce que font réellement les espèces dans le milieu. Une zone peut gagner des espèces sans retrouver ses fonctions écologiques.
Combiner les indicateurs : aucun indicateur unique ne résume l'état de la biodiversité 3. Un bon ensemble informe sur l'état, sur les pressions et sur la pertinence des actions menées 2.
Pour évaluer une restauration, on associe un indicateur simple, lisible par tous, et un indicateur plus fin, qui vérifie que le milieu fonctionne mieux. C'est l'usage d'un indicateur comme aide à la décision 3.
Exercice 8 Utiliser les variables essentielles de la biodiversité
Le réseau GEO-BON a proposé un cadre commun pour mesurer la biodiversité.
- Combien de variables essentielles ce cadre comporte-t-il, et en combien de classes sont-elles organisées ?
- Les classes vont de quel niveau à quel niveau d'organisation du vivant ?
- Explique en deux phrases l'intérêt d'avoir un cadre commun pour des équipes de recherche de pays différents.
Indice 1
Cherche l'année de création du cadre : 2013.
Indice 2
Un langage commun permet de comparer des résultats.
Voir la correction pas à pas
Le cadre définit en 2013 un ensemble de 21 variables essentielles de la biodiversité, réparties en 6 classes 2.
Les classes s'étendent de la diversité génétique des espèces jusqu'à la diversité globale des écosystèmes, avec entre les deux la composition et le fonctionnement des communautés d'espèces 2.
Intérêt d'un cadre commun : si chaque équipe mesure autre chose, leurs résultats ne se comparent pas.
Avec des variables partagées, les efforts de surveillance, de recherche, de prévision et de gestion s'harmonisent 2.
Il y a 21 variables en 6 classes, du gène à l'écosystème. Elles comblent le manque de référence universelle pour décrire l'état du vivant 2.
Exercice 9 Du local au global : un problème d'échelle
Un naturaliste constate que la richesse spécifique d'une forêt de sa commune est stable depuis vingt ans. Pourtant, à l'échelle de la planète, la biodiversité connaît une érosion rapide et massive 2.
- Ces deux constats sont-ils contradictoires ?
- Que peut-on conclure sur l'usage de mesures locales pour juger de l'état global du vivant ?
- Propose une précaution à prendre quand on interprète un relevé local.
Indice 1
Une forêt n'est qu'un point sur la carte du monde.
Indice 2
Relis ce qui est dit des effets d'échelle.
Voir la correction pas à pas
Non, les constats ne se contredisent pas : ils ne portent pas sur la même échelle. Un site peut rester stable pendant que d'autres perdent des espèces.
Il est difficile de mesurer localement les effets de pertes globales, car la biodiversité montre des effets d'échelle 3.
Conséquence : un relevé local ne permet ni de nier ni de confirmer une tendance mondiale. Il décrit un milieu précis.
Précaution : replacer toujours le relevé dans son contexte (surface étudiée, durée, méthode) et le croiser avec d'autres sites et d'autres indicateurs.
Une mesure locale est utile pour gérer un site, mais l'état global du vivant se juge sur de nombreux sites suivis selon des méthodes comparables.
Les questions qu'on se pose
Quelle différence entre biodiversité et richesse spécifique ?
Pourquoi utilise-t-on plusieurs indicateurs de biodiversité ?
Dans un exercice de calcul, comment éviter les erreurs de comptage ?
Demande-toi d'abord ce que l'on te demande de compter : des espèces (richesse spécifique) ou des individus (effectifs). Écris ensuite la formule avant de remplacer par les nombres, vérifie que les effectifs additionnés redonnent bien le total, et note toujours l'unité (espèces, %, g/m²).
Sources
- Suivis et mesures de biodiversité, INRAE - LESSEM. Consulté le 7 novembre 2026.
- Indicateur de biodiversité, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.
- Biodiversité, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.
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