lundi 13 août 2018

Quand la cigogne noire colonise une retenue de moulin

Moins connue que sa cousine blanche, la cigogne noire est un oiseau migrateur qui recolonise depuis quelques années les forêts de Champagne et Bourgogne. Parmi ses habitats : les retenues de moulins et zones humides annexes de faible profondeur, où elle trouve une nourriture abondante. Exemple à Saint-Broing-les-Moines, en Châtillonnais.


Cigogne noire juvénile en pêche, film LPO.

La cigogne noire (Ciconia nigra) est un oiseau migrateur qui, lors de son séjour en Europe après un hivernage africain, fréquente les forêts à vieux arbres, proches de ruisseaux, étangs et zones humides. Elle se nourrit d'insectes, de poissons et d'amphibiens.

Après voir quasiment disparu de nos contrées, la cigogne noire est de retour en France, et notamment en Châtillonnais (Côte d'or), sur le territoire du futur parc national des forêts de Champagne et Bourgogne.

On peut voir dans les photos ci-dessous l'un des coins qu'elle vient coloniser chaque année : la zone humide de fond de vallée formée par la retenue du moulin de Saint-Broing-les-Moines, dans la vallée de la Digeanne. Plusieurs cigognes y ont été baguées ces dernières années, dans le cadre du réseau de suivi visant à mieux comprendre l'écologie et la biologie de l'espèce. "Elles viennent dans la retenue tôt le matin et en fin de journée, pour chasser les poissons et grenouilles", nous expliquent les propriétaires.




On observera au passage que lors de l'enquête publique sur les ouvrages de Prusly et Villotte sur l'Ource, un fonctionnaire de l'ONF a jugé bon indiquer au commissaire enquêteur que les moulins auraient des effets potentiellement négatifs pour la cigogne noire. Nous l'avions par la suite contacté deux fois pour avoir accès à des résultats de recherche ou d'observation démontrant ses dires, mais sans aucun succès… A Saint-Broing en tout cas, le moulin crée un vivier très apprécié par cet oiseau migrateur. Et donc un espace à protéger.

Rappel : même pour des espèces d'oiseaux plus communes, les moulins peuvent devenir refuge LPO. Les oiseaux d'eau sont généralement nombreux autour de la retenue, de la chute, du bief ou des rigoles de déversoir.

vendredi 10 août 2018

Un effet positif des barrages sur l'abondance et la diversité des poissons depuis 1980 (Kuczynski et al 2018)

Analysant plus de 300 relevés de poissons dans des rivières françaises entre 1980-1993 et 2004-2012, trois chercheurs montrent des déclins de population (abondance, unicité) influencés par la saisonnalité des températures et par les espèces invasives. En revanche, ils observent que la fragmentation des cours d'eau par les barrages a été associée à des gains dans cette période. Ce résultat de recherche ne corrobore pas vraiment le dogme public faisant des ouvrages hydrauliques un problème majeur pour la biodiversité des rivières et imposant la continuité en long comme un enjeu de premier plan pour la gestion des bassins versants. Se serait-on trompé en faisant en France de la suppression des barrages une priorité nationale et en centrant l'effort public de biodiversité sur quelques espèces de poissons migrateurs? Aurait-on sous-estimé l'intérêt des nouveaux écosystèmes créés par l'homme, notamment en situation de changement climatique? Alors que nous traversons des épisodes caniculaires mettant le vivant à rude épreuve, préfiguration extrême de la nouvelle normalité climatique de ce siècle, analyser sérieusement tous les effets des ouvrages hydrauliques devrait être un impératif. Nous avons besoin de données, pas de dogmes.

Lucie Kuczynski, Pierre Legendre et Gaël Grenouillet (Laboratoire Evolution et Diversité  Biologique, Université de Toulouse, CNRS, ENFA, UPS, Toulouse ; Université  de Montréal) ont entrepris d'étudier l'évolution des assemblages de poissons dans les rivières françaises entre les années 1980 et le début des années 2010.

Voici une traduction du résumé de la recherche tel que le propose les auteurs.

"Objectif: En réponse au changement climatique, les déplacements de la distribution des espèces résultant des extinctions locales, des colonisations et des variations de l'abondance des populations peuvent conduire à des réorganisations au niveau de la communauté. Ici, nous évaluons les changements au fil du temps dans les communautés de poissons des cours d'eau, quantifions la mesure dans laquelle ces changements sont attribuables au déclin ou à l'augmentation de la population, et identifions leurs principaux facteurs.

Lieu: France.

Période: 1980-2012.

Principaux taxons étudiés: espèces de poissons de rivière.

Méthodes: Nous avons utilisé des données de surveillance de l'abondance pour quantifier les changements de composition et de caractère unique (uniqueness) de 332 communautés de poissons des cours d'eau entre une période historique froide (1980-1993) et une période contemporaine chaude (2004-2012). Ensuite, nous avons utilisé une procédure de moyennage des modèles pour tester les impacts des facteurs liés au climat, à l'utilisation des sols et à la densité des espèces non indigènes et leurs effets d'interaction sur la réorganisation de la communauté.

Résultats: Nous avons observé une homogénéisation biotique au fil du temps dans les communautés de poissons des cours d'eau, bien que certaines communautés aient connu une différenciation. Les changements dans la composition résultent principalement de déclins de la population et ont été favorisés par une augmentation de la saisonnalité de la température et de la densité des espèces non indigènes. Les déclins de population ont diminué avec la fragmentation et les changements de densité des espèces non indigènes, tandis que les augmentations de population ont été négativement influencées par les changements dans les précipitations, et positivement par la fragmentation. Nos résultats prouvent que les changements environnementaux peuvent interagir avec d'autres facteurs (par exemple, en amont et en aval, l'intensité de la fragmentation) pour déterminer la réorganisation de la communauté.

Principales conclusions: Dans le contexte des changements globaux, les réorganisations des assemblages de poissons résultent principalement du déclin des populations d’espèces. Ces réorganisations sont structurées spatialement et entraînées par des facteurs de stress climatiques et humains. Nous soulignons ici la nécessité de prendre en compte plusieurs composantes du changement global, car l'interaction entre les facteurs de stress pourrait jouer un rôle clé dans les changements en cours en matière de biodiversité."

L'abondance des poissons, mesurée par pêche électrique à méthodologie comparable, a été mesurée en densité par 100 m2. La diversité a été analysée par un indice spatiale de contribution locale à la diversité bêta (LCBD)et un indice temporel de la même biodiversité (TBI).


Extrait de Kuczynski et al 2018, art cit.

Le graphique ci-dessus montre les coefficients de pente des modèles moyennés pour les gains (e toutes espèces, f espèces natives) et pour les pertes (g toutes espèces, h espèces natives), pour la fragmentation seule (FRAG), croisée aux précipitations (FRAGxPREC) ou aux densités d'expèces non natives (NNDxFRAG). Corrélation positive non significative (gris clair, e) pour les gains, mais corrélation négative significative (noir, g) pour les pertes.



Extrait de Kuczynski et al 2018, art cit.

La courbe ci-dessus montre l'influence positive de la fragmentation sur les gains de poissons (courbe incluant aussi les précipitations).

Les chercheurs observent à ce sujet :

"Outre le changement climatique, les activités humaines représentent une menace pour les communautés fluviales, de plus en plus importante à de nombreux égards, notamment la dégradation et la destruction de l’habitat (Wilcove, Rothstein, Dubow, Phillips et Losos, 1998). , 2007). Nos résultats ont démontré que les pertes d’abondance de la population étaient fortement reliées à la fragmentation. Les réservoirs, en atténuant la variabilité environnementale (Leroy-Poff, Olden, Merritt et Pepin, 2007), peuvent limiter les déclins de population. De plus, Martínez-Abraín et Jiménez (2016) ont proposé que les réservoirs, et plus généralement les systèmes naturels modifiés par les activités humaines, pevent servir d'habitat de substitution aux populations en déclin, leur permettant d'habiter dans des conditions suboptimales et donc de limiter leur déclin."

Autre facteur possible faisant que le déclin est contrebalancé par la fragmentation, formulé à titre d'hypothèse par les auteurs : "Les déclins de population depuis 1980 ont été plus marqués dans les sections en aval des rivières, où de plus grands changements ont eu lieu dans la composition de la communauté. Deux hypothèses non exclusives pourraient expliquer ce modèle. Premièrement, les changements les plus importants observés en aval pourraient résulter du fait que les sections en aval sont les plus touchées par les activités humaines (Meybeck, 1998), et cet effet anthropique favorise le réarrangement des assemblages (McKinney, 2006). Deuxièmement, les tronçons en amont sont moins accessibles que les tronçons en aval en raison du nombre plus élevé d'obstacles faisant office de barrières géographiques entre les tronçons de cours d'eau (Rahel, 2007)." 

Les chercheurs concluent qu'il faut prendre en considération différents stresseurs et leurs influences réciproques pour comprendre la dynamique actuelle de la biodiversité des poissons en situation de changement climatique.

Discussion
Le rôle positif des retenues sur la biomasse de poissons et sur la diversité bêta de leurs assemblages viendra éventuellement comme une surprise pour ceux qui désignent la fragmentation des cours d'eau par les barrages comme un (sinon le) problème écologique majeur des milieux aquatiques, et qui poussent à la destruction du maximum de ces ouvrages. En fait, les barrages ont des effets négatifs (observés dans de nombreuses monographies) sur la densité locale de certaines espèces de poissons spécialisées (rhéophiles, lithophiles, non adaptés aux retenues lentiques et leurs substrats) ainsi que sur des poissons pratiquant des migrations à longue distance (tendant à se raréfier vers l'amont à mesure que des obstacles les séparent du milieu marin). Pour les plus grands barrages, le régime de débit naturel se trouve aussi modifié par le jeu des retenues et lâchers d'eau, cela sur de longues distances. Mais la vie ne s'écrit pas en noir et blanc, et ces ouvrages hydrauliques peuvent également avoir des effets positifs, notamment en situation de changement climatique : surface et volume en eau plus importants toutes choses égales par ailleurs (en particulier aux étiages), créations d'habitats lentiques s'ajoutant aux habitats lotiques originels persistant en amont et aval des retenues, protection contre certaines espèces invasives ou des épizooties.

Les barrages et leurs annexes (retenues, canaux) forment des "nouveaux écosystèmes" (voir Backstrom et al 2018), créés par l'homme mais pas dénués de vivant. Au long de leur histoire, leur impact sur les espèces peut être variable. En particulier si d'autres pressions (changement climatique, espèce invasive) s'exercent sur le même bassin. Un barrage va initialement perturber le tronçon sur lequel il est installé, mais il sera ensuite le lieu d'une trajectoire singulière avec une ré-organisation du vivant autour du nouvel hydrosystème : seul l'examen de la biodiversité en place permet de mesurer ces effets, leurs évolutions spatiales et temporelles, leurs interactions avec les autres changements du bassin.

L'écologie de la restauration peut se donner comme idéal de nier l'existence de ces nouveaux écosystèmes créés par l'homme, pour revenir à une nature sans impact humain (renaturation, ré-ensauvegement) avec des faunes d'espèces endémiques telles qu'elles étaient aux temps pré-industriels, voire pré-agricoles dans certains cas. Mais cette posture, répandue dans le milieu français de la gestion des milieux aquatiques, n'a selon nous guère de réalisme dans des zones densément et anciennement peuplées comme l'Europe. Les impacts humains sont présents de longue date, cumulés, ils ne vont pas cesser à brève échéance par un mystérieux recul de la démographie, de l'agriculture, de l'industrie, de l'urbanisation, des divers usages humains de l'eau pour la navigation, le tourisme, l'énergie, l'irrigation, l'eau potable. La plupart des espèces de poissons exotiques introduites s'installent durablement dans les milieux. Les effets diffus du changement climatique devraient modifier sur plusieurs siècles les conditions hydrologiques et thermiques, donc les écotypes des rivières (voir Laizé et al 2017). Dans ces conditions nouvelles de ce que l'on a proposé de nommer l'Anthropocène, il paraît donc vain de regarder l'avenir en espérant recréer le passé, ou même le conserver à l'identique en dehors de certaines zones protégées car encore très peu impactées.

Là où des ouvrages hydrauliques existent, il convient d'analyser sans a priori leurs effets en observant les assemblages de poissons (mais aussi d'autres espèces) sur le cours d'eau et ses affluents, en particulier de le faire dans des périodes représentatives des conditions climatiques attendues au cours de ce siècle (par exemple des épisodes de crues, de canicules, d'assecs sur certains tronçons). Ce n'est pas le cas aujourd'hui, notamment pas sur la question de la biodiversité : nous le regrettons. La politique française de continuité a été trop inspirée d'exigences halieutiques anciennes des lois de 1865 et 1984, ainsi que d'une lecture un peu trop dogmatique de ce thème. Faisons donc de l'écologie en nous inspirant des recherches récentes, en laissant s'exprimer différentes approches possibles, et en débattant sans préjugé des rivières que nous voulons pour demain.

Référence : Kuczynski L et al (2018), Concomitant impacts of climate change, fragmentation and non‐native species have led to reorganization of fish communities since the 1980s, Global Ecology and Biogeography, 27, 2, 213-222

A lire également :
A quelle échelle évaluer les gains et pertes de biodiversité ? (Primack et al 2018)
Plans d'eau et canaux contribuent fortement à la biodiversité végétale (Bubíková et Hrivnák 2018)
Les barrages comme refuges? Intégrer le changement climatique dans les choix sur les ouvrages hydrauliques (Beatty et al 2017) 
Les poissons se plaisent dans les rivières de contournement (Tamario et al 2018) 
La continuité de la rivière, un enjeu allant bien au-delà de l'écologie (Drouineau et al 2018) 
Des saumons, des barrages et des symboles, leçons de la Snake River (Kareiva et Carranza 2017) 

lundi 6 août 2018

Restauration morphologique de rivières anglaises : résultats décevants sur les invertébrés (England et Wilkes 2018)

Deux chercheurs anglais montrent qu'une restauration morphologique de rivière, incluant des arasements de déversoirs, des changements de substrats et des créations de microhabitats, n'a pas produit les résultats attendus sur la diversité structurelle et fonctionnelle des invertébrés. Le cas n'est pas isolé car la communauté scientifique débat depuis deux décennies déjà des réussites et échecs de la restauration des milieux aquatiques. Dommage que les pouvoirs publics français en aient fait une politique massive, précipitée et parfois arrogante, au lieu de travailler à des expérimentations locales pour distinguer les bonnes des mauvaises pratiques. Et préciser leur coût pour les citoyens en proportion de l'évolution des services rendus par les écosystèmes. 

Comment se comportent les rivières après restauration morphologique, sur le compartiment des macro-invertébrés (insectes, nématodes, crustacés…)? La question se pose à la communauté scientifique, à mesure qu'ont été développées des expérimentations visant à modifier les propriétés physiques (écoulements, sédiments, habitats) et non seulement chimiques (pollutions) des rivières.

Judy England et Martin Anthony Wilkes ont répondu à cette question par l'analyse de deux petits cours d'eau du bassin de la Lee, au nord de Londres. "Les chantiers sélectionnés pour l’étude sont situés sur des rivières de basse altitude et de basse énergie (altitude 75 m; pente 0,003), en substrat calcaire. Ces projets de restauration des cours d’eau ont été choisis parce qu’ils incorporaient des mesures de restauration morphologique couramment appliquées dans les systèmes fluviaux tempérés, l’élimination des retenues, le rétrécissement des chenaux trop élargis et l’introduction de gravier." Il est intéressant de noter que sur les deux rivières (Rib et Mimram), les opérations comprenaient des arasements de déversoirs et réduction de retenues (mesure très répandue en France pour ses vertus attendues sur les milieux).

Les chercheurs ont comparé sur une rivière un site de contrôle (naturel), un site de retenue abaissée et un site de morphologie sédimentaire optimisée ; sur l'autre un site de contrôle avec deux voies différentes pour modifier le substrat de fond. Dans chaque tronçon analysé, 10 échantillonnages de macro-invertébrés ont été réalisés sur la Rib, avant la restauration, puis 2 et 3 ans après ; 5 sur la Mimram, avant restauration, puis 1 et 2 ans après.

Ont été étudiés : la diversité spécifique (indice de Simpson D), la densité (individus par m2), la richesse taxonomique, et 5 indices de fonctionnalités fondés sur des traits (FRic, FDiv, FDis, FEve, FEnt).

Bien que le habitats se soient améliorés dans le sens prévu par les porteurs de projet, la réponse du vivant à ce changement est moins claire : les résultats ne sont pas à hauteur des hypothèses faites d'une pleine restauration de la diversité fonctionnelle et structurelle.

Le schéma ci-dessous montre les évolutions de la complexité structurelle (diversité de Simpson, abscisses) et de l'intégrité fonctionnelle (ordonnées), avant la restauration (à gauche, a et c) et après la restauration (à droite, b et d), rivière Rib en haut et Mimram en bas. Les cercles indiquent le contrôle, les carrés et triangles les différentes restaurations.



England et Wilkes 2018, art cit, droit de courte citation

Voici la conclusion des chercheurs :

"Cette étude a démontré que, après les mesures de restauration morphologique, le «rétablissement», tel que défini par les indices d'assemblage, était largement incomplet et incohérent en terme taxonomique / fonctionnel. Ainsi, notre hypothèse n'est pas étayée par le fait que FDiv, FDis, FEve et FEnt [traits de fonctionnalité] augmenteraient, reflétant l'établissement d'une plus grande qualité et complexité de l'habitat. Ces résultats sont cohérents avec d'autres études qui indiquent une réponse variable des invertébrés benthiques aux mesures de restauration morphologique (par exemple, Friberg et al 2014; Jähnig et Lorenz 2008; Leps et al 2016; Palmer et al 2010). et que les indices de diversité traditionnels peuvent ne pas constituer une mesure appropriée de la qualité hydromorphologique (Feld et al 2014). Verdonschot et al (2016) ont constaté que le manque général d'effet de la restauration sur la composition et la diversité des microhabitats pourrait être un facteur clé expliquant le manque de réponse dans les comparaisons globales des paramètres sélectionnés de macro-vertébrés examinés. Ils ont également conclu que plusieurs des relations de traits fonctionnels qu’ils ont trouvées n’ont pas été détectées à l’aide des paramètres taxonomiques. Cela souligne l'importance de considérer les indices fonctionnels en plus des indices structurels, et est soutenu par nos résultats.

Cette étude a révélé une tendance générale à la ressemblance  au fil du temps entre les occurrences de taxas entre zones traitées et contrôles, mais à la fin de la période d'étude, les communautés des premières traitement n'étaient qu'à 60% similaires aux groupes témoins. Cela indique également que le «rétablissement», défini en termes d’identité  de structure d’espèce et d'assemblage, était en grande partie incomplet, ce qui pourrait refléter le délai relativement court de la surveillance et le retard dans le rétablissement écologique (Jones and Schmitz 2009; Winking et al 2014). Bien que l'âge de la restauration soit un facteur crucial à prendre en compte lors du suivi des résultats de la restauration des communautés riveraines (Bash et Ryan 2002), ce n'est peut-être pas la raison ultime du manque de succès (Leps et al 2016)  et les effets de la restauration peuvent disparaître (Kail et al 2015). La perte d'effets de la restauration est souvent associée à une restauration non durable qui ne fonctionne pas selon des processus naturels (Beechie et al 2010); à l'influence combinée de la qualité hydromorphologique locale et régionale (Leps et al 2016) ou à la non prise en compte des processus de bassin versant (Gurnell et al 2016b)."

Discussion
Le travail d'England et Wilkes vient après de nombreux autres qui soulignent les résultats ambivalents et difficiles à prédire des restaurations écologiques de rivière (cf références ci-dessous en exemple). Il avait été montré en France que plus le suivi scientifique des opérations est rigoureux, moins les gains écologiques sont évidents (Morandi et al 2014). Manière de dire que l'autosatisfaction souvent affichée par le gestionnaire public est un trompe-l'oeil pour le citoyen, qui est fondé à demander des analyses plus complètes. La plupart des travaux d'hydro-écologie quantitative menés en France et en Europe montrent que les premiers prédicteurs de la dégradation biologique (invertébrés ou autres) sont les usages des sols du bassin versant (au premier chef l'agriculture), et qu'une action locale aura de bonnes chances de rester sans effet majeur faute d'une prise en compte des autres échelles (tronçons, bassins). L'apport quantitatif en eau, l'état des berges et les flux entrants (polluants, sédiments fins) vont contraindre l'effet éventuellement bénéfique de diversifications locales d'habitats. Il ne faut donc pas attendre de miracles de la seule restauration physique locale et, surtout, il faut réfléchir à la priorisation des investissements écologiques.

La difficulté à garantir l'efficacité des chantiers de restauration hydromorphologique n'est pas en soi un scandale : il est normal d'expérimenter dans un domaine où l'on a quelques hypothèses théoriques mais encore peu de retours empiriques, surtout face à la diversité des hydrosystèmes et à la complexité des impacts pesant sur eux, à diverses échelles spatiales et temporelles. Le but est de comprendre ce qui donne ou non des résultats, ainsi que de mesurer l'évolution des services rendus par les écosystèmes. Le problème vient quand, ignorant ce caractère expérimental et la prudence qu'il impose, une politique publique entend systématiser des travaux financés par l'impôt et imposés aux riverains. C'est hélas le cas en France de certains compartiments de l'ingénierie hydromorphologique, comme la destruction contestée des petits ouvrages de rivière au nom de la connectivité en long.

Référence : England J., MA Wilkes (2018), Does river restoration work? Taxonomic and functional trajectories at two restoration schemes, Science of The Total Environment,
618, 961-970.

A lire sur le même thème
Effets des petits ouvrages sur les habitats et les invertébrés (Mbaka et Mwaniki 2015) 
Restauration morphologique des rivières: pas d'effet clair sur les invertébrés, même après 25 ans (Leps et al 2016)
Restauration morphologique de rivières: des résultats positifs en moyenne mais inégaux, peu prédictibles et pas toujours durables (Kail et al 2015)
Barrages et invertébrés, pas de liens clairs dans les rivières des Etats-Unis (Hill et al 2017) 
Davantage de richesse taxonomique chez les invertébrés aquatiques depuis 30 ans (Van Looy et al 2016) 
Les résultats inconsistants des restaurations de continuité écologique imposent des suivis et analyses coûts-bénéfices (Mahlum et al 2017) 

mercredi 1 août 2018

Le Doubs à sec, une discontinuité écologique radicale...

Depuis quelques jours, le Doubs est à sec entre Pontarlier et Morteau. On évoque des élargissements de failles qui, dans ces zones karstiques, engouffrent l'eau vers le sous-sol. Ces failles étaient jadis gérées, quand les moulins et usines à eau avaient besoin de conserver de l'eau en étiage, comme le rappelle un riverain connaisseur de la rivière. Les assecs du Doubs ne sont pas une nouveauté : on en trouve mentionnés dans les années 1980, et plus récemment dans les années 2000. Cette discontinuité hydrique, qui entraîne la mortalité de milliers de poissons, risque de s'aggraver avec les effets thermiques et hydrologiques du changement climatique. Les gestionnaires de rivière doivent intégrer les évolutions à long terme comme les contraintes locales dans leurs choix actuels d'aménagement et dans la définition de leurs priorités. 


Film de France 3 sur l'assec de 2018.

On trouve dans les Annales scientifiques de l'Université de Besançon: Géologie (1980, p. 16) la mention : "en étiage, le Doubs est à sec depuis la sortie de Pontarlier jusqu'à Ville du Pont ; seul un tronçon situé entre la confluence du Drugeon et le pont d'Arçon coule encore".

Plus récemment, en 2009, le Doubs était à sec en début d'automne au niveau de Villiers-le-Lac, et l'on pouvait franchir la frontière franco-suisse à pied (ci-dessous, extrait du journal L'Impartial du 7 octobre 2009).



mardi 31 juillet 2018

Justifier un choix de continuité pour les truites communes

Suffit-il de montrer qu'un obstacle bloque la montaison de truites communes pour établir qu'une intervention sur argent public est nécessaire et urgente? C'est ce que suggèrent deux ingénieurs de recherche de l'Irstea dans la dernière livraison de la revue Sciences Eaux & Territoires. Or, il n'en est rien, car le débat sur la continuité a permis de préciser depuis quelques années les attentes des riverains sur ce compartiment de l'action en rivière. Si la fragmentation d'un cours d'eau limite la mobilité en long mais n'est pas pour autant une entrave à la survie des populations de truites dans ses différents tronçons, l'investissement n'est pas prioritaire. Une circulation non optimale n'est pas en soi un motif suffisant pour dépenser et pour nuire à d'autres usages établis (ce qui n'empêche pas des actions volontaires, lorsque les conditions de financement et de gouvernance sont réunies). Les chercheurs doivent donc affiner les grilles de priorisation des interventions s'ils veulent les rendre légitimes pour les riverains.

Nous avions évoqué les travaux de Céline Le Pichon, ingénieur de recherche Irstea en hydro-écologie, à propos d'une recherche récemment publiée (voir Roy et Pichon 2017 )

Avec Evelyne Talès, elle revient dans la dernière livraison de la revue Sciences Eaux & Territoires sur les enjeux de la trame bleue, en particulier sur la caractérisation d'un besoin de continuité écologique. Les deux auteurs introduisent ainsi leur démarche : "Pour que la trame bleue soit fonctionnelle, il est important de diagnostiquer l’effet de la fragmentation des cours d’eau sur les poissons pour restaurer de manière efficace la continuité écologique. Une méthode consiste à utiliser les outils de biotélémétrie pour identifier la capacité des poissons à franchir les ouvrages existants et leurs aménagements et évaluer ainsi l’efficacité de la restauration. Un cas d’étude est présenté concernant le suivi de populations de truite dans des petits cours d’eau de têtes de bassins en Ile-de-France."

S'ensuit l'expérimentation sur deux petits cours d’eau de têtes de bassin, l’Aulne et la Mérantaise (Parc naturel régional de la Haute Vallée de Chevreuse) pour évaluer le comportement des truites vis-à-vis des ouvrages naturels et anthropiques, ainsi qu'analyser les capacités des individus à recoloniser les secteurs amont.


Exemple donné par Le Pichon et Talès 2018 sur le sivi de mobilité d'une truite de 41 cm face à des obstacles de différentes tailles.

Il est observé : "Certains seuils pouvant être franchis périodiquement au gré des variations de hauteur d’eau, ne constituent pas des obstacles permanents, au moins pour les individus de grande taille. Il est avéré dans notre étude que les truites sont empêchées de gagner des zones potentielles de fraie en amont des obstacles. Les observations par télémétrie indiquent que certaines se sédentarisent au pied des obstacles alors que d’autres ayant un gite plus en aval, s’y présentent temporairement, en particulier lors des migrations de reproduction. Ces observations indiquent clairement que la présence d’obstacles ne leur permet pas d’explorer l’intégralité du cours d’eau et les contraint à se reproduire dans le linéaire accessible. L’impact négatif des ouvrages sur les populations de truite est donc avéré dans ces cours d’eau."

Ce point devrait cependant être le début de l'enquête, et non sa conclusion.

Que des ouvrages fragmentant la rivière réduisent l'espace de mobilité de certaines espèces de poissons est une évidence peu contestée. La question est de savoir l'effet de cette fragmentation sur des populations cibles de l'intervention envisagée : tout impact négatif n'est pas en soi un déclencheur d'action, surtout quand l'action n'a rien d'anodin (ce qui est le cas des chantiers de continuité, de manière générale des chantiers affectant les écoulements en place d'une rivière et les propriétés riveraines).

Ainsi, dans les cas où la restauration de continuité écologique crée des conflits d'usage et des interrogations citoyennes sur le bon usage de l'argent public de l'eau, elle doit justifier plus en détail de sa nécessité. Dans l'exemple envisagé ici, il faudrait répondre à diverses questions :

  • l'action en faveur d'une espèce répandue (Salmo trutta fario), non inscrite sur la liste rouge des espèces menacées de l'IUCN, souvent issue d'introduction par l'homme de souches d'élevage, est-elle une priorité d'engagement des fonds publics et pour quelles raisons par rapport à d'autres enjeux de biodiversité sur des espèces vulnérables voire au bord de l'extinction?
  • comment s'établit la démographie de la truite sur les cours d'eau analysés, ses structures de populations ? En particulier, la situation fragmentée permet-elle la survie de sous-populations dans les différents tronçons séparés par des ouvrages peu ou pas franchissables?
  • a-t-on documenté sur les cours d'eau un risque d'extinction dans des situations de pression extrême (canicule, assec) ? Et indépendamment du facteur "ouvrage", que sait-on de ce risque à horizon 2050 et 2100 selon les évolutions climatiques projetées sur la zone?
  • subsidiairement, quels effets ont les ouvrages sur la biodiversité et la biomasse totales des poissons au-delà de la truite? 

S'il s'avère que la sauvegarde de la truite est un élément clé de la biodiversité locale, que cette sauvegarde est gravement mise en péril par une fragmentation et que l'investissement dans le salmonidé a du sens malgré le réchauffement attendu, alors il peut y avoir une raison d'investir l'argent public dans des choix de continuité ciblés sur cette espèce, sous réserve d'examen coût-bénéfice avec d'autres alternatives pour obtenir le même résultat. Mais si ces conditions ne sont pas remplies, il vaut mieux reconsidérer l'usage de cet argent public dans des choix qui auront davantage d'effets sur la quantité et la qualité de l'eau et de ses milieux vivants.

Comme le gouvernement semble s'orienter vers une logique de priorisation des enjeux de continuité, ces questions risquent de devenir importantes dans un proche avenir, pour améliorer la rationalité des choix publics environnementaux.

Référence : Le Pichon C, Talès E (2018), Note méthodologique - Évaluer la fonctionnalité de la Trame bleue pour les poissons, Sciences Eaux & Territoires, 25, 68-71

samedi 28 juillet 2018

Cincle plongeur et martin pêcheur souffrent-ils du Theusseret?

Un ouvrage hydraulique est-il toujours mauvais pour les cincles plongeurs et les martins pêcheurs, comme l'affirme un ornithologue suisse militant pour la destruction de l'ouvrage hydraulique du Theusseret? Ce n'est pas ce que disent tous les travaux sur ces espèces. Autant vérifier par des inventaires avant de faire (et dire) n'importe quoi pour justifier les modes du moment. 


Dans l'affaire du barrage du Theusseret, objet d'un lobbying intense des pêcheurs de truites en vue de sa destruction, un ornithologue de l'association le Pélerin (M. Martial Farine) répète à qui veut l'entendre que la roselière du site serait sans intérêt et que l'ouvrage nuirait aux oiseaux (voir Est républicain, 24 juillet 2018 ; le Quotidien jurassien, 21 juillet 2018). Un argument est que "si on supprime le barrage, cincle plongeur ou martin pêcheur reviendront". Ce qui laisse entendre qu'ils ont disparu du Doubs franco-suisse à cause des barrages.

Un lecteur nous a fait parvenir quelques liens suggérant que le tableau n'est pas aussi noir et manichéen que l'entendent ces propos militants.

Selon cette référence du Muséum National d'Histoire Naturelle (avec l'Onema), le martin-pêcheur n'est pas signalé comme importuné par les ouvrages :

"Les rives des cours d'eau, des lacs, les étangs, les gravières en eau, les marais et les canaux sont les milieux de vie habituels de l'espèce. La présence d'eau dormante ou courante apparaît fondamentale à la survie du Martin-pêcheur » et son installation est principalement dépendante de la richesse en poisson et de la pureté de l’eau."

Sur le cincle plongeur, cette référence de la Trame verte et bleue n'est pas trop pessimiste sur le rôle d'un ouvrage hydraulique :

"Le Cincle plongeur est l’oiseau typique des cours d’eau rapides et limpides coulant sur un lit de graviers ou de roc (Anonyme 1, à paraître ; Dubois et al., 2008 ; Géroudet, 2010 ; Rushton et al., 1994). Il recherche les secteurs accidentés de rapides, de chutes, les berges abruptes, chevelues de racines et sapées par le courant (Géroudet, 2010). Le voisinage des barrages, des scieries, des moulins, des ponts est particulièrement apprécié pour le site du nid (Géroudet, 2010). Les petits lacs sont aussi visités et il peut s’y reproduire (Géroudet, 2010) à condition de trouver à proximité des sections de cours d’eau rapides (com. pers. Hourlay, 2012)".

Ces observations rejoignent celles de propriétaires d'ouvrages, qui rapportent régulièrement la présence de ces oiseaux aux abords de leur bien.

Evitons donc de raisonner par des affirmations sans preuve et des généralités à charge. Nous proposons que le site du Theusseret et sa roselière fassent l'objet d'une évaluation objective de leur biodiversité aviaire (et autre). De manière générale, que les inventaires de biodiversité des ouvrages hydrauliques et de leurs abords deviennent la norme avant d'intervenir sur ce compartiment des rivières et de perturber les écosystèmes anthropisés, en place de longue date et hébergeant eux aussi du vivant.

Illustration : Cinclus cinclus (La Malène, Lozère - France), Jean-Jacques Boujot travail personnel CC 2.0

mercredi 25 juillet 2018

Une majorité de Français veut accélérer l'hydro-électricité plutôt que l'éolien, le solaire ou le nucléaire

Le journal Actu Environnement révèle les résultats de l'enquête qualitative sur la programmation énergétique nationale, menée auprès d'un panel de 400 citoyens représentatifs de la population. Les Français trouvent les choix de l'Etat peu compréhensibles, font confiance aux collectivités, veulent réduire la part du nucléaire et placent la nécessité d'accélérer l'hydro-électricité devant celle de l'éolien terrestre et du solaire. Nicolas Hulot va-t-il continuer la politique déplorable consistant à détruire les barrages et les seuils de moulin au lieu de les équiper? Ce choix a été imposé de manière autoritaire par des bureaucraties et des lobbies, au mépris de l'avis des riverains des ouvrages en place. Il est temps de tourner la page.

Le débat public sur la Programmation pluriannuelle de l'énergie a donné la parole à 400 citoyens représentatifs de la population.

Quelle opinion en ressort ?


Les choix de transition énergétique ne paraissent ni cohérents ni compréhensibles pour une large majorité. Et le retard est observé.


Les Français pensent que les collectivités ont un rôle à jouer et que les régions n'en font pas assez.



Une large majorité veut réduire le nucléaire assez rapidement et ne pas relancer massivement la filière.



Une majorité de Français souhaite développer l'hydro-électricité, qui arrive devant l'éolien terrestre et le solaire en terme d'attente. On observe en revanche qu'une forte minorité (39%) veut cesser l'hydro-électricité, qui est plus clivante, comme l'éolien et le bois.

Conclusion : la politique de destruction sans retour des ouvrages hydrauliques, au lieu de leur aménagement écologique et de leur équipement énergétique, ne reçoit pas de soutien majoritaire dans la population. Idem pour les nombreuses complications et entraves que l'administration en charge de l'eau place dans la relance des moulins, occasionnant des coûts non réalistes et des délais démotivants, donc aggravant le retard français dans la transition énergétique. Cette politique décriée a été décidée en petits comités, contre l'avis des parlementaires ayant rappelé à l'ordre de nombreuses fois le ministère de l'écologie, sans entendre les attentes majoritaires des riverains sur la plupart des sites. Le gouvernement actuel a été élu sur la promesse de réduire la fracture entre les attentes des citoyens et les choix de l'Etat : on attend donc que cette promesse soit tenue au bord des rivières.

lundi 23 juillet 2018

Evaporation et effacement des étangs: une thèse universitaire dénonce certains dogmes publics (Aldomany 2017)

"L’effacement des plans d’eau (petits ou grands) du continuum hydrographique est le nouveau dogme français lié à l’interprétation de la Directive cadre européenne sur l'Eau (DCE-2000) dans la loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA-2006). En effet, cette stratégie se base sur des idées ne reposant sur aucune mesure exacte de l’influence des plans d’eau, supposée néfaste, sur la quantité d’eau s’écoulant dans les réseaux hydrographiques aval." C'est par ces mots que s'ouvre le résumé de la thèse de géographie de Mohammad Aldomany, dédiée à la mesure du bilan hydrologique réel des étangs en Brenne et Limousin. Le jeune chercheur observe que l'évaporation due aux étang est comparable à celle d'autres milieux naturels, et que leur bilan annuel est souvent favorable à la recharge en eau des milieux adjacents. Tout en pointant que nombre de documents administratifs se laissent aller à des généralités et des prescriptions sans mesure réelle des milieux concernés. Il est salutaire que les universitaires rappellent aux décideurs la nécessité de fonder les politiques publiques sur des données robustes, pas sur des diktats inspirés de diagnostics partiels et partiaux des milieux aquatiques. L'effacement préférentiel et l'assèchement des plans d'eau, des canaux dérivés, de leurs annexes humides est une politique sous-informée, dont le bilan écologique n'est pas étudié sérieusement, hormis quelques espèces spécialisées de poissons qui sont bien loin de résumer tous les enjeux de biodiversité ou d'usage de l'eau. Il est urgent de repenser les outils de la continuité écologique, dont les destructions sont hélas des choix sans retour pour les riverains et les biotopes. Extraits de l'introduction et de la conclusion de la thèse de Mohammad Aldomany.


Introduction : des politiques publiques inspirées par des généralités, une absence notable d'études empiriques préalables malgré un choix précipité d'effacement des plans d'eau

Récemment, le Syndicat de Bassin pour l'Aménagement de la rivière l'Oudon a adopté un chiffre qui estime la sur-évaporation correspondant au delta entre l'évaporation d'un plan d'eau et celle d'une prairie de 0,5 l/s/ha, soit à l'échelle annuelle une différence de 1577 mm ! Ce chiffre est similaire à la différence entre la quantité d'eau perdue par l'évaporation à partir d'une surface d'eau libre de 1000 m2 de superficie et celle perdue par l'évapotranspiration réelle d'une prairie possédant la même superficie qui est égale à 500 m3 pour une période de six mois allant du premier avril au 30 septembre. Cela veut-dire une sur-évaporation de 500 mm pour six mois seulement ! Ce dernier chiffre est issu de l'étude intitulée ''Étude sur la Détermination de débits de référence complémentaires sur le bassin versant de la Sarthe Amont'' menée par le bureau d'étude SAFEGE (avril 2015) pour le compte de l'Institution Interdépartementale du Bassin de la Sarthe. En sachant que les deux chiffres précédents se réfèrent à la sur-évaporation d'un plan d'eau existant dans une région de climat océanique humide par rapport à une prairie et pas à l'évaporation totale du plan d'eau qui est égale à la quantité totale de l'eau qui quitte la surface évaporante au profit de l'atmosphère grâce à l'énergie solaire, les premières questions qui viennent à l'esprit sont :
1- Ces chiffres sont-ils représentatifs des rapports internes et des discours des administrations françaises, tant au niveau national que par bassin ?
2- Un étang évapore-t-il vraiment une tranche d’eau de plus d’un mètre cinquante de plus qu’un fond de vallée humide ?
3- Vu le nombre de centaines de milliers de ces petites pièces d’eau sur le territoire français, ne bouleversent-ils pas le bilan hydrologique du pays ?

En essayant de trouver la réponse à la première question au niveau national, nous avons consulté le site officiel du Ministère de l'Environnement, de l’Énergie et de la Mer et voici ce qu'il dit propos de l'évaporation des plans d'eau : « La restauration hydromorphologique des cours d’eau, à travers des effacements d’ouvrages notamment, permet de lutter contre le changement climatique en supprimant les effets aggravants des seuils et retenues sur le réchauffement et l’évaporation des eaux. Les retenues génèrent une évaporation forte d’eau en période estivale car une eau stagnante peu profonde se réchauffe beaucoup plus vite et plus fortement qu’une eau courante. Sur une longue durée d’ensoleillement, plus la surface d’eau exposée est importante plus les pertes par évaporation seront significatives». À l'échelle des bassins versants nous trouvons dans un rapport officiel issu de la préfecture de la région Pays de la Loire intitulé "Quelle qualité des eaux dans notre région ? Où et comment agir en priorité ?" la phrase suivante : « La forte tension sur la ressource en eau en période estivale, sur une grande partie de la région, nécessite la mise en place de mesures d’économies d’eau, de cadrage, voire de substitution des prélèvements, ainsi que la diminution de l’impact des plans d’eau, par lesquels s’évapore un grand volume d’eau ».

En fait, la stratégie adoptée par le Ministère de l'Environnement, de l’Énergie et de la Mer pour appliquer la directive cadre sur l'eau et qui s'appuie sur l'effacement des petits plans d'eau afin de restaurer la continuité écologique des cours d'eau, nous permet de bien comprendre pourquoi il utilise des mots ''grandiloquents'' comme (forte, beaucoup, significative...etc) en évitant de donner des mesures exactes ou, au moins, d'apporter une explication plus globale du phénomène décrit.

En fait, les étangs, ces petits plans d'eau de 6 à 7 mètres de profondeur maximale qui possèdent, en général, une superficie allant de 0,1 à 100 hectares où le volume maximum est inférieur à un million de m3 (Touchart et al., 2014), font partie du patrimoine de plusieurs régions de l'hexagone où l'apparition des plus anciens date du Moyen-âge (Benoît, 1992 ; Dérex, 2001), voire même avant (Bartout, 2012). À l'origine, ils permettaient d'assurer à la fois les multiples fonctionnements de moulins et la production de poissons. Plus tard, la pluriactivité des étangs est passée à une forme de monoactivité volontaire ou subie et de fait la morphologie du plan d’eau s’est adaptée à ce seul besoin et pas à une multitude d’entre eux. Dans une époque beaucoup plus récente, ce patrimoine aquatique s’est enrichi par la construction de lacs de barrage à la destination différente (électricité, régularisation du débit des fleuves et des rivières, alimentation des villes en eau potable ou à une fin agricole ou industrielle) mais pouvant également être le support soit d’une aquaculture (intensive ou extensive), soit d’activités nautiques, soit d’activités cynégétiques. Ils répondent également à une forte demande de loisirs, et jouent, sur le plan du développement local, un rôle de levier touristique souvent incontournable.

Les étangs français de petites tailles se sont multipliés à la fin du 20ème siècle sous l’effet de multiples facteurs (terrains libres liés à l’exode rural, mode de loisirs, recherche du bien être personnel, pollution des eaux courantes, réglementations permissives...etc). La région Centre-Ouest de la France contient plus de la moitié (plus de 123 000 étangs) des étangs existant dans la France métropolitaine (plus de 250 000 étangs) (Bartout et Touchart, 2013), ces étangs occupant environ 58% de la superficie totale de tous les plans d'eau (lacs, étangs et mares) (Bartout, 2015). Ces milieux artificiels sont à la source d'une biodiversité étonnante car des études récentes (Céréghino et al., 2008 ; Soomets et al., 2016) montrent que les petits plans d'eau, comme les étangs et les marais, sont tout aussi importants que les rivières et les lacs pour soutenir un éventail de biodiversité aquatique dans le paysage agricole d'Europe. Ces intérêts écologiques, économiques et paysagers reconnus dans le Centre-Ouest de la France exigent une gestion durable compatible avec les principes généraux législatifs, que ce soit au niveau international et européen [la convention de Ramsar (1971), la déclaration du Dublin (1992), la directive cadre sur l’eau (2000) et la directive INSPIRE (2007)] ou français [la Loi Pêche (1984), la loi sur l'eau (1964 et 1992), la loi sur l’eau et les milieux aquatiques (2006), et les documents réglementaires comme les Schémas Directeurs d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) et les Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE)].

L'application de ces législations, surtout la directive cadre européenne sur l’eau (DCE) a rencontré un échec notable (Bouleau et Pont, 2014 ; Bartout et Touchart, 2015). Parmi les multiples raisons de cet échec nous pouvons citer l'absence d'une définition claire pour distinguer les lacs, qui étaient le seul type de plans d'eau pris en considération lors de l'application de la (DCE), et les étangs. Un travail énorme effectué par L. Touchart et ses doctorants a conduit à bien distinguer les lacs et les étangs qui ne sont plus des ''lacs tronqués'' ou des lacs de dimensions réduites comme les présente J. Loup (1974).

Une gestion durable des étangs nécessite une connaissance de tous les processus physico- chimiques, biologiques, historiques, économiques et sociologiques. Malgré les très nombreuses études scientifiques qui ont été consacrées à étudier les étangs durant les décennies précédentes (Banas D., et al., 2001 ; Banas D., et al., 2002 ; Banas D., et al., 2005 ; Gaillard, 2014), ainsi que les estimations récentes qui indiquent que le monde contient plus de 117 millions de plans d’eau ayant une superficie supérieure à 0.2 ha (Verpoorter et al., 2014), très peu d'études ont été consacrées à étudier le bilan hydrologique de ces petits plans d'eau, qui est la balance entre les eaux entrantes et sortantes de l'étang. En effet, les études effectuées sur le sujet du bilan hydrologique et surtout sur l'évaporation des plans d'eau sont soit faites sur des territoires aux conditions géographiques très différentes de celles présentes dans la région Centre-Ouest de la France, à savoir des régions arides ou semi-arides (Bouchardeau et Lefèvre, 1957 ; Riou, 1975, sur le lac Tchad, Neumann, 1953, sur le lac Houle et le lac de Tibériade), soit réalisées à l’échelle de grands lacs (Afanas'ev, 1976, sur le lac Baïkal, Nicod et Rossi, 1979, sur le lac Victoria) et des réservoirs emblématiques aux États-Unis.

Les études existant sur le sujet de l'évaporation des étangs français sont très rares. L'explication de la forte pénurie d'études sur le bilan hydrologique d'étangs et la détermination de l'évaporation de ces petits plans d'eau est liée à plusieurs raisons, les plus importantes d'entre elles sont l'intérêt ou le financement qui ne sont pas suffisants pour justifier le temps et les dépenses mais aussi la difficulté pour estimer et mesurer certains éléments de ce bilan. Bien que les précipitations et le débit entrant et sortant des étangs soient faciles à mesurer, le taux de percolation et d'évaporation compliquent les études sur le bilan hydrologique. Tandis que plusieurs études montrent que le taux d'infiltrations vers les nappes d'eau profondes, dans les principales régions des étangs, est modeste, l'évaporation reste la composante du bilan hydrologique la plus difficile à étudier à cause de l'hétérogénéité de la topographie entourant les étangs et des multiples facteurs météorologiques affectant l'évaporation comme la température de l’eau et celle de l'air, l'humidité relative, le rayonnement solaire, la pression atmosphérique et la vitesse du vent. Outre le climat, les caractéristiques des étangs telles que la taille, la forme, la profondeur, la qualité de l'eau, la clarté, la température de l'eau et la circulation, même son emplacement, peuvent affecter le taux d'évaporation. Pour cela, les études les plus sérieuses ne mentionnent pas l'évaporation, ou ne lui assignent qu'une place modeste (Loup, 1957).

Ces études donnent des estimations très différentes, voire paradoxales. Parfois ces études affirment la forte évaporation des étangs sans aucune mesure ni calcul ni preuve comme l'étude intitulée "Étude diagnostic des causes d'eutrophisation du plan d'eau de la Ramade" réalisée par Aqua Concept Environnement – BCEOM pour le compte de la commune de Giat : «On dénombre 64 étangs sur le bassin versant (...). Ces retenues réduisent sensiblement la ressource en été par évaporation et délivrent des eaux réchauffées». D'autres études, comme celle du SAFEGE (2015) cité ci-dessus, donnent des valeurs de l'évaporation pour une région française proches de celles des lacs existant dans les régions arides ou semi-arides. D'autres études arrivent aux résultats inverses selon lesquels les étangs jouent un rôle plutôt positif en ce qui concerne la quantité des eaux parce qu'ils stockent de l'eau pendant les périodes de fortes précipitations et les restituent ensuite dans les réseaux hydrographiques pendant les périodes d'étiages et parce que l'évaporation des étangs est, la plupart de temps, inférieure à l'évapotranspiration des couverts végétaux entourant les étangs (Morton, 1983 ; Perrin, 2011).

Un autre type d'études qui ne s'appuient sur aucune mesure sur les territoires Français donne des chiffres extraits des documents scientifiques internationaux sur l'influence des étangs sur l’hydrologie et l’hydrogéologie des bassins versants. Un exemple de ce type d'étude est le troisième chapitre du rapport de l'expertise scientifique collective Inra, Onema et Irstea intitulé «Impact cumulé des retenues d'eau sur le milieu aquatique». Les auteurs de ce chapitre disent :«Toutes les études basées sur des observations s’accordent sur le fait que les retenues induisent une réduction des débits, réduction attribuée parfois principalement aux pertes externes des retenues (par évaporation ou infiltration). L’intensité des diminutions varie dans le temps, et peut être assez forte sur les débits de crues et d’étiages. La réduction des débits est plus marquée les années sèches que les années humides». Mais ils disent dans la synthèse de cette expertise que «l’analyse de la littérature n’a pu mettre en évidence un indicateur permettant d’évaluer a priori l’effet cumulé des retenues sur l’hydrologie. La densité de retenues ou le volume de stockage cumulé sur un bassin n’ont de sens que sur des zones relativement homogènes». (...)



Conclusion : l'évaporation des étangs est parfois du même ordre que celle d'autres milieux naturels, le bilan hydrologique annuel est souvent positif pour la réserve en eau

Nos estimations montrent que l'évaporation annuelle des étangs de notre région d'étude varie entre 850 mm/an pour l'étang des Oussines (étang situé à plus de 800 mètres d'altitude) et 1000 mm/an pour les étangs de la Brenne.

En essayant de comparer la quantité d'eau perdue via l'évaporation à partir des étangs et celle perdue par d'autres types d'occupation du sol, nous avons comparé chacun de nos étangs de mesures avec une forêt de chênes ayant la même superficie. Nos analyses montrent que la différence entre la quantité d'eau perdue via l'évaporation, ou (l'évaporation + l'évapotranspiration des plantes aquatiques pour les étangs ayant une partie de leur surface occupée par ces plantes), et celle perdue via l'évapotranspiration et l'interception de la forêt n'est pas très grande. Par contre, cette perte, à l'exception des mois où les arbres souffrent d'un stress hydrique, peut être plus grande pour la forêt que pour l'étang. Nos comparaisons ont aussi montré que les étangs avec des plantes aquatiques perdent une quantité d'eau supérieure à celle perdue par les étangs sans plantes aquatiques. Pour cela, si ces plantes ne font pas partie de la chaîne alimentaire des poissons ou des autres espèces animales qui vivent dans l'étang, ou si elles ne constituent pas un endroit de reproduction pour les oiseaux nicheurs, nous recommandons de couper ces plantes, ou au moins, réduire la proportion qu'elles occupent à la surface de l'étang.

D'après notre travail, l'évaporation d'un étang représentatif du Limousin (l'étang du Château à Rilhac-Rancon) est de 964,5 mm par an, alors que, selon nos mesures directes de l'évaporation réelle à partir d'une surface d'eau libre et l'évapotranspiration réelle d'une surface ayant la même superficie mais occupée par les joncs, nous estimons l'évapotranspiration d'une prairie humide à plus de 2500 mm par an.

En ce qui concerne l'étiage estival de la Claise, nos analyses ont montré que les étangs de la Brenne jouent un rôle dans ce phénomène naturel, car ils empêchent les précipitations tombées durant cette période de continuer leur chemin jusqu'au lit de la rivière. Par contre, nos données ont bien montré que la majorité des eaux tombées sur les étangs pendant la période chaude de l'année ne sont pas perdues par l'évaporation, elles ont été simplement stockées dans les étangs. Du plus, ces étangs, après avoir repris leur volume maximum à la fin d'automne, permettent l'écoulement libre
des cours d'eau.

Concernant les étangs limousins, surtout ceux qui ont des débits entrants et sortants permanents, nos analyses ont montré clairement que ces étangs ont un rôle plutôt positif sur le débit estival des réseaux hydrographiques de cette région par rapport aux autres occupations du sol, car ils restituent la totalité des précipitations qu'ils reçoivent pendant cette période. Or, les forêts les interceptent en grande partie et le reste est utilisé pour compenser la diminution de l'humidité du sol résultant de l'absorption des racines des arbres.

Les résultats de ce travail nous permettent de dire que la présence des étangs favorise l'évaporation, mais il est inexact d'affirmer que ce phénomène impacte fortement la quantité d'eau disponible sur un bassin versant. Au contraire, dans les régions où les précipitations dépassent l'évaporation, et les débits entrants et sortants des étangs sont permanents, ces plans d'eau jouent un rôle positif pour assurer un bon débit des réseaux hydrographiques surtout pendant la période estivale.

Notre étude a aussi confirmé le fait que les régions d'étangs ont une perméabilité réduite, donc les quantités de l'eau infiltrée vers les nappes phréatiques sont petites par rapport aux autres composantes du bilan hydrologique, surtout les débits entrants et sortants. Nos données ont aussi confirmé l'importance de l'écoulement souterrain pour les étangs de vallée. Nous estimons cet écoulement de 0,25 l/s pour l'étang du Château.

À la fin de ce travail, nous espérons que nous avons réussi à ajouter une nouvelle étude de grande valeur à la littérature scientifique sur le sujet de l'évaporation et du bilan hydrologique des petits plans d'eau. Nous souhaitons que les nombreux exemples chiffrés, détaillés et cités dans ce mémoire, aident le plus grand nombre possible des étudiants et autres personnes intéressées à bien comprendre le déroulement du processus d'évaporation.

Espérons que ce travail, qui nous a coûté beaucoup d'efforts, de recherche, d'analyse et des mesures quotidiennes sur les terrains, retienne l'attention des décideurs et des responsables de la gestion de ces plans d'eau, car nous pensons que cette étude les aidera à mieux comprendre ces plans d'eau. Bien que les étang de la Brenne sont partiellement responsables de l'étiage estival de la Claise, les étangs limousins, par contre, soutiennent un bon débit estival de leur région. Donc, la situation géographique des étangs doit être prise en considération au moment d'établir d'un bilan de gestion de ces plans d'eau. Selon notre recherche nous pensons que le choix d'effacement des étangs n'est certainement pas la réponse la plus efficace au problème de l'étiage estival des réseaux hydrographiques de la région Centre-Ouest de la France.

Référence : Aldomany, Mohammad (2017), L’évaporation dans le bilan hydrologique des étangs du Centre-Ouest de la France (Brenne et Limousin). Géographie. Université d’Orléans, 2017. Français. NNT: 2017ORLE1155, tel-01661489, 332 p.

Illustrations : en haut, étang de Brenne, du côté de La Gabrière, par Jean-Marie Gall CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons ; en bas, mare alimentée par l'étang de Bellebouche, en Brenne, par Jacques Le Letty CC BY-SA 3.0.

vendredi 20 juillet 2018

Quand les cormorans déciment les rivières à salmonidés (Jepsen et al 2018)

Une étude danoise montre que le grand cormoran peut consommer 30% des truites et jusqu'à 78% des ombres des rivières qu'il colonise, sa pression de prédation suffisant à expliquer les déclins localement observés de ces espèces. Ce retour du cormoran est pourtant un succès de l'écologie de la conservation. Et il y a d'autres candidats piscivores à la recolonisation des rivières, chez les oiseaux comme chez les mammifères.



Quasi-disparu voici un demi-siècle, le grand cormoran ou cormoran commun (Phalacrocorax carbo sinensis) a été protégé par la directive oiseaux 79/409/CEE de 1979 et sa population s'est reconstituée en Europe. C'est donc une réussite de conservation. Mais elle ne fait pas que des heureux, car les oiseaux aquatiques sont régulièrement accusés de s'éloigner des littoraux et de venir vider les rivières ou les étangs de leurs populations de poissons.

Niels Jepsen et ses collègues (Institut des ressources aquatiques, Université technique du Danemark) observent que l'on manque de données empiriques à ce sujet. Depuis que la population de grands cormorans  a augmenté, le Danemark a été l'une des principales zones de reproduction pour cet oiseau aquatique. Après une période de forte hausse (2000 couples en 1980, 36 000 couples en 1993), puis des effectifs de reproduction stables pendant 10 ans, la population des grands cormorans a légèrement diminué au Danemark (autour de 25-28 000 couples dans les années 2010).

Dans le même temps, une combinaison d'hivers froids et de faible disponibilité des proies côtières a apparemment poussé les oiseaux à chercher de nouvelles zones d'alimentation. Ainsi, les cormorans ont commencé à apparaître dans les rivières, coïncidant avec un déclin massif observé de poissons, principalement la truite commune (Salmo trutta) et l'ombre commun (Thymallus thymallus).

L'étude a été réalisée dans les rivières Nørrea et Kongea. Ce sont de petites rivières de plaine (débit annuel moyen 5 m3/s et 14 m3/s), avec substrat sableux, couverture boisée extensive et régimes d'écoulement stables. Ces rivières sont naturellement pauvres en espèces de poissons, les salmonidés étant les populations dominantes.

Les auteurs ont utilisé la radio-télémétrie, l'étiquetage PIT (Passive Integrated Transponder) et les enquêtes traditionnelles sur les poissons pour estimer l'impact de la prédation par les cormorans.


Taggage et prédation estimée sur les différentes espèces de poissons de la rivière Nørrea. Cliquer pour agrandir. Les ombres (Thymallus thymallus), les gardons (Rutilus rutilus), les vandoises (Leuciscus leuciscus) et les truites (Salmo trutta) semblent les principales cibles. Extrait de Jepsen et al 2018, art cit, droit de courte citation

Résultat : la récupération des PIT-tag a révélé qu'environ 30% des truites sauvages et 72% des ombres sauvages de la Nørrea étaient consommés par les cormorans. Dans la Kongea, 79% des ombres marqués ont fait l'objet de prédation.

Au final, notent les chercheurs, "la prédation par les cormorans semble se situer à un niveau qui explique l'effondrement observé des populations d'ombre commun et de truite commune dans de nombreux cours d'eau danois".

Discussion
Ces résultats restent préliminaires, et valables pour la région analysée. Néanmoins, les conflits entre les pêcheurs-pisciculteurs et les cormorans sont couverts par les médias depuis des années, et d'autres travaux ont déjà observé la réalité des prélèvements de poissons par les oiseaux (voir Koed et al 2006; Marzano & Carss 2012; Klenke et al 2013; Skov et al 2013; Ovegaerd et al 2017).

Ce travail nous inspire quelques réflexions :

  • les poissons ne sont pas un sommet de la chaîne trophique, puisqu'ils sont eux-mêmes les proies d'oiseaux et de mammifères, dont l'étude devrait être intégrée en routine dans l'évaluation écologique des milieux aquatiques (ce n'est pas le cas aujourd'hui),
  • les effets des mesures de l'écologie de la conservation peuvent entrer en compétition avec des usages humains et des pratiques sociales (ici la pêche et le pisciculture), la question n'étant pas limitée à certains cas très médiatisés (ours, loup),
  • l'écologie de la conservation appliquée à des milieux en déséquilibre car répondant à des impacts anthropiques peut aussi représenter une pression supplémentaire pour des espèces fragilisées, autrement dit on peut avoir des conflits de priorité dans les choix sur les espèces à protéger ou à réguler,
  • anthropiques ou intrinsèques, s'exerçant à différentes échelles de temps, les facteurs de variation de population piscicole sont nombreux, ce qui impose une certaine prudence quand on  prétend faire un diagnostic de causalité d'une évolution locale (combien d'analyses de population piscicole intègrent l'évolution pluridécennale des relations proie-prédateur sur la rivière? Quasiment aucune, à notre connaissance),
  • les cormorans sont loin d'être la seule pression naturelle de prédation sur les poissons (hérons, butors, martins-pêcheurs, cigognes, loutres, visons…) de sorte qu'une pleine restauration des relations proies-prédateurs de la rivière y poserait sans doute à terme la question de la place de la pêche humaine. Jepsen et ses collègues observent ainsi la chute des ventes de carte de pêche d'un facteur 20 dans les rivières recolonisées par des cormorans.

Référence : Jepsen N et al (2018), Change of foraging behavior of cormorants and the effect on river fish, Hydrobiologia, 820, 1, 189-199.

Illustration en haut : Wald1siedel - Travail personnel, CC BY-SA 4.0

mercredi 18 juillet 2018

Mobilité réelle des truites, barbeaux, chevesnes sur l'Arve et le Rhône (Chasserieau et al 2018)

Céline Chasserieau et 8 collègues (Fédération de pêche de Haute Savoie en France, Institut Terre-Nature-Environnement en Suisse) ont procédé au suivi télémétrique de 3 espèces de poissons (truite, barbeau, chevesne) pour comprendre plus en détail leur comportement migratoire en lien à la connectivité et aux affluents de l'Arve et du Rhône. Il s'avère que la moitié seulement des poissons ont un comportement de mobilité de plus de 2 km dans leur cycle de vie, même si ces populations comptent certains individus à grands déplacements. Ce comportement doit être intégré dans la future grille de priorisation des ouvrages hydrauliques présentant des impacts, au lieu de l'actuel classement sans discernement de rivières entières et du traitement coûteux d'ouvrages sans grands impacts.

Voici le contexte de l'étude : "L’Arve est une rivière glaciaire qui rejoint le Rhône à Genève en traversant une zone fortement urbanisée : la vallée de l’Arve (…). Au fil des années, les multiples chenaux de ces deux grandes rivières se sont réduits à un chenal unique endigué sur les deux rives pour protéger les infrastructures et parsemé d’ouvrages transversaux plus ou moins conséquents : 3 ouvrages hydroélectriques cumulant 32 m de chute fragmentent les 27 km de Rhône genevois tandis que les 50 km étudiés de l’Arve comptabilise 13 seuils majoritairement en enrochements libres."

L’étude télémétrique a été réalisé esur les cours de l’Arve (50 km), du Rhône genevois (25 km) et sur les secteurs aval de leurs principaux affluents (entre 1 et 4 km). Les déplacements individuels ont été caractérisés sur 2 ans (mai 2013 à mai 2015). Parmi les 206 poissons radiomarqués, 154 ont fourni de l’information, les autres ayant été perdus. En moyenne, un individu a pu être suivi durant 234.5 jours (±152.5) avec une fourchette de 30 à 491 jours.



Graphique extrait de Chasserieau et al 2018, at cit, droit de courte citation. Déplacements de 11 truites migrantes sur le bassin de l’Arve. Le point initial des courbes est le point de relâcher ; les points suivants sont les détections. En gris clair, les poissons issus de l’Arve et en foncé ceux issus des affluents. Les cercles sont des détections dans l’Arve et les autres symboles celles dans les affluents.

Les principaux résultats :
  • Une part seulement des individus de chaque espèce est migrante (plus de 2 km de rivière pour effectuer toutes les phases de leur cycle de vie et/ou de changer de cours d’eau) : 56% des truites fario, 45% des barbeaux fluviatiles de l’Arve (90% de ceux du Rhône) et 50% des chevesnes.
  • Les truites de l’Arve sont davantage migrantes et parcourent en moyenne 491 m (± 1665)  durant la période de reproduction pour trouver des habitats favorables.
  • Les individus sédentaires se rencontrent plutôt sur les affluents (diversité d’habitats sur des linéaires plus courts) avec des taux de mobilité plus faibles (18% à 30% toutes espèces confondues).
  • Certains individus effectuent de grands déplacements pour assurer leur descendance et finissent par revenir à leur site de repos après s’être reproduits. Ainsi en moyenne, les domaines vitaux des truites fario à grandes migrations sont deux à trois fois plus conséquents que ceux des deux espèces de cyprinidés : 13.76 km (± 10.86) pour la truite fario contre 6.15 km (± 3.25) pour le barbeau et 4.90 km (± 4.88) pour le chevesne. 

Discussion
Ce travail rappelle que tous les individus d'une population (d'une espèce par extension) holobiotique n'ont pas le même niveau de mobilité, et que la plupart des migrations restent d'assez courtes distances, même pour les truites. Cela relativise la part des bénéfices quand on fait une analyse coût-bénéfice de la défragmentation des rivières, étant attendu que les politiques environnementales doivent investir en priorité là où les gains sont maximaux et/ou là où des populations piscicoles ne peuvent survivre en situation fragmentée. Par ailleurs, des chercheurs ont suggéré que la pression des barrières au fil des générations pourrait produire une sélection adaptative et favoriser des individus de plus en plus sédentaires au sein des populations (voir Branco et al 2017). Les mobilités réelles et leur évolution doivent donc être davantage étudiées, l'objectif public ne pouvant être de "renaturer" toutes les rivières en supprimant systématiquement des ouvrages, mais bien d'optimiser des conditions locales pour certains poissons - et cela sans pour autant perdre de la biodiversité sur d'autres compartiments aquatiques (y compris la biodiversité acquise sur les nouveaux écosystèmes de lacs, retenues, canaux).

Il est aujourd'hui débattu de la nécessité de prioriser les ouvrages hydrauliques à traiter au titre de la restauration de connectivité en long. Cette priorisation devra se faire selon des critères scientifiques et non administratifs (ou simplement halieutiques). Un modèle de sensibilité des espèces à la fragmentation selon leur taux de sédentarité / mobilité pourrait y aider, en connexion avec un modèle du réseau hydrographique délimitant les linéaires accessibles ou non. Il sera particulièrement important de veiller à ce que la nouvelle définition des ouvrages prioritaires au titre de la continuité résulte de telles méthodes transparentes, reproductibles et réfutables. C'est-à-dire de la science ouverte plutôt que de cénacles fermés, comme ce fut hélas le cas pour le classement très problématique de 2012-2013.

Référence : Chasserieau C et al (2018), La connectivité du bassin de l’Arve et du Rhône genevois étudiées via la télémétrie pour 3 espèces : la truite fario, le barbeau fluviatile et chevesne. The Connectivity on the Arve River and the Rhône River near Geneva highlighted by the telemetry for three species: the brown trout, the barbel and the chub, Conférence Integrative Sciences Rivers 2018.

Les 3e rencontres internationales Integrative Rivers (4-8 juin 2018), à l’Université Lyon 2, ont donné lieu à de nombreuses présentations d'équipes de chercheurs et gestionnaires, dont certaines apportent des perspectives intéressantes. Nous en commentons quelques-unes cet été.

lundi 16 juillet 2018

En la 7e époque de la nature : Buffon, premier penseur de l'Anthropocène

A la fin des années 1770, le grand naturaliste Buffon rédige un traité intitulé Les époques de la nature. Il y développe l'idée que la nature, loin d'être stable, exprime une dynamique intrinsèque, donc un changement permanent, et dès lors possède une histoire. De manière tout à fait novatrice, il note dans cet essai que la nature est entrée dans sa phase historique (la septième époque) où l'influence de l'homme devient la première force agissante : "l'état dans lequel nous voyons aujourd'hui la nature est autant notre ouvrage que le sien". Buffon s'intéresse même, dans les pages les plus spéculatives, aux moyens de changer la température du globe... Ses idées sont d'une étonnante actualité puisque les scientifiques du monde entier débattent aujourd'hui sur l'opportunité de renommer notre ère géologique l'Anthropocène, en référence à l'omniprésence des effets de l'action humaine sur l'environnement physique, chimique et biologique. A 250 ans de distance et alors que les enjeux écologiques s'imposent comme une grande interrogation de ce siècle, la pensée de Buffon nous invite encore et toujours à questionner ce que nous nommons la nature, et ce que nous cherchons en elle. 



Voici les premières lignes de l'essai de Buffon sur Les époque de la nature,  où le penseur identifie les "variations" , les "altérations", les "combinaisons nouvelles" et les "mutations" comme étant non pas des accidents isolés, mais des forces constitutives de la nature :
"La nature étant contemporaine de la matière ,de l'espace et du temps, son histoire est celle de toutes les circonstances, de tous les lieux, de tous les âges : et quoiqu'il paraisse à la première vue que ses grands ouvrages ne s'altèrent ni ne changent , et que dans ses productions , même les plus fragiles et les plus passagères, elle se montre toujours et constamment la même , puisqu'à chaque instant ses premiers modèles reparaissent à nos yeux sous de nouvelles représentations ; cependant, en l'observant de près on s'apercevra que son cours n'est pas absolument uniforme ; on reconnaîtra qu'elle admet des variations sensibles, qu'elle reçoit des altérations successives, qu'elle se prête même à des combinaisons nouvelles , à des mutations de matière et de forme ; qu'enfin, autant elle paraît fixe dans son tout , autant elle est variable dans chacune de ses parties ; et si nous l'embrassons dans toute son étendue , nous ne pourrons douter qu'elle ne soit aujourd'hui très-différente de ce qu'elle était au commencement & de ce qu'elle est devenue dans la succession des temps : ce sont ces changements divers que nous appelions des Epoques. 
La nature s'est trouvée dans différents états : la surface de la Terre a pris successivement des formes différentes ; les cieux même ont varié , et toutes les choses de l'univers physique font comme celles du monde moral, dans un mouvement continuel de variations successives. Par exemple, l'état dans lequel nous voyons aujourd'hui la nature, est autant notre ouvrage que le sien ; nous avons su la tempérer, la modifier, la plier à nos besoins , à nos désirs; nous avons fondé, cultivé, fécondé la Terre : l'aspect sous lequel elle se présente est donc bien différent de celui des temps antérieurs à l'invention des arts. L'âge d'or de la morale , ou plutôt de la fable, n'était que l'âge de fer de la physique et de la vérité. 
Après avoir fait la somme de ses réflexions, observations et hypothèses (dont certaines se sont bien sûr révélées fausses au regard des progrès ultérieurs de la science moderne) sur les témoignages des changements dans la nature, Buffon achève l'ouvrage par la "septième et dernière époque", soit "lorsque de la puissance de l'homme a fécondé celle de la nature".

Fidèle à son siècle progressiste, le naturaliste y dresse l'éloge de l'action bénéfique des sciences et des arts à travers les siècles, sur fond d'une anthropologie artificialiste où l'être humain se destine dès les premiers âges à la maîtrise d'une nature hostile:
"Les premiers hommes , témoins des mouvements convulsifs de la Terre  encore récents et très fréquents, n'ayant que les montagnes pour asiles contre les inondations , chassés souvent de ces mêmes asiles par le feu des volcans, tremblants fur une terre qui tremblait sous leurs pieds , nus d'esprit et de corps, exposés aux injures de tous les éléments, victimes de la fureur des animaux féroces , dont ils ne pouvaient éviter de devenir la proie ; tous également pénétrés du sentiment commun d'une terreur funeste , tous également pressés par la nécessité, n'ont -ils pas très-promptement cherché à se réunir d'abord pour se défendre par le nombre , ensuite pour s'aider et travailler de concert à se faire un domicile et des armes?" 
Si la nature est destinalement transformée par l'espèce humaine dans l'esprit de Buffon, son propos n'est pas exempt d'un idéal de cosmopolitisme paisible et de modération des désirs en ce qui regarde les rapports entre les hommes et les sociétés :
 "Il a fallu six cents siècles à la Nature pour construire les grands ouvrages, pour attiédir la terre, pour en façonner la surface et arriver à un état tranquille ; combien n'en faudrait-il pas pour que les hommes arrivent au même point et cessent de s'inquiéter , de s'agiter et de s'entre-détruire? Quand reconnaîtront-ils que la jouissance paisible des terres de leur patrie suffit à leur bonheur? Quand seront-ils assez sages pour rabattre de leurs prétentions, pour renoncer à des dominations imaginaires, à des possessions éloignées, souvent ruineuses - ou du moins plus à charge qu'utiles" 

La nature est histoire car elle est dynamique. Cette idée nous est désormais familière, puisque nous disposons de représentations vulgarisées de l'histoire de l'univers depuis le Big Bang, de l'histoire de la Terre depuis l'apparition du système solaire ou de l'histoire de la vie depuis ses origines. Mais à l'époque de Buffon, les représentations fixistes d'un monde créé dans sa perfection par dieu sont encore répandues, selon une vision aristotélicienne reprise par le christianisme. De même, l'idée que l'homme est l'agent créateur des formes de la nature répond à un idéal de maîtrise et de domination posé avant Buffon (Bacon, Descartes), mais Buffon est parmi les premiers à reconnaître que cet idéal est déjà réalisé.

Aujourd'hui, les conséquences de l'historicité de la nature, de sa dimension dynamique et de son caractère humanisé sont-elles pleinement tirées? Rien n'est moins évident. Nous aimons le confort des choses prévisibles, nous construisons aisément des représentations d'un monde stable et d'un ordre référentiel. Il subsiste ainsi de manière diffuse l'idée que la "vraie" nature est celle qui peut, pourrait ou aurait pu se déployer sans l'homme, hors de l'influence humaine. Et, par un jugement moral tout à fait inverse de celui de Buffon et des Lumières, l'idée que cette nature "brute" ou sauvage serait bonne, l'humanité étant plutôt mauvaise.

Aujourd'hui, des scientifiques ont proposé que l'époque géologique présente soit nommée Anthropocène (au lieu de la dénomination encore officielle de Holocène, soit la période suivant la dernière grande glaciation et correspondant aux 10 000 dernières années). Leur argument est que l'homme est devenu la première force agissante sur l'évolution de la Terre et que les impacts de l'homme survivront dans les strates géologiques futures. On peut considérer à bon droit que Buffon, dans ses Epoques de la nature, fut le premier penseur de l'Anthropocène.

Référence : Buffon, Georges Louis Leclerc (1780), Les époques de la nature, Imprimerie royale, Paris, 265 p

Illustration : extrait de la remarquable "Visite 360°" de la forge de Buffon, réalisée par Xavier Spertini, photographe

La grande forge de Buffon : 250 ans
La Grande Forge de Buffon fête cette année le 250e anniversaire de sa fondation, en 1768. Elle est le symbole de l'intérêt de Buffon pour les questions industrielles, particulièrement le travail du fer. Mais elle est aussi un symbole de la maitrise de la terre, du feu et de l'eau qui nourrit les méditations de Buffon lorsqu'il rédige Les époques de la nature, dans les années 1770. Un site à découvrir pour sa grande beauté et sa riche histoire. Renseignement, réservation : site de la Grande Forge
A visiter également dans la région : l'abbaye de Fontenay et sa forge médiévale, qui fête les 900 ans de sa fondation.

dimanche 15 juillet 2018

La tropicalisation des fleuves français (Maire et al 2018)

Analysant 35 chroniques à long terme de surveillance des populations de poissons à l'amont et à l'aval de centrales nucléaires sur les fleuves français, des chercheurs mettent en évidence un phénomène de "tropicalisation" : les espèces des latitudes plus méridionales croissent plus vite que les espèces septentrionales. Autre découverte : contrairement aux idées reçues, la biomasse a augmenté de 400% et la biodiversité pisciaire de 50% entre 1980 et 2015. Voilà qui nourrit quelques réflexions sur nos objectifs écologiques en rivière.

Anthony Maire et ses collègues ont étudié les données à long terme sur les assemblages de poissons de plusieurs grands cours d'eau français recueillis dans le cadre de la surveillance réglementaire hydro-écologique de 11 centrales nucléaires (Loire, Meuse, Rhin, Rhône, Seine, Vienne). Ces données ont été recueillies entre une à quatre fois par an, par protocoles normalisés de pêche électrique. Ces 35 séries temporelles couvraient une période de 18 à 37 ans (s'achevant toutes jusqu'en 2015 dans le cadre de l'étude). L'abondance des 40 espèces de poissons échantillonnées a été standardisée pour obtenir une valeur de capture par unité d'effort (CPUE) soit le nombre d'individus échantillonnés pendant 20 minutes de pêche. C'est un proxy de l'abondance (boimassse). Pour chaque espèce, les CPUE ont été moyennées par année biologique (de juillet à juin de l'année prochaine), sur la base de la plupart des dates d'éclosions de cyprinidés.


Sur 35 points de mesure, hausse de la biomasse (CPUE), de la biodiversité (species richness) et des espèces méridionales, baisse des espèces septentrionales (les tendances significatives du graphique sont celles dont l'intervalle de confiance ne passe pas par 0). Graphique issu de la conférence de Maire et al 2018, art cit, droit de courte citation.

Dans l'intervalle étudié, les conditions hydrologiqueset thermique ont changé : "Nous avons trouvé une tendance significativement décroissante du débit moyen annuel et une tendance significativement croissante de la température moyenne pendant la période de reproduction de la plupart des espèces de poissons échantillonnées (d'avril à juin) sur la période 1980-2015 pour la Loire et le Rhône."

Concernant les poissons : 

"Lorsque nous avons appliqué notre cadre de méta-analyse pour identifier les changements dans les CPUE des 21 espèces les plus communes au cours de la période étudiée, nous avons constaté que la CPUE de 2 espèces (ie Lepomis gibbosus et Scardinius erythrophtalmus) diminuait significativement. tandis que ceux de 11 espèces (par exemple Rhodeus amarus et Pseudorasbora parva) ont considérablement augmenté. Les tendances de la CPUE des 8 autres espèces n'étaient pas significatives mais ont tendance à augmenter pour 3 espèces et à diminuer pour 5 espèces.

Les méta-analyses réalisées sur des séries temporelles de métriques d'assemblage pour les 35 stations étudiées ont montré des augmentations fortes et significatives de la CPUE totale et de la richesse spécifique entre 1980 et 2015, respectivement 400% et 50% en moyenne. Ces changements ne s'accompagnaient pas de tendances significatives de l'uniformité, de la proportion d'espèces d'eau chaude et de l'abondance relative des espèces non indigènes. D'autre part, nos analyses ont mis en évidence une diminution et une augmentation significatives de l'abondance relative des espèces du nord et du sud (espèces dont l'aire géographique moyenne latitudinale est située au nord ou au sud de la station échantillonnée, respectivement)."

Discussion
La hausse de la biodiversité (richesse spécifique) et de la biomasse (CPUE) depuis les années 1980 va à l'encontre de certaines affirmations contemporaines selon lesquelles tout le vivant serait en phase accélérée de dégradation en France. Il convient d'être précis sur les gagnants et les perdants des évolutions récentes, surtout dans un domaine où l'on a organisé trop longtemps la confusion entre des attentes de pêcheurs et des enjeux de milieux aquatiques. Il convient aussi de se rappeler que l'écologie (scientifique) dispose d'encore peu de données longues de qualité, et sur trop peu d'espèces: les constats, les hypothèses comme les modèles évoluent donc au gré du renforcement du corpus de ces données.

Sur des grands fleuves, la découverte d'Anthony Maire et ses collègues n'est pas tellement étonnante concernant la biodiversité : les travaux du PIREN sur la Seine avait par exemple montré que le fleuve a gagné en diversité depuis un siècle, le nombre d'espèces introduites par l'homme excédant largement celui des espèces disparues (cf aussi Belliard 2016, référence ci-dessous). Mais tout le monde n'est pas d'accord sur la valeur d'un tel gain de richesse spécifique : cela pose à nouveau la nécessité de préciser ce que l'on entend par biodiversité, et donc les objectifs des politiques environnementales. Veut-on dépenser des sommes conséquentes d'argent public pour revenir à des assemblages de poissons du passé... même quand on observe un gain d'espèces, fussent-elles d'origine exotique pour certaines? Et quel passé devrait faire référence au juste, pour quelles raisons? Ces questions exigent que le gestionnaire en débatte avec les citoyens, qui ont leur mot à dire sur les finalités de l'action publique et les services rendus par elle.

Quant au phénomène de tropicalisation, il rappelle qu'au cours de ce siècle, le changement climatique devrait devenir peu à peu le facteur de premier ordre d'évolution du vivant, en particulier si les hypothèses hautes d'émission carbone et de sensibilité climatique se vérifient. C'est le chemin que nous prenons pour le moment. Ce changement climatique intervient à une échelle temporelle rapide de quelques décennies à quelques siècles, qui est aussi l'horizon de réflexion des chantiers de restauration de rivière. Cela ne pose qu'avec plus d'acuité le question de la finalité, de la durabilité et de l'efficacité de ces restaurations : les conditions hydrologiques, thermiques et finalement biologiques de la seconde moitié du siècle risquent d'être fort différentes de celles où se tiennent aujourd'hui des travaux.

Référence : Maire A et al (2018), Long-term trend analyses of fish assemblages in large French rivers. Analyse des tendances long-terme des communautés de poissons des grands fleuves français, Conférence Integrative Sciences Rivers 2018.

Les 3e rencontres internationales Integrative Rivers (4-8 juin 2018), à l’Université Lyon 2, ont donné lieu à de nombreuses présentations d'équipes de chercheurs et gestionnaires, dont certaines apportent des perspectives intéressantes. Nous en commenterons quelques-unes cet été.

A lire sur ce thème
Histoire des poissons du bassin de la Seine, une étude qui réfute certains préjugés (Belliard et al 2016)
Quelles priorités pour la conservation des poissons d'eaux douces? (Maire et al 2016)