lundi 31 octobre 2016

Restauration morphologique des rivières: pas d'effet clair sur les invertébrés, même après 25 ans (Leps et al 2016)

A croire le discours vulgarisé de la restauration écologique des rivières, les choses seraient simples: on produit une diversité d'habitats dans le cours d'eau, ceux-ci seront colonisés par une diversité d'espèces. Une étude scientifique sur 44 projets de restauration en rivières allemandes conclut cependant à l'opposé: même 25 ans après l'intervention sur le site restauré, aucune réponse consistante et prévisible n'est observée dans les communautés benthiques d'invertébrés. Sur 34 métriques de la réponse biologique, très peu ont des tendances significatives, et les effets sont modestes. D'autres facteurs à échelle du bassin versant l'emportent sur les modifications locales de l'hydromorphologie. Ce qui pose question : quels objectifs se donne la politique de restauration des rivières, à quel horizon de temps et à quel coût? 

Moritz Leps et ses quatre collègues (Muséum d'histoire naturelle de Francfort, Université de Francfort, Université de l'Oregon, Université de Duisbourg et Essen) ont analysé les résultats de 44 projets de restauration, dans 31 rivières de zone collinnaire à montagneuse (altitude moyenne 197 m) et 13 rivières de plaine (68,8m), avec des bassins versants de dimension variée (en moyenne 621 km2 pour les points de contrôle en plaine et 153 km2 pour les autres). Ces rivières ont été choisies pour avoir bénéficié de mesures de restauration hydromorphologique diverses, avec trois buts affichés par les gestionnaires : augmenter l'hétérogénéité des habitats physiques, prévenir les inondations (reconnexion lit majeur) et améliorer la continuité longitudinale.  La longueur moyenne des tronçons restaurés est de 1 km, la période de la restauration se tient entre 1998 et 2012, la durée écoulée va de 1 à 25 ans, en moyenne 7,9 ans.

Qu'ont fait les chercheurs ? Sur la même rivière, ils ont comparé un tronçon restauré de 100 m avec un tronçon non restauré, usuellement situé à l'amont et à une distance moyenne de 1,6 km. Les invertébrés de fond (benthique) ont été choisis pour le suivi, avec 34 métriques sur l'abondance, la diversité, la fonctionnalité, les types de famille d'insecte, la rhéophilie, etc. A cela s'ajoutent 10 mesures d'efficacité de la restauration morphologique (vitesse, profondeur, substrat, diversité d'habitats, etc.).

Au plan de la morphologie, les différences ont été significatives sur toutes les métriques. Cela signifie que les projets n'ont pas failli dans la dimension physique de la restauration d'habitats.

Au plan de la biologie, en revanche, si la diversité taxonomique a montré un signal positif, la plupart des autres métriques n'ont montré aucun signal clair d'évolution (voir image ci-dessous). L'âge n'est pas un bon prédicteur puisqu'aucune réponse linéaire ne s'observe sur les 34 métriques, et 5 seulement montrent une réponse non-linéaire entre 2 et 3 ans après la restauration (attribuée à une probable relaxation après perturbation due au chantier). Une analyse multivariée suggère que les caractéristiques du bassin versant (dimension, usage des sols, écorégion) ont une influence plus forte que le temps écoulé après restauration.



Extrait de Leps et al 2016, droit de courte citation. La plupart des différences mesurées entre tronçons restaurés et non restaurés ne sont pas significatives (voir la colonne p-value, majorité de valeurs >> 0.05), ce qui signifie qu'elles ne se distinguent pas d'une évolution due au hasard. L'indice de richesse taxonomique EPT (et aussi EPTCO) montre une évolution positive significative (dans l'absolu, il correspond à un passage de 34 à 38.1 taxons en moyenne, soit un gain restant assez modeste.)

"Les réponses des communautés invertébrées benthiques à la restauration sont hautement variables, notent les chercheurs. En dépit d'un turnover considérable des espèces et d'une richesse taxonomique augmentée, ni les mesures de diversité ni l'abondance des taxons n'ont répondu significativement (…) nos résultats sont consistants avec ceux d'autres études qui ont trouvé une réponse très variable des invertébrés benthiques à la restauration hydromorphologique, mais sans direction du changement, ni d'amélioration dans les résultats évalués en dépit d'une qualité hydromorphologique clairement meilleure (Bernhardt et Palmer 2011; Haase et al 2013; Palmer et al 2010)".

Discussion
Les chercheurs concluent en observant que l'hydromorphologie locale est un faible prédicteur des communautés aquatiques dans un environnement connaissant de multiples stress à échelle du bassin. Et qu'avant, ou au mieux en parallèle de, ces actions locales sur l'écoulement et l'habitat, c'est l'ensemble des conditions de bassin et de qualité de l'eau qu'il faudrait améliorer.

Certes, mais est-ce crédible ou simplement faisable? En particulier, à l'échelle de temps (2000-2027) donnée par la directive cadre européenne sur l'eau pour atteindre un bon état écologique et chimique de la totalité des rivières? On peut en douter fortement: les composantes fondamentales de l'occupation, de la pollution et l'artificialisation des bassins versants (démographie, agriculture, urbanisation, diffusion des molécules de synthèse, aménagements hydrauliques, etc.) ne vont évoluer que lentement au cours de ce siècle, qui sera marqué par ailleurs par d'autres facteurs de profond changement des communautés biotiques (effet thermique et hydrologique du changement climatique). Au demeurant, les mêmes chercheurs avaient montré voici quelques années que les programmes de restauration ne parviennent que très rarement à aboutir au bon état de la rivière (au sens DCE) et qu'il est à peu près impossible de prévoir les trajectoires des systèmes restaurés (Haase et al 2013). Ce manque de prédictibilité est évidemment problématique quand on passe de l'observation à l'action et de la science à la politique.

Comme souvent, les résultats de la recherche scientifique en écologie de la restauration sont sans grand rapport avec les promesses dithyrambiques des administrations et gestionnaires responsables des programmes de restauration. Il est plus facile de s'engager sur des principes abstraits que sur des résultats mesurés. Une étude française avait déjà montré que plus le suivi scientifique des chantiers en rivière est rigoureux, moins leur résultat est convaincant, de sorte que la valeur écologique attribuée à ces actions a une forte dimension "subjective" (Morandi et al 2014). Et le retour d'expérience dans le monde nord-américain, qui a 20 ans d'avance sur l'Europe, est tout aussi critique (Palmer et al 2014).

Adopter des normes ambitieuses, opposer des contraintes aux usagers, augmenter des dépenses publiques et modifier les profils familiers de la rivière exige au bout d'un certain temps des résultats tangibles sur les milieux et une augmentation des services rendus à la société par les écosystèmes restaurés. Le paradigme de gestion écologique des bassins s'est imposé dans les années 2000, il a suscité un effet d'intérêt pour sa nouveauté et son ambition. Mais la curiosité se dissipe. Il est temps d'apporter soit des résultats probants, soit des remises en question.

Référence : Leps M et al (2016), Time is no healer: increasing restoration age does not lead to improved benthic invertebrate communities in restored river reaches, Science of the Total Environment, 557–558, 722–732

8 commentaires:

  1. Rien de nouveau, sûr que le rétablissement des continuités n'est pas la recette miracle pour l'atteinte d'un bon état tellement éloigné. Dans cette étude aucun des cours d'eau étudié ne s'est dégradé et s'est même plutôt amélioré, au moins d'un point de vue diversité et biologique. Quand nos chers élus s'attaqueront courageusement aux pollutions diffuses et domestiques, couplés à des projets de restauration, sûr que les résultats seront autrement plus spectaculaire. La loi permet de travailler sur le physique pour le moment avec un côté irréversible des plus intéressants, faut pas s'en priver.

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    1. Cet article ne concerne pas tant la continuité que le lien habitat-peuplement pour les invertébrés, quel que soit le mode de restauration choisi pour l'habitat au départ. L'enjeu pour les chercheurs est de caractériser des trajectoires afin de comprendre comment, et si possible pourquoi, les communautés se comportent ainsi. Donc pas d'autre "nouveauté" que des données nouvelles alimentant un débat ancien (soit l'essentiel du travail scientifique en fait).

      Sur la diversité et les autres critères, le problème paraît sur la prédictibilité. En moyenne, c'est souvent pas significatif (colonne p-value) et dans certains chantiers, c'est négatif (colonne N-). Même le positif est peu convaincant : par exemple, passer de 34 à 38 taxons d'insecte n'est pas un résultat très porteur… Un gestionnaire dépense l'argent public et mobilise les parties prenantes non pas sur une moyenne, mais sur la promesse que son chantier a du sens pour l'écologie locale. Difficile de promouvoir un chantier en reconnaissant que l'effet sera éventuellement négatif, ou qu'il sera finalement modeste.

      Sur les pollutions (nous y reviendrons bientôt avec un article sur les pesticides en France paru dans la même revue), les élus disent qu'ils agissent et de fait, les premiers budgets en volume sont généralement consacrés à l'assainissement. Mais on n'a pas encore fini de traiter les pollutions classiques connues depuis les années 1950 (eutrophisation P et N, MES…), donc les polluants émergents depuis cette date, ce sera sans doute pour 2050 ou 2100. Là encore, manque de crédibilité de la parole publique et d'efficacité de l'action publique.

      Votre observation ne répond pas à une question de fond : certes, dans un monde "renaturé" idéal, on s'attaque à tout, on déconstruit l'effet de 3 siècles d'industrialisation et pourquoi pas de 3 millénaires d'anthropisation. Mais cela coûte combien, pour quel résultat sur le vivant, pour quel bénéfice sur la société, pour quand? Les "lois" dont vous parlez ne sont jamais des blancs-seings, elles fixent objectifs, budgets et délais. Si vous dépensez 2 milliards d'euros par an pour l'écologie des cours d'eau, il faut des résultats. S'ils ne sont pas là, c'est difficile de convaincre la collectivité de la nécessité de dépenser 4 milliards.

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  2. C'est vrai que passer de 34 à 38 taxons est timide, mais l'analyse doit être plus poussée car dans tout projet de restauration certaines groupes d'eaux courantes vont remplacer d'autres d'eaux plus lentes et comme la variété taxonomique est naturellement plus faible dans les zones apicales, c'est cohérents. L'intérêt est de connaitre les taxons qui disparaissent et ceux qui apparaissent, en général les plus polluosensibles.

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    1. Pour info, pour les rhéophiles, c'est le score "Rheoindex" du tableau, pour la polluosensibilité, BMWP (Biol. Monitoring Working Party score =sum of family-level tolerance scores against organic pollution) et ASPT (Average Score per Taxon = BMWP divided by number of scoring families). Le premier sans effet significatif, les seconds oui, cf figure. On voit que cela reste pareillement modeste. Par exemple l'ASPT score de 1 à 10 et l'évolution sur la durée observée ici est de 5.57 à 5.71, gain de 0.14.

      OK avec vous que "l'analyse doit être plus poussée". En fait, on ne demande pas autre chose (déjà qu'il y ait de l'analyse effectuée sur les chantiers écologiques!).

      Par exemple, le travail de Van Looy 2014 avait montré une forte sensibilité de l'I2M2 à la densité de barrage sur le bassin Loire. Ce serait intéressant de répliquer ce résultat (pas forcément attendu, cf Mbaka et Mwaniki 2015), et d'examiner plus en détail la structure de la réponse au sein des métriques de l'indice.

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  3. Merci du signalement et du lien. Un point intéressant à observer en lisant le sens des acronymes, le dernier critère de la ligne (EQC) est l'état écologique telle que mesuré par la directive cadre européenne sur l'eau. 8 évolutions positives, 8 évolutions négatives, 28 neutres. Difficile de dire que ces travaux morphologiques vont aboutir très vite au saint-Graal du "bon état" ! C'est pourtant souvent la justification avancée (50% des masses d'eau supposées en mauvais état à cause de la morphologie). Dommage que les invertébrés soient les seuls étudiés.

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    1. Merci de cette observation.

      Sur les études avec poissons, on avait recensé Schmutz et al 2015 :
      http://www.hydrauxois.org/2015/08/pour-quelques-petits-poissons.html

      Kail et al 2015 :
      http://www.hydrauxois.org/2015/10/restauration-morphologique-de-rivieres.html

      Muhar et al 2016 :
      http://www.hydrauxois.org/2016/03/la-restauration-physique-des-rivieres.html

      Il faut noter que ces travaux ne concernent pas centralement des stratégies de suppression de seuils et barrages. On attend évidemment avec la plus grande impatience une étude peer-reviewed comparant des tronçons défragmentés et fragmentés à conditions de bassin équivalentes. Il y a des petites choses sur des sites isolés, à l'image de Castelain et al 2016 :

      http://www.hydrauxois.org/2016/08/suivi-dun-effacement-douvrage-sur-le.html

      Mais avec les réserves signalées dans l'article, qui biaisent manifestement le résultat. Outre le fait qu'un résultat sur un site et une durée limitée ne signifie pas grand chose quant à l'efficacité d'une stratégie de gestion sur la bodiversité.

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  4. Je ne sais pas juger l'intérêt de ces articles scientifiques. Les gestionnaires de l'eau font rarement des promesses précises, sauf pour des migrateurs identifiés (passe ou passe pas). Ils agissent en disant "c'est mieux pour les fonctionnalités de la rivière".

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    1. En effet, on a des schémas un peu binaires sur ce qui serait "mieux", par exemple méandré versus rectifié, défragmenté versus fragmenté, courant versus stagnant.

      Cette question du "mieux" est politique et non scientifique. La science va nous dire (disons la mesure) "on est passé de X à Y espèces sur ce milieu, on a W au lieu de Z % de polluants à l'exutoire, on a un transport sédimentaire de tant, etc.", cela dans la durée de relaxation du système avant-après travaux (nécessité d'un suivi long, quelques années ne suffisent pas).

      Le politique doit de son côté assumer le coût public de l'opération pour parvenir à ces résultats et leurs effets positifs / négatifs sur les usages sociaux.

      Dans un monde idéal, les moyens humains sont illimités, les compensations infinies. Dans le monde réel, les moyens sont limités (surtout pour l'environnement), il y a des gagnants et des perdants. Le gestionnaire doit simplement répondre, en ce domaine comme en d'autres, de l'intérêt de ses travaux et tout particulièrement quand ces travaux nuisent à des tiers (car finalement, des opérations "expérimentales" sans enjeu de riveraineté, cela ne gêne pas grand monde... sauf qu'on veut savoir si c'est une dépense efficace pour les milieux).

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