samedi 15 juillet 2017

Faible effet des barrages par rapport à la pollution sur les rivières centre-européennes (Lemm et Feld 2017)

Les rivières subissent des stress multiples qui affectent la qualité de leurs eaux et leurs milieux. Mais ce constat ne suffit plus : les chercheurs visent à comprendre en détail le poids relatif et l'effet conjugué des impacts, notamment pour orienter les choix prioritaires des politiques publiques. Deux chercheurs allemands, analysant les invertébrés de rivières de plaine d'Europe centrale (Allemagne, Pologne, Pays-Bas), montrent que les premiers facteurs de dégradation sont les accumulations de sédiments fins et la diffusion des polluants, avec comme principaux prédicteurs les usages agricoles et urbains des sols. Les barrages n'ont qu'un poids mineur. En France, ni les agences de l'eau, ni l'Agence pour la biodiversité ni les gestionnaires ne recourent à ce type de modélisation des bassins versants. L'argent public est dépensé dans le plus grand désordre et dans une méconnaissance de la dynamique réelle des milieux, parfois au bénéfice disproportionné de modes lancées par des lobbies (comme la continuité écologique). 

Jan U. Lemm et Christian K. Feld (université de Duisbourg et Essen) ont exploité 125 jeux de données (2002-2002) assez complets pour disposer d'informations sur l'usage des sols, l'hydromophologie, la physico-chimie, la qualité sédimentaire et des co-variables naturelles, cela sur des rivières de plaine à fond sableux de Pologne, d'Allemagne et des Pays-Bas. Parmi les variables biologiques, les macro-invertébrés ont été retenus comme indicateurs de qualité de l'eau (échantillonnage sur sites à raison de 20 unités représentatives de micro-habitats ; analyse des cycles reproductifs, stages aquatiques, résistance des oeufs, divers traits de vie).

Sur cette base, les chercheurs ont procédé à une analyse statistique (composantes principales) pour définir les stresseurs significatifs parmi les 16 mesures d'impact disponibles. Une analyse de graphe a également été réalisée (voir ci-dessous) ainsi qu'une modélisation à régression linéaire généralisée pour analyser la réponse de 14 traits biologiques aux stresseurs.

Quelles sont les principales conclusions des chercheurs ?

  • Le premier axe de l'analyse en composante principale montre l'influence de l'agriculture (axe 1, 31% de variance expliquée) et de la morphologie (axe 2, 18% de variance).
  • L'analyse de graphe montre que quatre stresseurs principaux sont co-occurrents : taux de champs cultivés, de superficie urbaine, de sédiments fins et d'orthophosphate.
  • Le modèle linéaire montre que 20% des pressions ne sont pas additives (elles sont soit synergistiques, ie se renforçant, soit antagonistes, ie s'annulant). Les interactions additives concernent au premier chef les zones urbaines et les sédiments fins ainsi que les zones agricoles et les orthophosphates. Pour les non additives, c'est l'association des zones agricoles et des sédiments fins qui ressort le plus clairement.


Analyse en graphe. Les points ou noeuds représentent les impact (plus le noeud est de taille importante, plus l'effet est marqué), les liens entre les points représentent la force de l'association statistique. On observe notamment le rôle plutôt mineur des barrages("dams"). Extrait de Lemm et Feld 2017, art cit, droit de courte citation.

Discussion
Il manque de nombreux stresseurs dans l'analyse de Jan U. Lemm et Christian K. Feld, en particulier les pollutions autres que les nutriments (reprotoxiques, neurotoxiques, génotoxiques, perturbateurs endocriniens, etc.), dont la charge est souvent forte dans les plaines alluviales et dont certains chercheurs pensent que l'effet est aujourd'hui sous-estimé (voir par exemple Stehle et Schulz 2015). Il y a donc quelques raisons d'estimer que la variance de la qualité des milieux, en particulier des invertébrés, est davantage liée à des facteurs chimiques ici écartés faute de données.

Les chercheurs concluent : "Notre approche est utile pour visualiser une structure de stresseurs co-occurrents et les pressions au sein, par exemple, d'un bassin versant spécifique et pour quantifier les interactions possibles entre ces impacts humains. Elle peut aussi aider à avoir une idée des impacts humains qui sont d'importance mineure".

Hélas, aucune approche de ce type n'est développée en France. Plusieurs centaines de millions d'euros d'argent public sont dépensés chaque année par les Agences de l'eau dans des programmes qui ne sont pas fondés sur des modèles scientifiques de discrimination et pondération des impacts, mais sur des approches très sommaires ne possédant quasiment aucun pouvoir descriptif, explicatif et prédictif. Quant à l'Agence française pour la biodiversité (que l'Onema a intégré depuis le 1er janvier 2017), elle ne témoigne d'aucune rigueur dans les prescriptions de terrain visant à faire entrer la politique des rivière dans un âge scientifique, en procédant à des modélisations hydro-écologiques avancées qui permettrait d'avoir une vue globale du bassin au lieu de multiplier des actions sur site, selon des méthodes parfois datées et discutables d'écologie de la conservation. La France prétend ainsi faire de l'écologie sans procéder par la base de toute action sérieuse en ce domaine, à savoir l'acquisition, la bancarisation et l'interprétation de données de bonne qualité sur les milieux que l'on veut restaurer ou conserver.

Enfin, on observe que l'analyse multi-impacts de Lemm et Feld ne fait pas particulièrement ressortir les barrages comme un impact majeur sur la qualité des rivières de plaines telle que mesurée par les invertébrés : les ouvrages hydrauliques ne concernent ici qu'une partie des 18% de variance du second axe de l'ACP. Cette conclusion rejoint celles d'autres travaux ayant procédé, non pas à des analyses de sites sur des variations locales des espèces, mais à des analyses d'hydro-écologie quantitative sur des bassins ou des groupes de bassins (lire par exemple nos recensions de Wang et al 2011Van Looy et al 2014, Villeneuve et al 2015, Radinger et Volter 2015Cooper et al 2016). Cela implique que l'on doit développer une politique des ouvrages hydrauliques plus différenciée, au lieu de l'actuel discours simpliste ou dogmatique selon lequel tout ouvrage en rivière serait un problème grave pour les milieux. On voit également que le mot d'ordre des gestionnaires français de la "circulation des sédiments" n'a pas d'intérêt particulier dans les bassins qui sont soumis au problème d'érosion des sols agricoles et de dépôts de sédiments fins qui vont de toute façon affecter les substrats. Le choix de restauration de la continuité en long a une bonne probabilité d'aggraver le problème de cette gestion sédimentaire au niveau des plaines alluviales et des estuaires.

Référence : Lemm JA, Feld CK (2017), Identification and interaction of multiple stressors in central European lowland rivers, Science of the Total Environment 603–604, 148–154

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