Evaluation de la qualité écologique des plans d’eau basée sur les communautés de macrophytes Vincent Bertrin, Sébastien Boutry, Alain Dutartre Unité de.

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1 Evaluation de la qualité écologique des plans d’eau basée sur les communautés de macrophytes Vincent Bertrin, Sébastien Boutry, Alain Dutartre Unité de Recherche REBX

2 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Les macrophytes des plans d’eau en France Depuis 20 ans, une majorité des inventaires ciblés sur :  la gestion des espèces exotiques envahissantes  programmes de recherche/étude/suivi sur quelques plans d’eau d’intérêt patrimonial L’hétérogénéité des données est principalement due :  aux divers protocoles d’échantillonnage employés  à la source (opérateurs) et à la structure (recouvrements, abondances, etc. ?) des données  Pas de protocole ni de données dans un format standardisé avant 2007  Pas d’indice de bioindication

3 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Les macrophytes des plans d’eau et la DCE ANNEXE V :  « Macrophytes et phytobenthos »  « Abondance et composition taxonomique »  données cartographiques et données phytosociologiques existantes sont inutilisables Norme CEN disponible pour l’échantillonnage :  très (trop) ouverte aux différents concepts des pays européens  pas assez précise dans le mode de positionnement des sites d’étude, leur nombre, leur structure, etc.  quelle comparabilité entre prestataires ? Méthodes de bioindication disponibles en Europe :  tests réalisés : BE, DE, AT, PL, EE, etc.  spécifiques aux communautés, aux types de lacs, aux climats de chaque pays, etc.  méthodes non utilisables et non pertinentes en l’état en FR

4 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Phase 1 : standardiser l’échantillonnage Méthodologie proposée par le Cemagref en 2007 vers une norme expérimentale : XP T90-328, 2011 Démarche possible grâce à :  travaux antérieurs de l’équipe  l’évaluation des protocoles proposés par les collègues européens  norme CEN  étude SEQ Plans d’Eau Agence Adour-Garonne (2005) Concepts développés par l’équipe :  description des communautés des zones littorales, des algues aux phanérogames  Unités d’Observation (UO) : étude de secteurs de rives et points contact sur des profils vers le large  prise en compte de l’hydromorphologie : typologie des rives inspirée du Lake Habitat Survey nombre et positionnement des UO en fonction de ces types caractérisation des éléments physiques constitutifs des UO inventaire des hélophytes inclus

5 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Phase 2 : acquisition des données standardisées  premières données bancarisées : juin 2007  dernières données bancarisées : septembre 2009  nombre de plans d’eau concernés : 104  nombre total de campagnes bancarisées : 105 (1 seul réplicat)  nombre de campagnes 2010 attendues à ce jour : 72 200720082009Total Nombre de Campagnes184838104  campagnes « conformes » pour l’élaboration des métriques : 81  campagnes avec activité anthropique « sur et autour » du PE : 72  campagnes avec alcalinité : 69  campagnes avec PO4 : 67  campagnes avec tous les précédents critères : 57

6 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Phase 3 : évaluer l’état écologique ou IBML (Indice Biologique Macrophytique Lac) Les métriques candidates : Métriques de richesse, structure des communautés, composition spécifique, sensibilité :  richesse spécifique, abondances moyennes  profondeur maximale de colonisation (WP 3.2 WISER)  pourcentage par types biologiques ou par formes de croissance  etc. S’inspirer de l’IBMR ? (Note de trophie)  liste taxonomique commune cours d’eau / plans d’eau  les communautés sont relativement proches entre les 2 types de masses d’eau  base préliminaire solide de connaissance des traits écologiques  soutien du GIS « Macrophytes des Eaux Continentales »  ajouts ou adaptation de taxons contributifs au contexte des plans d’eau : jugement d’experts  près de 300 taxons contributifs disponibles à ce jour

7 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Quelles références ? Bilan des données de référence disponibles :  nombre de PE de référence : 28  nombre de PE « macrophytes pertinents » : 14  campagnes disponibles sur ces PE : 11  aucun triplicat réalisé (initialement prévu dans les circulaires DCE)  répartition géographique des PE de référence déséquilibrée  pas de PE référence dans les milieux faiblement marnants Constitution d’une typologie «IBML» :  impossibilité d’utiliser la typologie nationale en l’état  élaboration d’une typologie IBML d’appoint pour répartir équitablement les sites (référence ou non) dans 4 types  classement selon l’altitude et l’alcalinité (critères physiques pertinents + bonne discrimination du jeu de données + critères utilisés dans les GIGs) < 200 m> 200 m < 1 meq/LB-AciH-Aci > 1 meq/LB-AlcH-Alc

8 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Gamme des tests réalisés 10 métriques candidates : 1 métrique de richesse, 1 métrique de structure, 3 métriques de composition et 5 métriques de sensibilité (dont le note de trophie) 11 paramètres : 5 paramètres chimiques, 5 paramètres d’occupation du sol et 1 paramètre des activités anthropiques « sur et autour » du plan d’eau Relations « pressions / impacts » : 10 métriques testées en fonction des 11 paramètres :  interaction bivariée : corrélation de Pearson (linéaire), corrélation de Spearman (non-linéaire)  interaction multiple pour chaque métrique : régression multiple et modèle linéaire généralisé

9 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Exemple de relations Pression/Impact (1) Note de trophie est calculée sur toutes les UO des PE disponibles Sur l’ensemble des campagnes, les coefficients de corrélation de Pearson entre la Note de trophie et les paramètres à l’échelle du bassin versant sont significativement négatifs ParamètresNote de trophie Densité de population (en hab.km -2 )-0.46 Surface agricole (en %)-0.42 Surface urbaine (en %)-0.39 Type 4 de la zone littorale (en %)-0.35 Surface agricole intensive (en %)-0.33

10 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Exemple de relations Pression/Impact (2) Type « B-Aci » : Régression linéaire entre la Note de trophie et le PO4 R² = 0,24

11 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Type « B-Alc » : Régression linéaire entre la métrique Hélophytes et taxons inféodés aux habitats humides et la densité de population R² = 0,33 Exemple de relations Pression/Impact (3)

12 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Exemple de relations Pression/Impact (4) Type « H-Alc » : Régression linéaire entre la métrique Taxons caractéristiques d’une qualité écologique « exceptionnelle » et l’indice LHS R² = 0,44

13 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Quel IBML pour demain ? La métrique Note de trophie opérationnelle pour évaluer une pression trophique Autres métriques et élargissement à d’autres pressions, dont hydromorphologie : résultats encourageants, développement en cours Calage des seuils : Définition du seuil « Très Bon Etat » / « Bon Etat » au premier quartile La limite basse est donnée par la note d’indice la plus basse Utilisation de la médiane pour la note de référence par type 1/4 Classes définies par la division équidistante du continuum

14 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Difficultés rencontrées Difficultés liées à l’exploitation des données :  application non conforme du protocole  formulaires de saisie incomplets  divers formats de données transmis dus aux calendriers des appels d’offre et aux impératifs contractuels avec les prestataires  délais de transmission des données  données inexploitables et augmentation des délais d’exploitation Difficultés liées au jeu de données :  absence des triplicats sur les lacs de référence  lacs de référence majoritairement alpins  faible nombre de données actuellement disponibles Problématique liée à la régulation des proliférations de macrophytes :  quel impact sur l’évaluation de l’état écologique ? Problématique liée aux espèces exotiques envahissantes :  comment les prendre en compte dans l’évaluation de l’état écologique ?

15 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Intercalibration GIG Méditerranéen : pas d’intercalibration prévue  2 lacs naturels concernés, pas de données disponibles  réservoirs concernés : macrophytes « non pertinents » en FR GIG Central-Baltique : pas d’intercalibration prévue  3 lacs aquitains concernés (type LCB3)  décision d’intercalibrer avec le GIG Nordique : désaccord FR GIG Alpin :  16 lacs concernés, données sur 5 lacs disponibles transmises  test de la Note de trophie sur le jeu de données commun : bonne corrélation avec AT et DE  intercalibration possible de la Note de Trophie

16 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Perspectives Avancement 2011  acquisition de données supplémentaires  amélioration des relations pressions / impact et donc des seuils des classes d’état écologique Avancement 2012  guide d’application de la norme XP  formation aux opérateurs à la norme XP Evolutions de l’IBML :  amélioration de la typologie « IBML » pour une meilleure répartition des classes d’état en fonction de la réalité physique des milieux  amélioration des seuils et EQR par l’acquisition de données sur les réseaux pour une meilleure évaluation de l’état écologique  travaux sur les traits écologiques : données « historiques », données DCE actuelles et à venir, travail bibliographique, etc.  passer du statut de l’analyse de données disponibles à un travail sur l’écologie des communautés

17 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Remerciements Jacques HAURY, Isabelle COMBROUX, Julie COUDREUSE, David DELMAIL, Elisabeth LAMBERT-SERVIEN, Marie-Christine PELTRE, Marie-Hélène BARRAT- SEGRETAIN, MICHEL BOTINEAU, Patrick GRILLAS, Serge MULLER, Gabrielle THIEBAUT, Michèle TREMOLIERES Membres de l’équipe participant au GIS : Christian CHAUVIN, Alain DUTARTRE, Christophe LAPLACE-TREYTURE, Vincent BERTRIN

18 Séminaire « Evaluation de l’état des eaux dans le contexte DCE » – Paris, 19 avril 2011 Merci de votre attention !