LE PROJET RUISSEAUX URBAINS DE LAVAL : DYNAMIQUE ÉCOLOGIQUE EN MILIEU URBAIN Beatrix Beisner, Laurent Fraser et Alexandre L. Bourassa Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal et Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique, Montréal, Canada SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES DES RUISSEAUX • Corridors écologiques naturels • Aménagement de l’eau en ville • Bénéfices sociaux et culturels URBAINS Population Urbaine Millions L’URBANISATION AU QUÉBEC 7 6 368 000 6 5 LAVAL 4 Grande croissance économique et démographique 3 2e ville en densité au Québec: 1711 ind./km2 2 1 0 Année (Sta%s%queCanada, 2011) L’URBANISATION AU QUÉBEC : LAVAL Population 2013 : 410 000 Population 2030 : ±500 000 Perte de 50% de milieux humides depuis 2004 dans la zone blanche Stationnement 4 % Aires protégées < 1% STRESSEURS URBAINS • • • • • Infrastructures urbaines Régimes de débits extrêmes Pollution par ruissellement urbain Cours d’eau homogénéisés Biodiversitéréduite Débit Débit maximum extrême Débit minimum faible Qualité de l’eau Débit (L/s) « URBAN STREAM SYNDROME » : CONSÉQUENCES Pollution élevée Températures élevées Temps (heure) « URBAN STREAM SYNDROME » : CONSÉQUENCES Morphologie des ruisseaux Berges érodées Accumulation des sédiments « Riffle – Pool » à Run Biodiversité Perte d’habitats Espèces très tolérantes Perte de biodiversité « URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES é Utilisation urbaine du territoire é Recouvrement imperméable é Bandes riveraines dysfonctionnelles Aménagement deseauxde pluie 30 % 40 % 25 % 10 % 55 % 10 % (Walshetal.,2004;EPA, 2003) « URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES é Utilisation urbaine du territoire é Recouvrement imperméable é Bandes riveraines dysfonctionnelles Recouvrement terrestre urbain, politiques et pratiques d’aménagement 30 % 40 % 25 % 10 % 55 % 10 % (Walshetal.,2004;EPA, 2003) « URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES Réactions des municipalités Stabilisation artificielle des bandes riveraines Retrait mécanique des sédiments Bacillus thuringiensis Enfouissement Canalisation Reprofilage Nettoyage etc. etc. etc. NAISSANCE DU « PROJET RUISSEAUX » QUALITÉ DE L’HABITAT ET BIODIVERSITÉ LE PROJET RUISSEAUX : BUTS 1. Évaluation de l’état biologique et physique 2. Évaluation du potentiel pour des projets d’aménagement éventuels. 3. Surveillance scientifique 4. Évaluation d’outils scientifiques en milieu urbain LE PROJET RUISSEAUX Aménagement du territoire urbain Poli%queset pra%ques de l’aménagement Données scien%fiques et recherche HYPOTHÈSES GÉNÉRALES URBANISATION é URBANISATION ê Qualitédel’eau HABITAT LOCAL ê Qualitédel’habitat ê Biodiversité FAUNE / ÉCOLOGIE PLAN 1. Variables environnementales 2. Macroinvertébrés benthiques 3. Poissons 1. L’ENVIRONNEMENT 1. LES RUISSEAUX ÉTUDIÉS Vivian 7 ruisseaux 45 km au total Gascon Paradis Ste-Rose 77 stations la Pinière tous les 500 m Champagne Papineau 1. QUANTIFIER L’URBANISATION Corridors latéraux: 200 m Utilisation du territoire: résidentiel, industriel, forestier, agricole et autre Recouvrement imperméable (RI) Orthophotos 2013 PC2 1. ANALYSES SPATIALES - RÉSULTATS Corrélation Pearson: U6lisa6on RI Industriel 0.64 Résiden%el 0.52 Agricole -0.68 Fores%er -0.63 Abandonné -0.07 PC1 Champagne delaPinière Paradis Gascon Papineau-Lavoie Ste-Rose Vivian 1. ENVIRONNEMENT LOCAL Qualité de l’eau Qualité de l’habitat physique Température Conductivité pH Oxygène dissout Azote total (TN) Phosphore total (TP) Coliformes totaux Débit Profondeur Substrat Hétérogénéité Qualité des berges (IQBR) Qualité de l’habitat (IQH) Couvert forestier Habitats stables Conduc%vité (µS/cm) Coliformes(UFC/100mL) 1. ENVIRONNEMENT LOCAL - RÉSULTATS Champagne delaPinière Paradis Gascon Papineau-Lavoie Ste-Rose Vivian PC2 1. ENVIRONNEMENT LOCAL - RÉSULTATS =Posi%fà urbain =Néga%fà urbain =Nonliéà urbain PC1 PCA:Variableslocalesetpaysage,cadragedetype1,explique36%delavariance totale. 1. EAU – RÉSULTATS Résultats attendus é Conductivité, coliformes Résultats non-attendus ê TP et TN Associé à l’agriculture. ê Température Enfouissement N/A Oxygène L’eau froide urbaine augmente la dissolution de l’oxygène dans l’eau. 1. HABITATS – RÉSULTATS Résultats attendus ê Structures physiques Résultats non-attendus é Débit minimum Bassin versant réel inconnu; empêche de corriger pour le réel apport en eau. Microhabitats Aucune variation IQBR Normes respectées peu importe le paysage. 2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB) 2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB) - Qu’est-ce qu’un MIB? MACROINVERTÉBRÉ Qu’on voit àl’oeil nu BENTHIQUE Dépourvude colonne vertébrale Vivantaufondd’un plan oud’uncours d’eau (Paul&Meyer, 2001) 2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB) - Qu’est-ce qu’un MIB? - Pourquoi les MIB? a. Nombreux et diversifiés b. Sédentaire et longévif c. Importante part de la chaine alimentaire aquatique et terrestre. (Paul&Meyer, 2001) 2. MIB - MÉTHODES Quand: Avril – mai 2014 et 2015 Comment: Filet Surber Effort d’échantillonnage constant Où: Racines, remous et débris ligneux Identification: À la famille ©polarlife.ca ©M.Manas ©K.A.Crandall ©Mar%n Kohl ©Landcareresearch ©NABS ©Landcareresearch 2. MIB – TAXONS COMMUNS 2. MIB – INDICES BIOLOGIQUES 1. Abondance 2. Richesse spécifique 3. Diversité Shannon (alpha) 4. Diversité bêta (LCBD) 5. Hilsenhoff Diversité Tolérance Qu’est-ce que la LCBD? Sigle pour « Local contribution to beta-diversity » Indique le caractère unique d’une communauté… ...en comparaison aux autres de la région. 2. MIB – RELATION À L’URBANISATION Shannon,RichesseetLCBDdiminuentavec RI AbondanceetHilsenhoffaugmententavec RI 2. MIB – RELATION À L’URBANISATION coliformes RI RDA:Variableslocalesetpaysage,explique10%delavariancetotale.Les+représentent les famillesde MIB 2. MIB – RÉSULTATS Résultats attendus ê Diversité alpha et bêta é Espèces tolérantes Résultats non-attendus é Abondance totale Absence de prédation et de compétition bénéfique pour les Oligochaeta. 3. POISSONS 3. POISSONS - MÉTHODES Quand: en Juin-Juillet 1x par station Où: Chaque site avec assez d’eau…! Comment: 3 bourrolles appâtées avec du pain pendant 24 heures Identification: À l’espèce, in situ puis relâché 3. POISSONS – ESPÈCES COMMUNES Ménéàgrossetête,P. promelas Ménéventre-citronou Méné ventre- rouge,Chrosomussp. Meuniernoir,C. commersonii Épinocheà5épines,C. inconstans 3. POISSONS – INDICES BIOLOGIQUES 1. Abondance 2. Richesse spécifique 3. Diversité Shannon (alpha) 4. Diversité bêta (LCBD) 5. Tolérance 3. POISSONS – RELATION À L’URBANISATION Abondance, Shannon,Richesse et LCBD diminuentavec RI LOCAL -0.5 0.0 0.5 RDA2 1.0 3. POISSONS – RELATION À L’ENVIRONNEMENT -0.5 0.0 0.5 1.0 RDA1 RDA:Variableslocalesetpaysage,explique10%delavariancetotale.Les+représentent les espèces de poissons 3. POISSONS – DIVERSITÉ BÊTA LCBD augmente vers les embouchures 3. POISSONS – RÉSULTATS Résultats attendus ê Diversité alpha et bêta ê Abondance totale Effets locaux et régionnaux de l’environnement sur la composition de la communauté. Résultats non-attendus N/A Tolérance Peu de variation : tous les poissons échantillonnés sont tolérants à la pollution. 4. DISCUSSION ET CONCLUSIONS 4. RETOUR SUR LES RÉSULTATS L’ENVIRONNEMENT: ê TN, température é Conductivité, coliformes ê Structures physiques é Débit minimum N/A : Oxygène, microhabitats, qualité des rives (IQBR) 4. RETOUR SUR LES RÉSULTATS LA BIODIVERSITÉ ê α et β diversité, abondance (poissons) é espèces tolérantes (mib), abondance (mib) N/A espèces tolérantes (poissons) 4. RETOUR SUR LE « URBAN STREAM SYNDROME » - - Recouvrement imperméable (bon indicateur) Berges dysfonctionnelles (IQBR) - Canalisations importantes - Déversements des eaux usées communs 30 % 40 % 25 % 10 % 55 % 10 % - Présence d’infranchissables (Walshetal.,2004;EPA, 2003) 4. LE BASSIN VERSANT URBAIN Situation Ruissellement entrainé par les tuyaux souterrains Problèmes Bassin versant réel inconnu Effet de ces tuyaux sur : - Débit minimum - Température - IQBR - Oxygène dissout 4. ÉCHANTILLONNAGE EN MILIEU URBAIN Macroinvertébrés - Beaucoup de sédiments ou de surfaces dures (filet Surber) Poissons - Haute conductivité (pêche électrique) - Pics de débits extrêmes (verveux) La solution MIB : meilleur indicateur que les poissons ADN environnementale (eDNA)? 4. CONCLUSIONS Les bonnes nouvelles: • Il y a de la vie tolérante, mais peu diversifiée, dans les ruisseaux urbains • Il y a des populations qui se maintiennent (isolées?) • Potentiel de colonisation par les poissons À considérer: • Restauration au niveau de la qualité de l’eau est requise • Aménagement des aqueducs sera nécessaire • Inclure les ruisseaux dans les plans d’aménagement futurs 4. REMERCIEMENTS Collaborateurs: G. Garand M. Noiseux-Laurin M.-C. Bellemare Assistantsetaide technique: Y. Baudouin K. Bouvet V. Cypihot M. Dramé C.C. Guo B. Kiepura R. Richard M. Robidoux N.ForJn St-Gelais P. Legendre C. Vanier Partenaireset subven6onnaires: J. Franssen F. Casasanta C. Dumais K.Mac Si-Hone K. Velghe L. Landreville