Mares et Etangs Gérer les mares et étangs pour promouvoir leur biodiversité Interven=on « SANU » du 19 juin 2013 Beat Oertli [email protected] Les préoccupations « locales » des gestionnaires • Développement excessif de plantes ou d’algues • Pullulation d’espèces: ü Invasives (plantes exotiques) ü Autres espèces (escargots, moustiques, etc.) • Dégradation de la qualité de l’eau • Odeurs • Mortalités (cf. poissons) • Atterrissement • Dégradation des berges résultat d’une enquête menée auprès d’une centaine de gestionnaires en Suisse Les mythes • • Les mares et étangs doivent être gérés pour maintenir leur valeur d’habitat pour la vie sauvage. L’assèchement est désastreux pour la vie sauvage de l’étang. • Les fluctuations du niveau du plan d’eau doivent être minimisées. • Les mares et étangs doivent avoir au moins 1 m de profondeur, voire 2 m pour certains. • • • • Plus l’étang est grand, mieux c’est. Les étangs ne doivent pas être ombragés par des arbres. Les étangs doivent héberger des plantes “oxygénantes”. Les étangs doivent être curés afin d’éviter d’être envahis par la végétation. Les herbiers de végétation submergée ou à feuilles flottantes ne doivent pas « envahir » l’étang. Les nouveaux étangs doivent être ensemencés parce que la colonisation naturelle est trop lente. • • Il faut éviter de laisser le bétail avoir accès au plan d’eau. • Les étangs doivent avoir un affluent pour éviter la stagnation des eaux. • Les étangs sont des systèmes instables à cause de leur faible superficie et volume. • Les étangs sont des systèmes autocontrôlés, des îles isolées dans un océan de terre ferme. Etc. Source: Pond Conservation, adapté dans Oertli et Frossard 2013 J$%&41))".%%")4$%&;$&/"%$& K1%%$'&GHDG& 2 facteurs-clés: surface et diversité des habitats Mc Arthur et Wilson 1967… " selon les groupes Étang de plaine (Suisse) Applications à la gestion.... La diversité des habitats promeut la biodiversité •! Diversité des zones de végétation (type, composition) •! Diversité des paramètres abiotiques: substrats (minéraux, matière organique), pente des rives, ombrage, etc. Illustrations: Oertli & Frossard 2013 Exemple. Association espèces <-> habitats Étang du Bois-Vieux (GE) Morphologie: diversifier les habitats "-2+E&"4 •!.1/).+.(*&%&21*5&2"-2&2/1&204EA+&2A+&2G •!*5&12*3@%&/1.'.-%&412&"46/&4/1.'.-%&28.-&2 %E"22?$)&,&-33&,/.1"*1& Principe d’augmentation du linéaire d’interface par accentuation de la sinuosité du pourtour Illustrations: Oertli & Frossard 2013 Exemples de structures participant à la diversification morphologique d’un nouvel aménagement d’étang Autre facteur clé en Suisse: l’altitude (déclin déjà à l’étage montagnard) Pour une mare de 500 m2 Changement climatique -> glissement vers le haut 1.#+?,&+&/+42'1@04&-3 +E)7/&131./)*2"3*.- D! 1.+*'@1"3*.-%&5@(@3"46"+(4&24-*$&++4+"*1&2.4'*+",&-3&42&2 ,"$1./)73&2 D! @'*$*3&-.67(?-&&3,.13"+*3@%&'"4-& D! "2&/431*%&"5&$%@("(&,&-3%&,@3)"-&&3%E)7%1.(?-&24+'41@ Mesures permettant le diagnostic: -!O2 -!pH -!Chlorophylle a -!cyanobactéries Quelle gestion? Quelles solutions? Mare/étang ≠ Lac Les étangs de plaine sont en Suisse « naturellement » eutrophes 14 35 12 30 10 25 8 20 6 15 4 10 2 5 0 0 oligotrophe mésotrophe eutrophes hypertrophes Étages collinéen et montagnard (n=71) oligotrophe mésotrophe eutrophes hypertrophes Étages subalpin et alpin (n=32) Eutrophisation et richesse taxonomique Rosset & Oertli (submitted) Pourquoi l’hypertrophisation?: - Arrivée d’eaux de ruissellement riches en nutriments (engrais, matière organique). - Apport de matière organique allochtone par le vent (feuilles mortes, pollen, fruits, etc.) - Apport intentionnel de nutriments (nourriture pour poissons ou canards) Les nutriments favorisent le développement des végétaux (macrophytes, algues filamenteuses, algues unicellulaires) Trop de végétation dans la mare? •! 4 compartiments –! –! –! –! Algues unicellulaires libres: phytoplancton Algues unicellulaires fixées : périphyton Algues filamenteuses Plantes aquatiques, (i) submergées, (ii) à feuilles flottantes, (iii) émergentes Ces quatre compartiments sont plus ou moins importants, selon l’étang et selon le moment de l’année Illustrations: Oertli & Frossard 2013 M-")'$%& "O9"=O9$%& @-*9$%& L-"7$)'$9%$%& M3N'18-")4'1)& Limiter le ruissellement F! %&-3*'*&1+&#"22*- 5&12"-3 F! @3.41-&1+&2&"46%& 14*22&++&,&-3 :9$)"1(@&29<5&12 +E"5"+%&+E@3"-(&6 $1@"3*.-%&#433&2241 +&21*5&2 Source: Pond Conservation Toolkit Bassin versant Ex.: étang Hainard (Moulin de Vert, GE) Mettre en place des zones tampon (idéalement 30 m, mais une distance inférieure peut aussi être utile) 1.! Filtre (nutriments, poussières, et.) 2.! Habitats pour les espèces Amphibiotiques, cf. Amphibiens et beaucoup d’insectes aquatiques L’étang n’est pas isolé… Exemple de cycle de vie amphibiotique: Odonates (libellules) Figure: Dommanget B=-.%"=1)&;$%&3"/.'"'%&8"#&9)$&7P7$&$%8Q4$& Agrion à larges pattes (Plactycnemis pennipes) Macrohabitats Dessin: S. Riat, d’après Martens 1996 B=-.%"=1)&;$%&3"/.'"'%&819#&-"&81)'$&& ;$&R&$%8Q4$%&;9&7P7$&*$)#$&S!"#$%&'(#&%880T ;$&R&$%8Q4$%&;9&7P7$&*$)#$&S!"#$%&'(#&%880T& © Thompson Sympetrum noir (Sympetrum danae) Sympetrum vulgaire (Sympetrum vulgatum) Sympetrum rouge-sang (Sympetrum sanguineum) Sympetrum jaune d’or (Sympetrum flaveolum) Zone inondable U1)4$8'V&D&$%8Q4$&8"#&).43$& Dessin: Riat d’après Sternberg et König Réduire la [c] en nutriments par le curage retirer les sédiments (mais alors on ne touche pas la source du problème!) (=curage) hypertrophe Aussi: fauche des hélophytes Evolution d’un étang •! L’étang, comme tout milieu naturel, est en constante évolution. Vitesse de ce processus: dépend de beaucoup de facteurs = atterrissement (phénomène naturel, accéléré par l’hypertrophisation connec%vité spa%ale 130 Ex.: Canton de Genève, cartographie des hot-spots potentiels de biodiversité 110 490 500 510 Source: Oertli et al. 2002 120 Connectivité fonctionnelle (ex: 1 groupe) Connectivité et carte de résistance Ex: amphibiens dans la plaine de la Seymaz (GE) Cologny Puplinge Guglielmi 2013 U1))$4=:.'6&W1)4=1))$--$V&$X0&D&$%8Q4$& K$NY&.)&,$#'-.&Z&[#1%%"#;&GHDI& Notion de diversité régionale Gestion régionale (en plaine) et eutrophisation Situation illusoire (ou alors « jardinage ») 15 espèces Situation « normale » 14 espèces gestion Situation « dégradée » 11 espèces &2/4++4+"3*.-2 .423*04&2&2$"1(.32+&-3*++&2%E&"4G &2/4++4+"3*.-2/1.5*&--&-3(@-@1"+&,&-3%E4-%@2@04*+*#1& #*.+.(*04&37/*04&%&23"%&2/*.--*&12.4/&1341#@2 "/1&,*?1&&2/?$&>H $.+.-*2&1:9/1&-%2H 3.43&+"/+"$&9<H .3*.-%&-*$)&H @$.+.(*04& Limnée (Lymnea stagnalis) Biocenose diversifiée = moins de moustiques Biodiversité dans l’étang yf 2007, d’après Clegg 1974 Mesurer la biodiversité. Quel groupe est indicateur de la biodiversité des étangs? « parapluie » ou « umbrella » Rela%ons entre les richesses spécifiques de 5 groupes taxonomiques Corréla=ons entre les richesses des 5 groupes taxonomiques (n= 42 étangs ≤ 800m) Bon indicateur Mauvais indicateur Faible corréla=on entre la richesse spécifique des amphibiens et celle des autres groupes taxonomiques Une méthode simple pour évaluer la biodiversité. « IBEM » Index de Biodiversité des Etangs et Mares = évaluation de la biodiversité Selon méthodologie adoptée par la DCE 2000 Ø La richesse observée (Sobs) est comparée à la valeur d’un étang de référence (Sref) correspondant à un très bon état écologique. Ø Le statut écologique mesuré (index de biodiversité) correspond à une des 5 classes bad Poor moderate good high Les 5 groupes choisis pour l‘IBEM - Végétation aquatique - Gastéropodes aquatiques - Coléoptères aquatiques - Odonates adultes - Amphibiens à Les Amphibiens sont déterminés au niveau de l’espèce, les 4 autres groupes au niveau du genre. à Les déterminations au niveau de l’espèce sont bien entendu possibles (et même souhaitées; cf LR), mais non utilisées dans le calcul de l’index. Objectif de l’IBEM "!Objectif Un outil d’évaluation de la valeur biologique (biodiversité) des petits plans d’eau destiné aux professionnels de la gestion de la nature (administrations, bureaux d’études, associations, privés!). Index de Biodiversité des Etangs et des Mares Experts PLOCH IBEM Outil "! "! "! "! standardisé simple économique euro-compatible " Liste d’espèces Principe de la méthode IBEM: 2 étapes Echantillonnage de groupes indicateurs • Etape 1 - Sobs - Strue Richesses observées Richesses réelles Evaluation biologique • Etape 2 Strue / Sref Rapport: Richesse réelle/ Richesse réf. Experts PLOCH Score unique (valeur de 1 à 5) http://campus.hesge.ch/ibem/ Ex.: Evaluation de l’étang du Gros Brasset (réserve naturelle des Grangettes; VD) 1 Flore aquatique Gastéropodes 0.29 C oléoptères 0.29 0.78 Odonates 0.56 Amphibiens Moyenne mauvais 0.58 médiocre moyen bon très bon Evaluation réalisée par les gestionnaires de la réserve naturelle D’autres lectures… Problème 4. Les moustiques! ! •! Plainte des propriétaires! •! Comment y répondre? Les moustiques Le cycle de vie d’un moustique est constitué par 4 stades : "! œufs "! larves "! nymphe "! adulte Le cycle biologique entier peut durer moins de dix jours! Le maintient d’un niveau d’eau constant permet de garder submergées les zones de pontes (substrats humides) favorables aux moustiques Les moustiques: solution biologique Favoriser l’installation des prédateurs des moustiques qui se nourrissent de leurs oeufs et de leurs larves. Adultes: Chiroptères Aménagement de nichoirs Exemple de lecture: Culler, L. E., and W. O. Lamp. 2009. Selective predation by larval Agabus (Coleoptera: Dytiscidae) on mosquitoes: support for conservation based mosquito suppression in constructed wetlands. Freshwater Biology:2003-2014. Les moustiques Les prédateurs (poissons, tritons, larves de libellules) Rapport proie -prédateur Ce schéma explique aussi beaucoup des autres pullulations observées dans les mares (escargots, lentilles!) Réduction des surfaces propices à la ponte Beaucoup d’espèces pondent sur des surfaces terrestres humides en bordure des plans d’eau. Notamment dans la surface de battement des eaux; un niveau d’eau constant est alors bénéfique (au contraire des fortes fluctuations de niveau) Illustrations: Oertli & Frossard 2013 Les moustiques: solution mécanique •! Créer un mouvement constant sur la surface de l’eau avec des pompes à air. •! Les larves des moustiques vivent en surface (et s’y maintiennent par capillarité); elles ne peuvent respirer que si la surface de l’eau est calme ! www.massnrc.org Lutte biologique contre les moustiques: avec les bactéries (Bti) Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti H14 ) Utilisé en Europe à 99% •!Larvicide extrêmement sélectif* à base de bactéries naturelles trouvées dans le sol. Son agent actif (cristaux de protéines) provoquent des lésions importantes du tube digestif des moustiques et entraînent leur mort. •!Epargne insectes et crustacés aquatiques •!Ne pollue pas la nappe •!En suspension aqueuse, granulé, poudre, tablette ou glaçon • Nombre de passage en fonction du durée du cycle de vie (et donc en fonction de la température de l’eau): • -> tous les mois (finavril à début octobre) mais toutes les 2 semaines en juillet/ août. http://www.larvasonic.com/ Traitement aux Ultrasons Les autres espèces indésirables • Espèces envahissantes – Liste noire Ø Les Jussies (Ludwigia peploïdes, Ludwigia grandiflora) Ø Le Myriophylle du Brésil (Myriophyllum aquaticum) Ø L'Elodée dense ou Elodée du Brésil (Egeria densa) Ø L’Elodée du Canada et de Nuttall (Elodea canadensis et Elodea nuttallii) Ø La Renouée du Japon (Fallopia japonica) • Espèces exotiques – provenant de l’Aquariophilie • Tortue de Floride • Gastéropodes (escargots): Gyraulus parvus (Nord-américaine) Liste noire des plantes aquatiques envahissantes Jussie Myriophylle du Brésil Liste noire des plantes aquatiques envahissantes Elodea nuttallii (Elodée du Nutall) Élodée du Brésil ou Élodée dense Liste noire des plantes aquatiques envahissantes Renouée du Japon En conclusion: quelques principes de gestion • Définir les objectifs • Attention aux mythes… (curage, destruction des herbiers, homogénéisation des habitats, soucis esthétique…) • A chaque étang sa gestion (pas de gestion « standard ») • Gestion régionale à coupler à la gestion locale Sélec%on des données Analyse des données programme PLOCH (OFEV 1996-­‐2000) pour les objets fixes Analyses des données pour: -­‐ tous les étangs -­‐ étangs jusqu’à 800m Car fort effet de l’al=tude sur les richesses spécifiques Les habitats aquatiques … et terrestres www.pondconservation.org.uk Privilégier une grande diversité d’habitats Exemples du Canton de Genève • Concentrations excessives en Chlorophylle a (>50 µg/l) Etang de la Clinique Bel-­‐Air (jusqu’à 400 µg/l) • Concentrations excessives en Cyanobactéries Etang du chemin des Préjins (et jusqu’à 300 µg/l de Chl a) La biodiversité: les végétaux – Algues • unicellulaires – Épiphytes – Phytoplancton • filamenteuses – Macrophytes • submergés • feuilles flottantes • émergents Qualité de l’eau • • • • hypertrophe Oxygène pH Transparence Concentration en nutriments (Phosphore et Azote) Eutrophisation et biodiversité Le concept de metapopulation Différents types de métapopulations (adapté de Harrisson, 1991). Les cercles représentent des mares. Cercles pleins = mare occupée par l’espèce considérée ; cercles vides = mares non occupées par l’espèce considérée. Les flèches indiquent les phénomènes de dispersion. Oertli & Frossard 2013 Impact de l’eutrophisation sur la biodiversité Plantes: les plus sensibles Amphibiens moins sensibles