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Indice BECOME : le premier outil français de Bioindication des ECOsystèmes des Mares et Etangs 

Le projet de recherche BIOME (BIOindication des mares et étangs) porté par Aquabio a abouti en 2018 au premier indicateur national d’évaluation des mares et étangs : l’indice BECOME (Bioindication des ECOsystèmes Mares et Etangs). En voici les grands principes.

Le projet BIOME (BIOindication des Mares et Etangs) a débuté en 2012 afin de répondre au manque d’outil d’évaluation pour les mares et étangs français. De 2012 à 2016, les travaux de recherche ont été financés par Aquabio et, en 2016, par une initiative IPME biodiversité pilotée par l'ADEME. Ils ont porté sur le développement de méthodes de monitoring adaptés à ces écosystèmes, les choix des compartiments biologiques les plus pertinents à suivre, ainsi que sur la validation scientifique de grands principes de fonctionnement des plans d’eau peu profonds, et notamment la définition d’une typologie écologique des plans d’eau. Arrivé à maturité, le projet a été labellisé en 2016 par le conseil scientifique du pôle de compétitivité DREAM. Dans le cadre de ce projet un autre indice multimétrique, permettant d'évaluer le potentiel frayère à brochet, a été développé en partenariat avec la FDAAPPMA33.

L’indice BECOME est la conclusion principale du projet. C’est un indice valable pour tout plan d'eau peu profond de métropole (jusqu'à 4m de profondeur moyenne, ou plus selon les conditions morphologiques et la situation géographique du plan d'eau), de 2m² à 50ha. Il repose sur des relevés de macrophytes et d’invertébrés.

Grands principes de fonctionnement des plans d’eau peu profonds

Les plans d'eau peu profonds se caractérisent par deux états bien distincts :

  • un état « clair », fonctionnel, avec des eaux claires, des communautés de macrophytes et d'invertébrés diversifiées

  • un état « turbide », dysfonctionnel, avec des blooms phytoplanctoniques provoquant une banalisation très importante de la faune et de la flore (diminution de la luminosité, disparition des habitats favorables à la faune, problèmes d'oxygénation pendant la nuit, production de toxines...). Cet état peut être pérenne ou saisonnier (Scheffer, 2004). Le basculement en état turbide est en général lié (1) à un enrichissement d'origine anthropique en nutriments, (2) l'introduction de poissons fouisseurs (carpes, brèmes) ou d’écrevisses invasives, (3) une communauté de macrophytes réduite à absente, liée à des particularités ou à des dégradations morphologiques, et (4) des cataclysmes climatiques.

Pourquoi étudier les macrophytes ?
  • Les macrophytes sont l’habitat le plus biogène des plans d’eau peu profonds. Ils accueillent la majorité des invertébrés, des poissons et des algues non planctoniques (periphyton). Ils servent de support, d’abris, ou d’aliment pour ces êtres vivants (Wetzel, 2001). La présence d’une communauté de macrophytes diversifiée et abondante est donc essentielle au bon fonctionnement des plans d’eau peu profonds.

  • Ils limitent les phénomènes de houle qui peuvent entretenir un état turbide sur les plus grands plans d’eau (Scheffer et al., 1993).

  • Ils sont en compétition avec le phytoplancton souvent responsable des états turbides (blooms). Les macrophytes peuvent également empêcher l’apparition de ces blooms en secrétant des substances allélopathiques (Mulderij et al., 2007), substances empêchant la croissance de certaines algues ou autres végétaux.

Pourquoi étudier les invertébrés ?

Les plans d’eau sont des pièges à matière : s’ils ne disposent pas d’un édifice trophique complexe assurant la dégradation, le recyclage, l’exportation ou le maintien dans la chaîne alimentaire de la matière organique, celle-ci s’accumule plus rapidement, entraînant des dysfonctionnements ou un comblement plus rapide du plan d’eau.

  • Les invertébrés occupent la quasi-totalité des niches trophiques des plans d’eau (figure 1). Ils participent très largement au recyclage et à la dégradation des matières organiques vivantes et mortes. L’analyse de l’édifice trophique des invertébrés permet d’obtenir une image de ce dont ils se nourrissent : matières organiques mortes, phytoplancton, zooplancton, périphyton, et même une partie des vertébrés. Leurs cycles de vie sont de plusieurs mois à plusieurs années. Ils sont donc une expression synthétique du fonctionnement trophique global du plan d’eau sur au moins plusieurs mois.

  • Certains insectes aquatiques ont la capacité de voler et peuvent quitter le plan d’eau. Ils sont donc une source d’exportation potentielle de matière organique susceptible de ralentir l’enrichissement et le comblement du plan d’eau. Cette exportation est plus importante pour les espèces qui ne sont aquatiques qu’à l’état larvaire, ces dernières n’y retournant que pour pondre. Ces insectes sont largement consommés par de nombreux vertébrés et insectivores, dont de nombreuses espèces à fortes valeur patrimoniales (oiseaux, chauves-souris, odonates adultes...).


 

Figure 1 : Place des invertébrés dans le réseau trophique du plan d’eau et pour partie dans les écosystèmes environnants (source : Aquabio)


L'indice become : une évaluation des fonctions et de la biodiversité par rapport à un optimum attendu

L’indice BECOME est multimétrique, il propose donc à la fois une évaluation globale robuste, mais également une déclinaison de sous-indices permettant d’exprimer le fonctionnement avéré du plan d’eau, ainsi que ses éventuels points faibles. Cela permet (avec une expertise) d’identifier les causes probables de dysfonctionnement mais également de piloter les actions de gestion en conséquence, et en évaluer l’efficacité.

Il se décompose en (figure 2) :

  • Deux métriques de richesses invertébrés et macrophytes évaluant l’écart entre le nombre de taxon invertébrés et macrophytes obtenu et celui attendu.

  • Deux métriques évaluant la biocontamination du site en taxons de macrophytes ou d'invertébrés potentiellement invasifs.

  • Cinq métriques traduisant des fonctions bio-écologiques majeures : la transparence et l’habitabilité assurées par les macrophytes, les fonctions trophiques (alimentation équilibrée et exportation) assurées par les invertébrés ainsi que la présence d’une communauté d’invertébrés équilibrée assurant la stabilité de ces fonctions.












Figure 2 : Exemple de diagramme radar des sous-métriques de l’indice BECOME, sur un plan d’eau du plateau des Millevaches, artificiel, impacté par le pacage, une morphologie défavorable et l’empoissonnement. Les valeurs de transparence potentielle et de stabilité de l’édifice trophique indiquent un risque de basculement cyclique en état turbide.

Une interface web devrait voir le jour avant fin 2018. Cette interface permettra de calculer librement l’indice BECOME.

Aquabio propose des formules d’accompagnement permettant à des tiers d’appliquer la méthode dans des conditions optimales (formations, validation des identifications…).

L’outil développé fourni également de nombreuses autres fonctionnalités, telles que diagrammes d’aide à l’interprétation, évaluation du niveau trophique, analyse phyto-sociologique…


Pour toute information, n’hésitez pas à nous contacter à l’adresse plan.deau@aquabio-conseil.com

 

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Ont également participé au projet : Le Parc National des Pyrénées, les PNR des Bauges, du Ballon des Vosges, des Causses du Quercy, du Périgord-Limousin, du Plateau des Millevaches, des Préalpes Cotes d'Azur, des Volcans d'Auvergne et des Vosges du Nord, l'EPTB Seine Grands Lacs, L'Agence de l'eau Adour Garonne, les CEN d'Aquitaine, de Lorraine et du Limousin, l'ONF, l'ONCFS, la Fédération départementale des Chasseurs de Gironde, les FDAAPPMA de Dordogne et des Vosges, le GEREPI, l'AMV, les communes ou syndicats de communes d'Andernos, Sage-Blavet et Trégor Lannion. Ainsi que de nombreux propriétaires et collectivités qui nous ont autorisés à échantillonner leurs plans d'eau.

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Références
Mulderij G., Van Nes E. H. & Van Donk E., 2007. - Macrophyte–phytoplankton interactions: The relative importance of allelopathy versus other factors. Ecological Modelling, 204 (1‑2) , p. 85‑92.
Scheffer M., 2004. - Ecology of shallow lakes. Reprinted with corr., Population and community biology series 22, Kluwer, Dordrecht, 357 p.
Scheffer M., Hosper S. H., Meijer M.-L., Moss B. & Jeppesen E., 1993. - Alternative equilibria in shallow lakes. Trends in Ecology & Evolution, 8 (8) , p. 275‑279.
Wetzel R. G., 2001. - Limnology: lake and river ecosystems. 3rd ed., Academic Press, San Diego, 1006 p.




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