Ecosystèmes des lacs : fragiles et pourtant essentiels à la qualité de nos eaux douces

Les lacs naturels ou artificiels représentent 90 % des eaux douces de surface (Shiklomanov and Rodda, 2003). De plus, les lacs fournissent de nombreux services écologiques et constituent des habitats pour de nombreuses espèces animales et végétales. Ils soutiennent également un large éventail de services pour les besoins humains (par exemple l'énergie hydroélectrique, l'irrigation, les activités récréatives, etc.) en plus de constituer un réservoir d’eau douce colossal sur Terre.

Pourtant les écosystèmes d’eau douce comptent parmi les écosystèmes les plus menacés au monde (Vári et al., 2021). Dans ce contexte, il est important de connaître les causes du déclin de la biodiversité des eaux douces pour mettre en place des mesures de conservation efficaces.

La DCE comme outils de préservation écologique de nos eaux douces

A cet égard, la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) impose à chaque pays européen de surveiller et restaurer l’état écologique de ses masses d’eau, avec pour objectif d’atteindre le bon état écologique de l’ensemble des lacs européens. Le bon état écologique correspond à un état se rapprochant de l’état de référence propre à chaque plan d’eau, c’est-à-dire un état biologique, physico-chimique et hydromorphologique le plus proche possible de l’état originel du lac, sans influence humaine.

La surveillance DCE s’effectue par compartiments écologiques, évalués selon un ordre de priorité. Elle débute par le compartiment biologique. Pour les lacs européens (≥ 50 ha), l’évaluation biologique doit obligatoirement inclure la surveillance des populations de macrophyte, de phytoplancton, les macro-invertébrés ainsi que les poissons qui sont suivis au sein d’indicateurs biologiques. Ensuite la surveillance de l’état physico-chimique du lac est réalisée, puis celui de l’hydromorphologie, mais seulement si les deux premiers compartiments (biologique et physico-chimique) présentent au moins un bon état écologique.

L’hydromorphologie représente le cadre de vie physique des communautés aquatiques, autrement dit les conditions hydromorphologiques renseignent sur la qualité des habitats lacustres indispensables aux biocénoses aquatiques pour les différentes étapes de leur cycle de vie et ainsi leur préservation en bonne santé. Le très bon état écologique d’une masse d’eau ne peut être atteint seulement si les trois compartiments sont en bon état écologique. Cependant, l’hydromorphologie étant considérée comme en soutien à la biologie, une masse d’eau peut être classée en bon état écologique sans nécessairement présenter un bon état hydromorphologique. A l’inverse, un mauvais état biologique ou chimique entraîne automatiquement un déclassement de la masse d’eau vers l’état moyen, médiocre ou mauvais.

Perspectives : relier la dégradation de l’habitat physique des lacs aux dynamiques des communautés aquatiques lacustres

En Europe, les pressions hydromorphologiques sur les eaux de surface augmentent depuis les dernières décennies (Poikane et al., 2020) et représentent l'un des types de pression les plus courants impactant les écosystèmes aquatiques avec l'eutrophisation, qui peut elle-même résulter au moins en partie d'altérations hydromorphologiques (Carriere et al., 2024).

Le large éventail de services que fournissent les lacs pour les besoins humains (par exemple l'énergie hydroélectrique, etc.) impliquent des modifications de leur morphologie originelle et de leur dynamique hydrologique (Ostendorp et al., 2004). L'hydromorphologie étudie ces changements.

Certaines études ont déjà débuté le travail de confrontation des altérations hydromorphologiques recensées sur les lacs aux données biologiques. Néanmoins les effets des pressions hydromorphologiques sur la biodiversité aquatique lacustre demeurent peu connus bien que ses pressions hydromorphologiques puissent représenter une cause majeure du déclin de la biodiversité des eaux douces. Par exemple, les altérations hydromorphologiques des lacs modifient directement la variabilité du niveau d’eau, l’hétérogénéité morphologique, la nature du substrat et les conditions de lumière, paramètres qui sont déterminants dans la structure des communautés végétales aquatiques et donc des macrophytes (Birk et al., 2010 ; Jusik et al., 2014). De plus, la composition et l’abondance d’organismes benthiques tel que certains macroinvertébrés dépendent fortement de la nature du substrat qui peut être modifiée par des activités humaines telles que le déversement de sable exogène, en particulier s’il ne s’agit pas du substrat d’origine du fond du lac ou encore les changements d'affectation des sols et de couverture végétale aux abords du lac (Tolonen et al., 2001 ; Mavromati et al., 2023).

Le lien entre l’hydromorphologie et la biodiversité aquatique lacustre demeure ainsi un axe important de recherche pour l’évaluation et la restauration écologique future des eaux continentales européennes et mieux établir la base de l’évaluation de l’état écologique (Argillier et al., 2022).

Références : 

[1] Argillier, C., Carriere, A., Wynne, C., Hellsten, S., Vartia, K., & Poikane, S. (2022). Lake hydromorphology assessment in Europe: Where are we 20 years after the adoption of the Water Framework Directive: Science of The Total Environment, 855, 158781. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158781

[2] Birk, S., & Willby, N. (2010). Towards harmonization of ecological quality classification: establishing common grounds in European macrophyte assessment fororg rivers. Hydrobiologia, 652(1), 149‑163. https://doi.org/10.1007/s10750-010-0327-3

[3] Carriere, A., Reynaud, N., Gay, A., Baudoin, J. M., Argillier, C. (2024). LHYMO: A new Water Framework Directive‐compliant multimetric index to assess lake hydromorphology and its application to French lakes. Aquat. Conserv. -Mar. Freshw. Ecosyst., 34, e4029. https://doi.org/10.1002/aqc.4029

[4] Jusik, S., & Macioł, A. (2014). The influence of hydromorphological modifications of the littoral zone in lakes on macrophytes. Oceanological And Hydrobiological Studies, 43(1), 66‑76. https://doi.org/10.2478/s13545-014-0119-x

[5] Mavromati, E., Kemitzoglou, D., & Tsiaoussi, V. (2023). Does littoral substrate affect macroinvertebrate assemblages in Mediterranean lakes?. Aquatic Ecology, 57(3), 667-679. https://doi.org/10.1007/s10452-023-10037-7

[6] Ostendorp, W. (2004). New approaches to integrated quality assessment of lakeshores. Limnologica, 34(1-2), 160-166. https://doi.org/10.1016/S0075-9511(04)80036-7

[7] Poikane, S., Zohary, T., Cantonati, M. (2020). Assessing the ecological effects of hydromorphological pressures on european lakes. Inl. Waters 10, 241–255. https://doi.org/10.1080/20442041.2019.1654800

[8] Shiklomanov, I. A., & Rodda, J. C. (Eds.). (2003). World water resources at the beginning of the twenty-first century. Cambridge University Press.

[9] Tolonen, K. T., Hämäläinen, H., Holopainen, I. J., & Karjalainen, J. (2001). Influences of habitat type and environmental variables on littoral macroinvertebrate communities in a large lake system. Archiv für Hydrobiologie, 39-67. https://doi.org/10.1127/archiv-hydrobiol/152/2001/39

[10] Vári, Á., Podschun, S. A., Erős, T., Hein, T., Pataki, B., Iojă, I., Adamescu, C. M., Gerhardt, A., Gruber, T., Dedić, A., Ćirić, M., Gavrilović, B., & Báldi, A. (2021). Freshwater systems and ecosystem services: Challenges and chances for cross-fertilization of disciplines. AMBIO, 51(1), 135‑151. https://doi.org/10.1007/s13280-021-01556-4

Alexandra CARRIERE^(1)

(1) Alexandra Carriere est enseignante-chercheuse en géosciences à l’école d’ingénieur ESAIP de Saint-Barthélemy-d’Anjou (campus Saint-Barthélemy-d’Anjou et Aix-en-Provence). Sa thèse, soutenue en juin 2019 à Grenoble, portait sur l’impact de la végétation sur les lois physiques d’érosion de versants de montagne. Elle poursuit aujourd’hui ses recherches au sein du CERADE, et en collaboration avec l’INRAE et l’OFB. Elle bénéficie depuis 2023 d’un financement régional PULSAR.