La gestion écologique des rivières au 20e siècle consistait le plus souvent à s'inspirer des fonctionnements et peuplements antérieurs pour essayer d'y revenir, en supposant possible le retour à l'état d'origine avant perturbation, et considérant comme suffisant cet objectif. Mais avec le changement climatique imposant des conditions nouvelles, parfois extrêmes, de débit et température, ce paradigme entre en crise, préviennent neuf chercheurs dans la revue scientifique internationale Nature. Nous devons aujourd'hui apprendre à gérer les rivières à l'âge Anthropocène pour éviter l'effondrement de leurs populations et la ruine de services écosystémiques rendus aux humains. Cette gestion adaptative peut inclure les instruments nés de l'exploitation de la rivière, comme les barrages permettent de réguler débits et réserves d'eau. Ce qui pose question : avec son objectif de disparition du maximum d'ouvrages et retenues au nom de la continuité en long et de la préférence aux habitats originels plutôt qu'anthropisés, la gestion publique française est-elle en retard d'une guerre en période de changement climatique?
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Mort en masse de poissons dans des canicules et sécheresses en Australie, Allemagne, Suisse, Espagne... l'actualité commence à donner quelques aperçus de ce que signifie le changement climatique pour la variation future des débits. Ce qui reste aujourd'hui exceptionnel pourrait devenir la norme en 2050. Et s'aggraver même ensuite, impliquant des changements majeures dans les deux paramètres directeurs des écosystèmes de rivière: le débit et la température.
Jonathan D. Tonkin, N. LeRoy Poff et sept collègues publient dans la revue scientifique Nature une tribune alertant les gestionnaires de rivière sur les implications des prédictions climatiques.
Leur constat : l'idée qu'il faut simplement revenir à l'idée d'origine de la rivière n'est plus valable. "Que doivent faire les gestionnaires de rivière? Ils ne peuvent plus utiliser des outils anciens: des techniques de gestion conventionnelles visant à restaurer les écosystèmes dans leur état d'origine. Le développement humain en cours et le changement climatique font que ce n’est plus possible. Et les modèles fondés sur les corrélations passées ne permettent guère de prédire comment les espèces pourraient réagir dans le futur à des changements sans précédent. Une approche différente s'impose."
En lieu et place d'une tentative de restauration de profils et peuplement antérieurs de rivière, les chercheurs préconisent une gestion adaptative : "Afin de maintenir les réserves d'eau et d'éviter des effondrements dévastateurs de population, les rivières doivent être gérées de manière adaptative, ce qui améliore leur résilience et limite les risques. Les chercheurs doivent également mettre au point de meilleurs outils de prévision permettant de prévoir comment les espèces clés, les stades de la vie et les écosystèmes pourraient réagir aux changements environnementaux. Cela signifiera aller au-delà du simple suivi de l'état des écosystèmes pour modéliser les mécanismes biologiques qui sous-tendent leur survie."
Sont cités en exemple la gestion fine des débits pour assurer la germination (dépendante du débit) des peupliers indigènes (Populus spp.) des Etats-Unis en raison de leurs services rendu ou l'assistance à traverser l'étape critique pour le stade juvénile du saumon coho (Oncorhynchus kisutch) que forment les sécheresses estivales.
Quatre étapes pour construire la gestion des rivières
Pour les scientifiques, une démarche en quatre étapes s'impose afin de parvenir à accompagner les changements hydro-climatiques.
"Recueillir des données sur les mécanismes. Nous appelons à une nouvelle campagne mondiale pour rassembler des données d'histoire naturelle sur les réponses de la biodiversité aux changements du débit des rivières. Les estimations de la fécondité et de la survie à différents stades de la vie nécessiteront une surveillance sur le terrain. D'autres informations, telles que les taux de mortalité induite par les débits, pourraient être recueillies par le biais d'expériences sur le terrain et en laboratoire. Les données provenant de différentes sources peuvent également être combinées, notamment les caractéristiques des espèces, l'abondance de la population à tous les stades de la vie et les données de télédétection sur l'état des écosystèmes à des échelles plus larges. Nous exhortons les agences locales, nationales et fédérales, ainsi que les chercheurs, les organisations non gouvernementales et d'autres organismes, à mettre à disposition les données existantes.
Décrire les processus clés dans les modèles. Les scientifiques doivent mieux articuler les relations entre la dynamique de la population et les schémas d'écoulement de l'eau dans des modèles basés sur des processus. Par exemple, les modèles doivent décrire le degré de reproduction ou de survie des plantes à différents stades de leur vie lors d'inondations ou de sécheresses, les conditions et le moment d'écoulement nécessaires au poisson pour se reproduire ou les taux de croissance des populations d'insectes après des inondations de tailles différentes. Les résultats doivent être clairement exprimés pour que les gestionnaires de rivière et les décideurs puissent les comprendre et les utiliser.
Se concentrer sur les goulots d'étranglement. Des interventions ciblées visant à éviter l'effondrement des populations lors d'écoulements extrêmes constitueront la pierre angulaire de la gestion des rivières pour leur résilience à l'avenir. En conséquence, les gestionnaires de barrages devraient se concentrer sur les étapes de la vie les plus vulnérables ou les plus sensibles, et pas seulement sur l'abondance de la population. Malheureusement, à mesure que les conditions extrêmes de débit se généraliseront, les scientifiques et les gestionnaires pourront observer les dépérissements et calibrer les modèles.
Préciser l'incertitude. Le niveau de confiance des gestionnaires dans les résultats des modèles influera sur leur volonté de faire face à divers niveaux de risque. Les prédictions devraient donc quantifier le niveau de confiance que l'on peut leur accorder. Les scientifiques doivent présenter clairement les incertitudes des prévisions. Les modèles doivent être testés par analyse rétrospective (prédire la taille passée ou présente de la population, par exemple), et les incertitudes du modèle doivent être retracées des données d'entrée jusqu'aux résultats. Les lacunes dans les connaissances qui compromettent le plus la précision doivent être identifiées. Les modèles doivent être régulièrement mis à jour, testés et améliorés à mesure que de nouvelles données arrivent."
Notre association ayant régulièrement déploré le manque de disponibilité de données et d'utilisation de modèles dans la gestion des rivières, nous ne pouvons que nous féliciter de cette mise en avant du problème dans une revue très influente. Une certaine prudence s'impose toutefois concernant la modélisation, comme les auteurs le rappellent en insistant sur les incertitudes : elle reste très complexe à mettre en oeuvre pour l'évolution du vivant, domaine où les contextes locaux, les perturbations aléatoires, les capacités adaptatives endogènes de chaque espèce et les interactions espèce-espèce espèce-milieu en quantités rapidement "explosives" jouent un rôle prépondérant.
Concernant les politiques menées en France, on peut faire les remarques suivantes :
Référence : Tonkin JD et al (2019), Prepare river ecosystems for an uncertain future,
Nature 570, 301-303 (2019)
Illustration: Jsayre64, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
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La moitié des rivières européennes devrait changer d'écotype d'ici 2050 (Laizé et al 2017)
Idée reçue #17: "L'effacement des ouvrages hydrauliques permet de s'adapter au changement climatique"
Mort en masse de poissons dans des canicules et sécheresses en Australie, Allemagne, Suisse, Espagne... l'actualité commence à donner quelques aperçus de ce que signifie le changement climatique pour la variation future des débits. Ce qui reste aujourd'hui exceptionnel pourrait devenir la norme en 2050. Et s'aggraver même ensuite, impliquant des changements majeures dans les deux paramètres directeurs des écosystèmes de rivière: le débit et la température.
Jonathan D. Tonkin, N. LeRoy Poff et sept collègues publient dans la revue scientifique Nature une tribune alertant les gestionnaires de rivière sur les implications des prédictions climatiques.
Leur constat : l'idée qu'il faut simplement revenir à l'idée d'origine de la rivière n'est plus valable. "Que doivent faire les gestionnaires de rivière? Ils ne peuvent plus utiliser des outils anciens: des techniques de gestion conventionnelles visant à restaurer les écosystèmes dans leur état d'origine. Le développement humain en cours et le changement climatique font que ce n’est plus possible. Et les modèles fondés sur les corrélations passées ne permettent guère de prédire comment les espèces pourraient réagir dans le futur à des changements sans précédent. Une approche différente s'impose."
En lieu et place d'une tentative de restauration de profils et peuplement antérieurs de rivière, les chercheurs préconisent une gestion adaptative : "Afin de maintenir les réserves d'eau et d'éviter des effondrements dévastateurs de population, les rivières doivent être gérées de manière adaptative, ce qui améliore leur résilience et limite les risques. Les chercheurs doivent également mettre au point de meilleurs outils de prévision permettant de prévoir comment les espèces clés, les stades de la vie et les écosystèmes pourraient réagir aux changements environnementaux. Cela signifiera aller au-delà du simple suivi de l'état des écosystèmes pour modéliser les mécanismes biologiques qui sous-tendent leur survie."
Sont cités en exemple la gestion fine des débits pour assurer la germination (dépendante du débit) des peupliers indigènes (Populus spp.) des Etats-Unis en raison de leurs services rendu ou l'assistance à traverser l'étape critique pour le stade juvénile du saumon coho (Oncorhynchus kisutch) que forment les sécheresses estivales.
Quatre étapes pour construire la gestion des rivières
Pour les scientifiques, une démarche en quatre étapes s'impose afin de parvenir à accompagner les changements hydro-climatiques.
"Recueillir des données sur les mécanismes. Nous appelons à une nouvelle campagne mondiale pour rassembler des données d'histoire naturelle sur les réponses de la biodiversité aux changements du débit des rivières. Les estimations de la fécondité et de la survie à différents stades de la vie nécessiteront une surveillance sur le terrain. D'autres informations, telles que les taux de mortalité induite par les débits, pourraient être recueillies par le biais d'expériences sur le terrain et en laboratoire. Les données provenant de différentes sources peuvent également être combinées, notamment les caractéristiques des espèces, l'abondance de la population à tous les stades de la vie et les données de télédétection sur l'état des écosystèmes à des échelles plus larges. Nous exhortons les agences locales, nationales et fédérales, ainsi que les chercheurs, les organisations non gouvernementales et d'autres organismes, à mettre à disposition les données existantes.
Décrire les processus clés dans les modèles. Les scientifiques doivent mieux articuler les relations entre la dynamique de la population et les schémas d'écoulement de l'eau dans des modèles basés sur des processus. Par exemple, les modèles doivent décrire le degré de reproduction ou de survie des plantes à différents stades de leur vie lors d'inondations ou de sécheresses, les conditions et le moment d'écoulement nécessaires au poisson pour se reproduire ou les taux de croissance des populations d'insectes après des inondations de tailles différentes. Les résultats doivent être clairement exprimés pour que les gestionnaires de rivière et les décideurs puissent les comprendre et les utiliser.
Se concentrer sur les goulots d'étranglement. Des interventions ciblées visant à éviter l'effondrement des populations lors d'écoulements extrêmes constitueront la pierre angulaire de la gestion des rivières pour leur résilience à l'avenir. En conséquence, les gestionnaires de barrages devraient se concentrer sur les étapes de la vie les plus vulnérables ou les plus sensibles, et pas seulement sur l'abondance de la population. Malheureusement, à mesure que les conditions extrêmes de débit se généraliseront, les scientifiques et les gestionnaires pourront observer les dépérissements et calibrer les modèles.
Préciser l'incertitude. Le niveau de confiance des gestionnaires dans les résultats des modèles influera sur leur volonté de faire face à divers niveaux de risque. Les prédictions devraient donc quantifier le niveau de confiance que l'on peut leur accorder. Les scientifiques doivent présenter clairement les incertitudes des prévisions. Les modèles doivent être testés par analyse rétrospective (prédire la taille passée ou présente de la population, par exemple), et les incertitudes du modèle doivent être retracées des données d'entrée jusqu'aux résultats. Les lacunes dans les connaissances qui compromettent le plus la précision doivent être identifiées. Les modèles doivent être régulièrement mis à jour, testés et améliorés à mesure que de nouvelles données arrivent."
Notre association ayant régulièrement déploré le manque de disponibilité de données et d'utilisation de modèles dans la gestion des rivières, nous ne pouvons que nous féliciter de cette mise en avant du problème dans une revue très influente. Une certaine prudence s'impose toutefois concernant la modélisation, comme les auteurs le rappellent en insistant sur les incertitudes : elle reste très complexe à mettre en oeuvre pour l'évolution du vivant, domaine où les contextes locaux, les perturbations aléatoires, les capacités adaptatives endogènes de chaque espèce et les interactions espèce-espèce espèce-milieu en quantités rapidement "explosives" jouent un rôle prépondérant.
Concernant les politiques menées en France, on peut faire les remarques suivantes :
- la doctrine opposant "l'état de référence" passé d'un cours d'eau à son état présent n'a guère de sens en écologie si les prédictions des modèles climatiques sont correctes et si les conditions aux limites du vivant aquatique changent de manière importante;
- une gestion adaptative suppose de disposer des outils de gestion, notamment tout ce qui régule le débit et la rétention d'eau dans les bassins. Casser aujourd'hui ces outils (en effaçant des barrages et vannes) au lieu de les adapter (par des dispositifs de montaison-dévalaison), c'est se priver de leur potentialité et d'une liberté d'action future;
- le souci de l'environnement, l'expérimentation dans les méthodes et l'agilité dans la gestion des rivières gagneraient à faire des propriétaires et gérant d'ouvrages hydrauliques des alliés de ces enjeux important pour la vie et pour la société, plutôt qu'à diviser sur des approches passées, voire dépassées.
Référence : Tonkin JD et al (2019), Prepare river ecosystems for an uncertain future,
Nature 570, 301-303 (2019)
Illustration: Jsayre64, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
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Les barrages comme refuges? Intégrer le changement climatique dans les choix sur les ouvrages hydrauliques (Beatty et al 2017)
La moitié des rivières européennes devrait changer d'écotype d'ici 2050 (Laizé et al 2017)
Idée reçue #17: "L'effacement des ouvrages hydrauliques permet de s'adapter au changement climatique"