Variabilité spatiale de la relation habitats communauté aquatique dans les têtes de bassins versant en Guyane française

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1 Variabilité spatiale de la relation habitats communauté aquatique dans les têtes de bassins versant en Guyane française Mise en place d indice de qualité des eaux Etudiants : Allard Luc (Thèse Poisson) Dedieu Nicolas (Thèse Invertébré) Encadrants : Thèse Poisson : Brosse Sebastien (UPS) & Roussel Jean Marc (INRA) Thèse Invertébré : Cereghino Regis UPS Financeurs : Hydreco, Guyane Parc Amazonien Guyane, DEAL Guyane,

2 Avantages Contexte du projet Les particularités guyanaises Très grande majorité de milieux pristines Perturbations bien définies (orpaillage, exploitation forestières et agricoles, industries spatiales ) Diversité très élevée : La diversité piscicole ( 500 sp) / unité de surface > 50 celle de la Métropole Difficultés Peu de perturbations Diversité élevée Méconnaissance écologie des espèces Problème d identification peu de données existantes Une accessibilité difficile Plusieurs jours de navigation nécessaires pour gagner les têtes de bassin

3 Contexte du projet 2 thèses Poissons Invertébrés aquatiques Mise au point méthodologique dans petits cours d eau Taxonomie meilleure connaissancede la biologiedes espèces Typologie des PME Relations habitats-faune (>100 relevés) Relations statistiques Indice de qualité des eaux spécifique 4 ans 10aine de collaborations Equipe internationale Université Surinam Université de la Paz

4 Structuration du projet Thèse poissons Luc Allard 2) Typologiedes assemblages (n=40 sites) 3) Dispersion longitudinale (n=40) 4) Typologie trophique (n=10-20?) 5) Sources Exogènes (n = 4 sites) Thèse Invertébrés Nicolas Dedieu 1) Typologie des habitats (n = 100 sites) 6) Métaux (n = 6 sites) 2) Typologiedes assemblages (n=40 sites) 3) Typologie trophique (n=10-20?) Hydreco IRD Univ. Toulouse / CNRS Ecolab / IRSA J.M. Roussel EPOC CNRS

5 Type de masses d eaux étudiées P.M.E : Petites Masses d Eaux «Criques», 70 % du réseau hydrologique de Guyane (= Km), Maximum 10 m largeur et 1 m de profondeur, Non soumise à marée (tête de bassin), Echantillonnage pendant la saison sèche Actuellement, un premier article est en cours de rédaction sur la typologie des stations sur les critères morphométriques et physico-chimiques Crique typique en Guyane

6 Contexte du Projet Des typologies et des écosystèmes très divers Difficultés de délimitation selon les caractéristiques hydrologiques et hydromorphologiques qui varient fortement selon les saisons.

7 Bilan de la campagne de terrain des deux thèses (1 er année) : 87 Stations Bassin Statut Type d'impact Approuagues (14) Référence (27) Barrage (7) Comté (11) Impact Mineur (26) Orpaillage (26) Kourou (5) Impact Majeur (20) Piste (14) Mana (14) Impact Extreme (12) Agriculture (4) Macouria (1) Déforestation (7) Maroni (15) Aucun (27) Organabo (1) Oyapock (12) Les quatre statuts ont été faits à partir d observation visuelle sur le terrain et à dire d experts (gestionnaires) : Référence : Aucune perturbation au niveau de la station et du bassin environnant, Mineur : Aucune perturbation au niveau de la station mais des pressions sur le bassin, Majeur : Perturbation au niveau de la station et du bassin, Extrême : Perturbation de type «dramatique» au niveau de la station. N.B: Il est possible qu au moment des analyses les stations à perturbations mineures sortent comme des sites de référence.

8 Cartographie

9 La plupart des perturbations humaines observées en Guyane sont très extrêmes. Dans le cas de la construction d un indice, ces observations extrêmes finiront en outliers dans les traitements. Particularité en Guyane Il a été choisi de sélectionner des stations en aval des perturbations dans des conditions d'habitat qui permettront une comparaison avec le plus grand nombre de stations de référence sur le secteur. Exemples de perturbations de ce type: (a) Déforestation, (b) Carrière à latérite, (c) Site orpaillé, (d) Abatis (pré-agriculture). ( c ) ( b )

10 Thèse Invertébrés Aquatiques

11 Méthodologie Prélèvement de type DCE-compatible (inspiré de la norme AFNOR XP T90-333), 12 échantillons : 8 sur substrat de type organique et 4 minéral, Choix des substrats suivant la représentativité des habitats et en prenant en compte le courant, Particularité en Guyane : Le Bois mort est un habitat rencontré fréquemment. Des tests préliminaires ont montrés que ce type d habitat abrite une faune particulière(tests supplémentaires à réaliser et Prélèvement à standardiser).

12 Particularité méthodologique en Guyane La majorité des criques de Guyane est caractérisée par un fond essentiellement sableux, quelquefois limoneux et dans le cas de stations en forêts, un recouvrement intégral de litière. Ce type de prélèvement entraine par la suite un temps très conséquent en laboratoire. Pour palier à cela, un pré-tri est fait sur le terrain à l aide d une bassine standardisée. Pour palier à des variabilités locales (courant, morphologie et accès au chenal), l utilisation du troubleau a été préféré par rapport au Surber. Pré-tri réalisé sur le terrain

13 Construction de l indice sur la base des invertébrés aquatiques L indice sera une combinaison de plusieurs métriques Les étapes de la construction de l indice se feront comme le schéma proposé par Hering et al.(2006). De plus, un indice a déjà été fait en Guyane : GAINi (Buffagni and al.). Cependant, certaines de ses métriques montrent un problème de calibration/pertinence (Résultat hors norme : sous- ou sur-évaluation). Il nécessite donc d être révisé et retravaillé.

14 Avancée du travail Actuellement en phase de laboratoire (45% des stations triées). Travaux annexes sur les genres éphémères (stages de M2) afin de renforcer un indice local : SMEG (Score Moyen Ephémères Guyanais) mis au point par Alain Thomas de l Université Toulouse en Leptohyphidae, Lepthohyphès

15 Caractéristiques taxonomiques de la Guyane Nombreuses Familles (environ 84 rencontrées actuellement dans les P.M.E), Abondance Diptère très importante (généralement 80% de l échantillon), Taille des individus plutôt petite, Maturation des individus très variables (plusieurs générations rencontrées dans les stations), Peu de connaissance sur le genre et les espèces (mise en place d un réseau taxonomique), Aucune connaissance sur la biologie et l écologie des espèces (quelques articles seulement en milieu néotropical) Variabilité très forte intra-site (micro-habitat). TAXON RENCONTRE AESHNIDAE HYDROPSYCHIDAE AMPULLARIIDAE HYDROPTILIDAE BAETIDAE LEPTOCERIDAE BELOSTOMATIDAE LEPTOHYPHIDAE CAENIDAE LEPTOPHLEBIIDAE CALAMOCERATIDAE LESTIDAE CALOPTERYGIDAE LIBELLULIDAE CARABIDAE LIMONIIDAE CERATOPOGONIDAE MEGAPODAGRIONIDAE CHAOBORIDAE MESOVELIIDAE CHIRONOMIDAE NAUCORIDAE COENAGRIONIDAE NEMATODA COLLEMBOLA NEMATOMORPHA CORDULIIDAE NEPIDAE CORETHRELLIDAE NOTONECTIDAE CORIXIDAE ODONTOCERIDAE CORYDALIDAE OLIGOCHAETA CORYPHORIDAE PALAEMONIDAE CULICIDAE PERILESTIDAE DIXIDAE PERLIDAE DRYOPIDAE PHILOPOTAMIDAE DYTISCIDAE PLANARIA ECNOMIDAE PLANORBIDAE ELMIDAE PLASTYTISCIDAE EMPIDIDAE PLEIDAE EPHEMERIDAE POLYCENTROPODIDAE EPHYDRIDAE POLYMITARCYIDAE EURYRHYNCHIDAE POLYTHORIDAE EUTHYPLOCIIDAE PROTONEURIDAE GERRIDAE PSEUDOSTIGMATIDAE GLOSSOMATIDAE PSYCHODIDAE GOMPHIDAE PTILODACTYLIDAE GRAPSIDAE PYRALIDAE GYRINIDAE SIALIDAE HELICOPSYCHIDAE SIMULIIDAE HELIOCHARITIDAE SPHAERIIDAE HELODIDAE STAPHYLINIDAE HELOTREPHIDAE TABANIDAE HIRUDINEA TANYPODINAE HYDRACARINA THIARIIDAE HYDROBIIDAE TIPULIDAE HYDROPHILIDAE VELIIDAE TOTAL : 84

16 Thèse Poissons

17 Tests de la pêche électrique: Mean Conductivity (μs/cm) *** *** Méthodologie *** * *** ** * Mean depth (cm) Mean length/species/site (log) <10% 10%<x<90% >90% <10% 10%<x<90% >90% <10% 10%<x<90% >90% Efficacité de la pêche électrique Pêche électrique efficace pour des stations présentant des hauteurs d eau inférieurs à 20 cm et des conductivités supérieures à 45 μs/cm

18 Méthodologie Protocole retenu pour l échantillonnage servant à la création de l indice poisson : Filet de barrage Filet de barrage Filet de barrage Sta on aval Sta on amont passage sur les 2 sta ons: roténone amont aval 10 à 20 m 10 à 20 m

19 Méthodologie Description typologique de l habitat : Longueur totale de la zone (20 à 30m) Transect A A1 amont Transect B 50 cm Transect C Transect D Transect E B1 A2 aval A3 A4 Filet de barrage Filet de barrage 5 mètres

20 Exemple de station

21 Construction de l indice sur la base des communautés de poissons Utilisation de l approche dite «conditions de référence»: Récupération des descripteurs des communautés, de type taxonomiques et fonctionnels, qui présentent les plus fort taux d explication de la variabilité pour les stations référence. Utilisation des modèles basés sur ces descripteurs avec des données de stations perturbées Observation de la différence de taux d explication de la variabilité des stations référence et perturbées. Moyenne des différences de taux de variabilité corrélée à l intensité de perturbation?