Assistance à la coordination des travaux européens d intercalibration des indicateurs biologiques de la Directive Cadre sur l Eau (DCE)

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1 d intercalibration des indicateurs biologiques de la Directive Cadre sur l Eau (DCE) ************ Rémi BUCHET, janvier 2012 Siège Social Site de Brest 23 boulevard Einstein BP mail : contact@hocer.com 1, Place de Strasbourg NANTES Cedex 3 web : BREST S.A.S. au capital de RCS Nantes B N SIRET: Code NAF: 742 C FR

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3 Sommaire INTRODUCTION PRINCIPES DE L INTERCALIBRATION TRAVAUX AU SEIN DU MEDITERRANEAN GEOGRAPHICAL INTERCALIBRATION GROUP (MED GIG) MEC PHYTOPLANCTON Méthode présentée par la France (WISER ID n 281) Travaux d intercalibration MET PHYTOPLANCTON Méthode présentée par la France (WISER ID n 265) Travaux d intercalibration MEC INVERTÉBRÉS BENTHIQUES Méthode présentée par la France (AMBI) Travaux d intercalibration MET INVERTÉBRÉS BENTHIQUES Méthode présentée par la France (M-AMBI) Travaux d intercalibration MEC ANGIOSPERMES (HERBIERS DE POSIDONIES) Méthode présentée par la France (PREI) Travaux d intercalibration MET MACROPHYTES Méthode présentée par la France (EXCLAME - WISER ID n 263) Travaux d intercalibration MEC MACROALGUES Méthode présentée par la France (CARLIT - WISER n 321) Travaux d intercalibration TRAVAUX AU SEIN DU NORTH EAST ATLANTIC GEOGRAPHICAL INTERCALIBRATION GROUP (NEA GIG) MEC & MET PHYTOPLANCTON Méthodes présentées par la France (WISER ID n 281/MEC et n 265/MET) Travaux d intercalibration MEC & MET MACROPHYTES Organisation du groupe et historique des meetings Méthode «macroalgues intertidales» en MEC présentée par la France (CCO - WISER ID n 354) Travaux d intercalibration pour les indicateurs «macroalgues intertidales» en MEC Méthode «angiospermes» présentée par la France en MEC (SBQ - WISER ID n 351) Travaux d intercalibration pour les indicateurs «angiospermes» en MEC Méthode «blooms de macroalgues opportunistes» présentée par la France en MEC (CWOGA - WISER ID n 359)

4 Travaux d intercalibration pour les indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC Travaux d intercalibration pour les indicateurs «angiospermes» en MET Méthode «blooms de macroalgues opportunistes» présentée par la France en MET (TW-OGA WISER ID n 353) Travaux d intercalibration pour les indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MET MET INVERTÉBRÉS BENTHIQUES Méthode présentée par la France (MiSS-ETW WISER ID n 352) Travaux d intercalibration CONCLUSION GENERALE REFERENCES ANNEXE I ANNEXE II ANNEXE III

5 INTRODUCTION Ce rapport est le rapport final du contrat de prestation conclu entre la société HOCER et l IFREMER 1, concernant l assistance à la coordination des travaux d intercalibration des indicateurs biologiques développés par les états européens signataires de la Directive Cadre sur l Eau (DCE). Il effectue la synthèse au 31 décembre des travaux d intercalibration européenne dans les différents groupes d intercalibration géographiques (GIG), en s appuyant notamment sur le contenu des ultimes actualisations des rapports «milestone». Ces actualisations ont été envoyées au JRC 2 par les coordinateurs des différents groupes d intercalibration à la date du 31 décembre PRINCIPES DE L INTERCALIBRATION La section de l annexe V de la DCE prévoit une procédure destinée à assurer la comparabilité des résultats des contrôles biologiques de la qualité des eaux de surface entre les Etats membres (EM), ceux-là étant un élément central de la classification de l état écologique. Pour ce faire, les résultats des systèmes de contrôles et de classification des EM doivent être comparés par le biais d un exercice d intercalibration. A cette fin, les EM sont répartis en groupes d intercalibration géographiques qui rassemblent ceux partageant des types déterminés de masses d eau de surface. Dans ce contexte, l exercice d intercalibration est réalisé au niveau de chaque élément de qualité biologique et consiste à comparer les résultats de classification des systèmes de contrôles nationaux, et ce pour chacun des types communs définis à l échelle des GIG. Un premier exercice d intercalibration entre les EM s est déroulé de 2004 à 2006 et a fait l objet d un rapport technique (Carletti & Heiskanen, 2009) qui décrit en détail comment l exercice d intercalibration a été effectué pour les différentes catégories d eau et les éléments de qualité biologiques impliqués dans leur évaluation. Une décision européenne du 30 octobre 2008 a entériné les résultats issus de ce premier exercice. Ceux-ci ont par la suite été traduits dans la règlementation française (arrêté du 25 janvier ). A l issue du premier round d intercalibration, certaines lacunes ont été mises en évidence (Carletti & Heiskanen, 2009) : Les indicateurs biologiques impliqués dans l évaluation des masses d eau de transition n ont pas été intercalibrés, Pour les masses d eau côtières, certains éléments de qualité font défaut, Tous les EM des GIG n ont pas participés à l exercice, Certains résultats ne couvrent pas l élément de qualité complet mais seulement une partie d entre eux : intercalibration au niveau du paramètre, par exemple la concentration en chlorophylle-a pour le phytoplancton en masses d eau côtières (MEC) de Méditerrannée, 1 Contrat N 11/ Joint Research Center (

6 Des réserves ont été émises concernant le degré de comparabilité entre les résultats et le niveau d ambition des différents systèmes de classification nationaux, Des lacunes ont été identifiées quant à l exhaustivité de la couverture des typologies de masses d eau, et sur celle des pressions auxquelles celles-ci sont soumises, Enfin, d autres réserves ont été formulées quant au mode de définition de critères pour identifier une référence commune entre les EM, procédure essentielle en vue de l établissement de valeurs de référence et de limites de classes de qualité pertinentes (notion de «benchmarking»). Aussi, la Commission Européenne a souhaité l organisation d un second exercice d intercalibration entre 2008 et 2011, afin de combler ces lacunes et d améliorer la comparabilité des résultats à temps pour la mise en œuvre des deuxièmes plans de gestion des bassins hydrographiques (SDAGE) en Elle a, dans ce sens, produit un document guide 4 formulant des règles strictes afin d apporter un meilleur cadrage à la méthodologie à suivre dans les différents GIG pour la prise en compte et la comparaison des indicateurs nationaux. Ces règles concernent notamment : La vérification de la conformité des méthodes par rapport aux exigences de la DCE (annexe 5) : tous les paramètres nécessaires à l évaluation de l élément de qualité au sens de la DCE doivent être couverts, et la sensibilité des indicateurs nationaux aux pressions anthropiques doit nécessairement être documentée, La vérification de la faisabilité de l intercalibration en termes de concept d évaluation, de typologies et de pressions : les différents indicateurs nationaux doivent être suffisamment «proches» conceptuellement pour pouvoir prétendre à une intercalibration réaliste au niveau d un GIG et d une typologie donnée, Le choix de l option statistique pour réaliser l exercice d intercalibration : option «1» lorsque les méthodes d acquisition, les métriques et les grilles d évaluation sont identiques, option «2» lorsque les méthodes d acquisition et les métriques sont différentes : intercalibration via une métrique commune calculable sur chaque jeu de données national (ex : percentile 90 de la concentration en chlorophylle a pour les indicateurs phytoplancton), option «3» lorsque les méthodes d acquisition sont semblables mais les métriques différentes : les différentes métriques nationales peuvent cependant être calculées sur l ensemble du jeu de données fourni par les états membres. Les résultats sont alors comparés à la moyenne des résultats (EQR) obtenus par les autres indicateurs («pseudo métrique commune») pour un même site. 4 WFD CIS Guidance Document No. 14 (2010) 6

7 Le choix, dans chaque jeu de données national, de sites de «référence» (i.e. subissant un niveau de pression anthropique nul ou, à défaut, comparable) afin de prendre en compte d éventuelles spécificités biogéographiques (ou méthodologiques) dans la relation pression/impact de l indicateur national. C est l approche dite du «benchmarking». Il était demandé aux EM participant à l intercalibration de décrire leurs méthodes nationales par l intermédiaire des questionnaires WISER, caractérisés par un identifiant propre à chaque méthode. Des outils développés par Sebastian Birk (Université de Duisbourg/Essen, Allemagne) et accessibles en ligne 5 depuis le début de l année 2011 ont permis aux GIG de tester les différentes options d intercalibration sur les jeux de données constitués pour l exercice. Dans la majorité des GIG, ce sont ces fichiers excel qui ont été utilisés pour procéder à l harmonisation des limites de classes des différents indicateurs impliqués dans l exercice. A maintes reprises, les représentants du JRC ont précisé que les états membres avaient la possibilité de faire remonter les difficultés rencontrées au cours de l exercice d intercalibration à différents niveaux : ECOSTAT, IC Steering group, Water Directors. Les directeurs de l eau ont d ailleurs convenu d un report de 6 mois de la date de fin de l exercice pour la plupart des groupes d intercalibration (du 30 juin au 31 décembre). La DGENV de la Commission Européenne a évoqué lors du meeting COAST de novembre 2010 (Nicosie, Chypre) son intention de «demander des comptes» en fin d exercice aux états membres qui n auraient pas totalement réalisé l intercalibration. Un rapport technique sur l exercice sera produit par le JRC au printemps 2012, puis un audit («peer review») sera vraisemblablement réalisé en mai/juin 2012 par des experts indépendants mandatés par la Commission européenne, dans le but de valider les approches et les résultats obtenus par les différents GIG. Les résultats définitifs seront entérinés par le biais d une décision émanant de la Commission Européenne, qui devrait être publiée fin

8 2. TRAVAUX AU SEIN DU MEDITERRANEAN GEOGRAPHICAL INTERCALIBRATION GROUP (MED GIG) Animateurs Experts France Coordination Anna Maria Cicero (Italie) Franco (Italie) Giovanardi Anime le GIG pour les eaux côtières, rapporte à Ecostat Anime le GIG pour les eaux de transition, rapporte à Ecostat S. Jung jusqu à fin mars puis Julie Percelay et Astrid Thomas-Bourgneuf (MEDDTL/DEB), P. Boissery (AERMC) Phytoplancton Robert Precali (Croatie) Eaux côtières C. Belin (Ifremer Nantes), A. Goffart (STARESO Calvi), R. Buchet (HOCER) Inmaculada Romero Gil (Espagne), Rémi Buchet (France) Eaux de transition Macrovégétaux Luisa Mangialajo (Italie) Macroalgues - Eaux côtières Teresa Alcoverro Angiospermes (Posidonies) (Espagne) pour eaux côtières Sotiris Orfanidis (Grèce) Macroalgues et Angiospermes pour les eaux de transition Invertébrés Fuensanta Salas Eaux côtières benthiques (Espagne) I. Pardo (Espagne), Valérie Derolez (France) Eaux de transition C. Belin, V. Derolez (Ifremer Sète), Rémi Buchet (France) T. Thibaut (Université de Nice) S. Gobert (STARESO), V. Raimondino (région PACA) V. Derolez, T. Laugier (Ifremer Sète & Nouméa) C. Labrune (CNRS Banyuls), C. Pelaprat (STARESO Calvi) V. Derolez (Ifremer Sète) Poissons Mario Lepage (France) Anime le thème (MET) M. Lepage (CEMAGREF Bordeaux) TABLEAU 1 : Animateurs et experts français impliqués dans les travaux d intercalibration du MED GIG 2.1. MEC Phytoplancton Méthode présentée par la France (WISER ID n 281) Indice (Annexe V DCE) Biomasse Paramètre Métrique Commentaires/travaux intercalibration Concentration en chlorophylle-a (spectrophotométrie ou fluorimétrie) Percentile 90 (prélèvement mensuel, en subsurface) Paramètre intercalibré lors du 1 er round. Au 2 nd round, seul ce paramètre a été proposé à l intercalibration par le GIG (décision prise lors meeting phytoplancton MED GIG des 17 et 18 janvier 2011). Un argumentaire a été développé par l Espagne pour démontrer que les autres métriques (abondance et composition) n étaient pas corrélées aux pressions de façon interprétable (mesures de gestion), ou qu elles n apportaient pas d informations supplémentaires par rapport à la métrique de biomasse utilisée (redondance de l information). L Espagne a ainsi conclut que seule le paramètre de biomasse présente un intérêt en termes de management. 8

9 Abondance Blooms toutes espèces (dénombrements floristiques) Composition Aucun (données pigmentaires HPLC?) % d échantillons avec blooms d un taxon unique : grandes cellules : > cellules /L petites cellules : > cellules /L Corse : > cellules /L Aucune La France est considérée de manière relativement «marginale» au sein du GIG, car elle continue à vouloir développer des métriques d abondance et de composition à la différence des autres EM. Les références suivantes ont été citées dans les différents rapports milestone pour justifier du travail en cours sur un indice de composition phytoplanctonique : Goffart (2011) Soudant & Belin (2010) Goffart (2010) TABLEAU 2 : Synthèse des métriques composant l indicateur phytoplancton français en MEC méditerranéennes Mode d établissement / détermination des références et limites de classes La définition des conditions de référence s est appuyée sur des sites de référence exempts de pressions anthropiques (eutrophisation), mais également sur l avis d experts ainsi que sur des séries de données historiques disponibles depuis 1980 ou 1990, et couvrant de 5 à 25 années selon les stations. Les conditions de référence ainsi établies ont été ré-évaluées lors du second exercice d intercalibration, à l aide d une méthode décrite dans le paragraphe Les grilles d évaluation résultent quant à elles d'une combinaison de deux approches : l analyse des données historiques par rapport à un classement a priori (dire d expert), et le consensus issu de la 1 ère phase de l'exercice d'intercalibration (décision CE du 30 octobre 2008). Type ME Valeur de référence très bon bon moyen médiocre mauvais MEC 1 µg/l 3.33 EQR > 40 < 0.08 MEC - 2 A µg/l 1.9 EQR > 14.4 < 0.26 MEC - 3 W µg/l 0.9 EQR > 7.2 < 0.12 MEC - Corse µg/l 0.6 EQR > 4.88 < 0.12 FIGURE 1 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique de biomasse (p90 [Chl-a]), pour les différents types de MEC méditerranéennes 9

10 Valeur de référence très bon bon moyen médiocre mauvais 16.7 % > 90 EQR < 0.19 FIGURE 2 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique d abondance (% blooms d un taxon unique), pour les tous les types de MEC méditerranéennes Calcul de l EQR et grille d interprétation Au stade de développement actuel de l indicateur français, l EQR «phytoplancton» est obtenu en calculant la moyenne des EQR obtenus pour chacune des deux métriques de biomasse et d abondance. Les grilles actuellement utilisée pour interpréter l EQR ainsi obtenu et en déduire l état écologique de la masse d eau pour chaque typologie de MEC méditerranéenne sont présentées en figure 3. Type ME MED très bon bon moyen médiocre mauvais Type 1 EQR 1 0,75 0, ,38 0,2 0,2 0,13 < 0,13 Type 2A EQR 1 0,81 0,81 0,48 0,48 0,25 0,25 0,16 < 0,16 Type 3W EQR 1 0,83 0,83 0,46 0,46 0,24 0,24 0,16 < 0,16 Type Corse EQR 1 0,82 0,82 0,46 0,46 0,24 0,24 0,15 < 0,15 FIGURE 3 : Grilles d évaluation pour l EQR «phytoplancton» (biomasse + abondance), pour les différents types de MEC méditerranéennes Relation pression - impact L indicateur phytoplanctonique utilisé en MEC est sensible à l eutrophisation. Cette sensibilité a pu être documentée dans le cadre de l exercice d intercalibration au moyen de l indice LUSI 6, et ce pour les deux métriques de biomasse et d abondance qui le composent (cf. figures 4 et 5). 6 cf. annexe 1 10

11 Impact - 90th percentile Chl-a (µg/l) Impact-pressure regression France y = 0,347x + 0,003 R (Spearman)=0,686 R² = 0,470 p=0,000 N= Pressure - LUSI FIGURE 4 : Illustration graphique de la sensibilité de la métrique de biomasse phytoplanctonique à la pression d eutrophisation, estimée via l indice «LUSI» 7 Organisation du groupe N = 24 ; r (Spearman) = 0,822 ; p < 0,0001 ; r2=0,675 FIGURE 5 : Illustration graphique de la sensibilité de la métrique d abondance phytoplanctonique française à la pression d eutrophisation, estimée via l indice «LUSI» Travaux d intercalibration Fonction Nom Etat membre Coordination Robert Precali Croatie Expert Catherine Belin (IFREMER Nantes), Rémi Buchet (HOCER) France Expert Esther Garces, Eva Flo Arcas, Jordi Camp, Emilio Garcia, Fernando Orozco, Inmaculada Romero Gil, Fuensanta Salas Espagne (Catalogne, Baléares, Valence, Murcie, Andalousie) Expert Franco Giovanardi, Emanuele Ponis, Cristina Mazziotti, Erika Magaletti, Italie Andrea Tornambè, Federico Oteri Expert Janja France, Patricija Mozetič Slovénie Expert Kalliopi Pagou Grèce Expert Marina Argyrou, Marilena Aplikioti Chypre Expert Živana Ninčević Croatie TABLEAU 3 : Animateur et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration du MED GIG pour l élément de qualité phytoplancton en MEC 7 NB : le r² (coefficient de détermination) et le r (coefficient de corrrélation) n'expriment pas la même chose. Le r exprime la corrélation entre les deux variables, alors que le r² exprime le pourcentage de variance de la variable x2 expliquée par la variable x1 11

12 Meetings General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, janvier 2009 Phytoplankton Spanish meeting, Barcelone, Espagne, 1 décembre 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 Joint phytoplankton meeting ISPRA-Rome, Italie, janvier 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 Web-meeting phytoplankton CW, juillet 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, septembre 2011 A compter du meeting ECOSTAT de fin mars 2011, l Espagne (par l intermédiaire de sa représentante Marta Martínez-Gil Pardo de Vera, CEDEX) a fait part des difficultés rencontrées au sein de ce groupe, le coordinateur ne donnant aucune visibilité quant aux méthodes développées par certains Etats Membres, aux traitements effectués à partir des données transmises et plus généralement sur les réelles orientations prises par les travaux. Aussi, les représentants espagnols ont signalé au JRC leur souhait de pouvoir progresser directement avec les experts français pour l intercalibration d une métrique de biomasse basée sur la concentration en chlorophylle-a. Cette option est immédiatement apparue intéressante du point de vue de la France car elle permettait de ne pas intercalibrer la métrique «moyenne géométrique sans outliers» imposée par le coordinateur du GIG, et donc de se focaliser sur la même métrique que celle utilisée par la France (à savoir le percentile 90 [Chl-a]). C est ainsi que deux sous-groupes ont été constitués au sein de ce GIG (France et Espagne d une part - Italie, Slovénie et Croatie d autre part). Cette distinction de 2 sous-groupes, produisant des résultats issus d approches méthodologiques distinctes s est par la suite justifiée par des différences d ordre typologiques (cf. paragraphe suivant). Typologie Les critères ayant servi à distinguer les différentes typologies lors du 1 er exercice d intercalibration ont été repris lors du second round. Ceux-ci sont soit basés sur des classes de salinité (expimées en moyenne annuelle), soit sur des classes de densité des masses d eau (Carletti & Heinskanen, 2009 ; cf. tableau 4). Type I Type II Type III Salinité moyenne annuelle (psu) < 34,5 34,5 < salinité < 37,5 > 37,5 Densité σ t (kg.m -3 ) < < salinité < 27 > 27 TABLEAU 4 : Critères utilisés pour la distinction des différentes typologies pour l élément de qualité phytoplancton lors du 1 er exercice d intercalibration (d après Carletti & Heinskanen, 2009) Lors du second round d intercalibration, des subdivisions de ces types ont été actées par le GIG et des typologies supplémentaires ont été introduites : Type «îles méditerranéennes» Type IIA «Mer Adriatique» 12

13 Type IIA «Mer Thyrrénienne» Types Type I ME influencées par les apports d eau douce. Adriatique (Pô) Type II A ME modérément influencées par les apports en eau douce. A- Adriatique ME modérément influencées par les apports en eau douce. Adriatique. A- Thyrrénienne ME modérément influencées par les apports en eau douce. Thyrrénienne. Type III W ME non influencées par les apports en eau douce (bassin Ouest méditerranéen) E Island ME non influencées par les apports en eau douce (bassin Est méditerranéen) ME non influencées par les apports en eau douce (îles) France Espagne Italie Slovénie Croatie Grèce Chypre X X X X X X X X X X X X X X TABLEAU 5 : Typologies définies dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC) du MED GIG X X Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Au 2 nd round, seul le paramètre de biomasse a été proposé à l intercalibration par le GIG (décision prise lors meeting phytoplancton MED GIG des 17 et 18 janvier 2011). Les différentes méthodes proposées par les états membres au sein du GIG concernent ainsi exclusivement le paramètre de biomasse phytoplanctonique, estimé par le biais de la concentration en chlorophylle a. L Espagne a produit un argumentaire afin de démontrer que les autres paramètres (abondance et composition) ne sont pas clairement corrélables aux pressions, ou qu ils n apportent pas d informations supplémentaires par rapport à celles fournies par la métrique de biomasse (redondance de l information). L Espagne a ainsi conclu que seul le paramètre de biomasse présente un intérêt en termes de diagnostic et de management de l eutrophisation. Ce postulat a été approuvé par l ensemble des états membres du GIG (excepté la France qui a déclaré utiliser l abondance pour l évaluation de des masses d eau et vouloir développer un indice de composition). 13

14 Pays Métrique Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Indicateur de pression utilisé dans la démonstration de la relation pressionimpact Concepts d évaluation des différents indicateurs France et Espagne P90 [chl-a] Eutrophisation LUSI (pour FR, cf ) Croatie, Slovénie Italie, Moyenne géométrique [chl-a] Eutrophisation Phosphore total Augmentation des concentrations en chlorophylle a dans les eaux au dessus d une valeur jugée naturelle (condition de référence) sous l effet d une augmentation des concentrations en nutriments liée à des perturbations anthropiques Chypre & Grèce P90 [chl-a] Eutrophisation LUSI TABLEAU 6 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs phytoplancton du MED GIG (MEC) Dans le cas de l Espagne et de la France, la métrique utilisée est identique (percentile 90 calculé sur 6 années pour la France, calculée sur des séries pluriannuelles variables selon les différentes régions autonomes espagnoles). Chypre et la Grèce utilisent également le percentile 90 [chl-a]. La métrique utilisée par la Croatie, l Italie et la Slovénie pour évaluer leurs masses d eau est la moyenne géométrique de la concentration en chlorophylle a. Les corrélations entre l eutrophisation et les métriques de biomasse ont été établies grâce à l indice LUSI pour la France, l Espagne et Chypre, et avec la concentration en phosphore total dans le cas de l Italie, de la Slovénie et de la Croatie. Base(s) de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre Nombre de sites Données biologiques Données physicochimiques Données pressions Croatie 598 échantillons 598 échantillons 598 échantillons Italie 432 échantillons 432 échantillons 432 échantillons Slovénie 180 échantillons 180 échantillons 180 échantillons France 24 ME (type IIA : 4 ; type IIIW : 24 ME 24 ME 8 ; type III island : 12) Espagne 92 ME (type IIA : 19 ; type IIIW : 92 ME 92 ME 43 ; type III island : 30) Chypre 10 ME 10 ME 10 ME TABLEAU 7 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC) du MED GIG Les experts français et espagnols ont constitué une base de données «indépendante» (en grisé dans le tableau 7). Celle-ci regroupe des données biologiques (percentile 90 [Chl-A]), les paramètres physico-chimiques associés (salinité moyenne annuelle) et les données «pressions» correspondantes (valeurs de l indice LUSI calculées à l échelle de chaque masse d eau côtière). 14

15 Approche «benchmarking» 8 Pour l approche benchmarking, la France et l'espagne ont constitué une base données ad hoc regroupant des données sur des masses d eau de «référence» (i.e. non soumises à des pressions significatives) identifiées au moyen des critères suivants : 1. Masses d eau pour lesquelles LUSI 2 pour les types IIIW et «îles méditerranéennes», ou LUSI 3 pour le type IIA (car cette dernière typologie est naturellement influencée par les apports en eaux douces) 2. Masses d eau de référence selon un «jugement d expert» pouvant s appuyer sur : les documents guides produits par le groupe de travail européen IMPRESS 9, le statut écologique «très bon» obtenu sur cette masse d eau pour d autres éléments de qualité biologiques ou physico-chimique, l absence de risque de non-atteinte des objectifs de la DCE, les masses d eau situées dans des zones protégées, à faibles influences anthropiques, des analyses territoriales et démographiques, etc De cette façon, 43 masses d eau de type «îles méditerranéennes», 10 de type IIA et 35 de type IIIW ont été identifiées comme masses d eau de «référence», en France et en Espagne. Dans le cas français, les masses d eau listées dans le tableau 8 répondent à ces critères. CODE ME NOM ME Type EU FREC01ab Pointe Palazzu Sud Nonza Island FREC01c Golfe de Saint Florent Island FREC02ab Cap Est de la Corse Island FREC02c Littoral Bastiais Island FREC02d Plaine Orientale Island FREC03ad Littoral Sud Est de la Corse Island FREC03c Golfe de Santa Amanza Island FREC03eg Littoral Sud Ouest de la Corse Island FREC03f Goulet de Bonifacio Island FREC04ac Pointe Senetosa Pointe Palazzu Island FRDC07a Iles de Marseille hors Frioul IIIW FRDC07b Cap Croisette Bec de l Aigle IIIW FRDC07h Iles du Soleil IIIW FRDC08d Ouest Fréjus Pointe de la Galère IIIW FRDC05 Côte Bleue IIA TABLEAU 8 : Masses d eau côtières françaises répondant aux critères définis dans l approche «benchmarking» des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton du MED GIG (MEC) 8 Seuls les travaux menés par le sous-groupe France/Espagne sont décrits dans les paragraphes suivants. En effet, l approche menée par l autre sous-groupe (Italie, Croatie, Slovénie) concerne des typologies distinctes 9 Ex : WFD CIS Guidance Document No. 3 (2003). Analysis of pressures and impacts. Working Group 2.1 IMPRESS 15

16 L examen, pour chacune des typologies, des valeurs minimales et maximales de percentile 90 [chl-a] dans cette base de données de masses d eau de «référence» (cf. tableau 9) a permis de consolider les valeurs de référence arrêtées lors du 1 er round d intercalibration. Typologie Min p90 [chl-a] (µg/l) Max p90 [chl-a] (µg/l) Valeur de référence 2 nd round IC Island 0,2 1,7 0,6 IIA 0,2 1,9 1,9 IIIW 0,2 2,6 0,9 TABLEAU 9 : Statistiques descriptives de la base de données de référence (MEC «benchmark») constituée par la France et l Espagne dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton du MED GIG (MEC) A noter que la valeur de référence choisie pour le type IIA pourrait paraître élevée. Etant donné que le gradient de salinité pour ce type n était pas couvert de manière exhaustive (la majorité des masses d eau de «référence» identifiées présentaient des salinités moyennes proches de la limite supérieure du gradient de 37,5 psu), il a été décidé d adopter comme référence la valeur maximale de percentile 90 afin de prendre en compte l intégralité du gradient (les masses d eau moins salines présentent généralement de plus fortes concentrations en chlorophylle a). Résultats de l intercalibration L option 1 a été utilisée et l établissement de limites communes a été réalisé en divisant de manière régulière le continuum pression (LUSI)/ impact (p90), puis en ajustant les limites obtenues au regard des définitions normatives de la DCE. Les conclusions des travaux du sous-groupe franco-espagnol en termes de valeurs de référence et d EQR sont synthétisées dans le tableau 10. Type Méthode Valeur de référence EQR P90 [Chl-a] en µg/l Limite TB/B Limite B/Moyen II-A Biomasse - Chlorophylle a III-W Biomasse - Chlorophylle a Island Biomasse - Chlorophylle a TABLEAU 10 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (paramètre biomasse) du MED GIG (MEC) du sous-groupe franco-espagnol Cependant, lors du worshop de validation des résultats de fin novembre 2011, le JRC a remarqué qu il existait une différence significative entre les relations pressions-impact (i.e. LUSI/p90) de la France et de l Espagne, pour la typologie 3W (cf. figure 6). En effet pour cette typologie et pour un même niveau de pression (LUSI), il semble que les valeurs de p90 [chl-a] françaises soient systématiquement plus faibles (différences biogéographiques et/ou méthodologiques). Aussi, une analyse statistique a été menée conjointement par Eva Flo (Espagne) et Matus Maciak (JRC) lors des dernières semaines de décembre Cette analyse tient compte (i) des différences systématiques entre les deux méthodes (méthode du benchmarking continu), mais aussi (ii) des règles statistiques de la guidance concernant la comparabilité des méthodes. 16

17 Ce travail a conclu que la France, pour être en mesure d utiliser la grille d EQR intercalibrée entre la France et l Espagne pour le type 3W, devrait systématiquement ajouter une «valeur de correction» (VC = 0,54 mg/l) au percentile 90 de concentration en chlorophylle-a calculé sur chacune de ses masses d eau côtières de type 3W. 4.0 Type: Type II-A y = *x r 2 = 0.90 (Spearman) p = 0.07 n = 4 y = *x r 2 = 0.66 (Spearman) p = 0.00 n = 19 90th percentile Chl-a (µg/l) Type: Type III-W y = *x r 2 = 0.23 (Spearman) p = 0.11 n = 8 y = *x r 2 = 0.24 (Spearman) p = 0.00 n = Country: France LUSI Country: Spain FIGURE 6 : Illustration de la différence entre les relations pression-impact nationales (France et Espagne) pour la typologie 3W (il n existe pas de différence significatives pour le type 2A, cf. graphiques du haut) Conclusions Pour les types 2A et «îles méditerranéennes», les résultats sont sans implication quant aux seuils (paramètre de biomasse uniquement) actuellement utilisés par la France, et donc sur la classification actuelle des MEC méditerranéennes françaises. Pour la typologie 3W, l application du facteur de correction (0,54 mg/l) afin de pouvoir appliquer la grille intercalibrée est une conclusion inédite et tout à fait marginale à l échelle de l ensemble des travaux d intercalibration effectués lors de ce 2 nd round. La compatibilité de cette démarche avec les principes de la DCE devra donc être validée par le JRC. Pour autant, l application de ce facteur de correction aux valeurs de percentile 90 calculées dans l évaluation DCE de Soudant et Belin (2011) sur les échantillonnages n entraîne aucun déclassement des masses d eau de ce type. En effet, celles-ci sont toutes estimées en état «Très Bon» ou «Bon». 17

18 2.2. MET Phytoplancton Méthode présentée par la France (WISER ID n 265) La méthode présentée par la France dans le cadre de l exercice d intercalibration pour les eaux de transition concerne uniquement les lagunes côtières méditerranéennes. Indice Paramètre Métrique Commentaires Biomasse Abondance Concentration en chlorophylle-a (déterminée par spectrophotométrie ou fluorimétrie) Concentration en nano (> 3 µm) et pico-phytoplancton (<3 µm), déterminée par cytométrie de flux Composition Aucun : en cours de développement (données pigmentaires HPLC) Percentile 90 (prélèvement mensuel de juin à août, en sub-surface) p90 concentration en (i) nano et (ii) pico-plancton (prélèvement mensuel de juin à août, en sub-surface) Aucune (en cours de développement) Deux EQR (pico & nanophytoplancton) sont calculés à partir de cette métrique. L EQR «abondance» utilisé est l EQR minimal de ces deux EQR. Les travaux réalisés à l Ifremer de Sète par Laurent Dubroca 10 (post doctorant, coordination Nathalie Malet) ont été mentionnés dans le rapport milestone. TABLEAU 11 : Synthèse des métriques composant l indicateur phytoplancton français en MET méditerranéennes La France ne dispose pas à l heure actuelle d un indicateur prenant en compte l ensemble des paramètres listés dans l annexe 5 de la DCE (pas d indice de composition, cf. tableau 11). L indicateur «partiel» prenant en compte la biomasse et l abondance a cependant été présenté pour l exercice d intercalibration, en argumentant que bien que les travaux scientifiques soient toujours en cours pour la composition, l indicateur actuel est robuste car il est sensible à plusieurs indicateurs d eutrophisation (LUSI-Lag, NT). Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les conditions de référence ont été établies à dire d expert à partir de sites de référence (Etangs de Salses-Leucate, la Palme et de Palo en Corse). Ces sites de référence ont été identifiés au travers des critères suivants : Faible influence des activités humaines, Teneurs en nutriments faibles et bonne oxygénation de la colonne d eau (TN~25µM, O 2 sat~30%), Eaux «transparentes». L établissement des limites de classes a été réalisé selon une approche a priori basée sur un classement préalable des sites d'échantillonnage réalisé à dire d expert. Il existe en effet en France une bonne connaissance du niveau d'eutrophisation des lagunes françaises du fait de l historique du Réseau de Suivi Lagunaire (RSL), mis en œuvre depuis l année 2000 sur 24 lagunes méditerranéennes 10 Publication à venir 18

19 et couvrant un gradient continu de pression 11. L'approche a priori a été validée a posteriori par l'utilisation d'un indice de pression, le LUSI-Lag (cf. annexe 3), inspiré de l indice LUSI développé par Flo et al. (2011) dans le cas des MEC méditerranéennes. Type ME Valeur de référence très bon bon moyen médiocre mauvais MET lagunes MED µg/l 3.33 EQR > 40 < 0.08 FIGURE 7 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique de biomasse phytoplanctonique (p90 [Chl-a]) dans les lagunes méditerranéennes très bon bon moyen médiocre mauvais Nano-phytoplancton Réf = cellules /L 10 6 cellules /L < 6 > 6 > 15 > 30 > 150 Pico-phytoplancton Réf = cellules /L 10 6 cellules /L < 30 > 30 > 75 > 150 > 750 EQR > 0,50 > 0,20 > 0,10 > 0,02 < 0,02 FIGURE 8 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique d abondance phytoplanctonique dans les lagunes méditerranéennes françaises Calcul de l EQR et grille d interprétation Dans l état actuel de développement de l indicateur, l EQR final est obtenu en calculant la moyenne arithmétique des EQR obtenus pour chacun des paramètres de biomasse et d abondance. Type MET MED très bon bon moyen médiocre mauvais Lagunes EQR (biomasse +abondance) 1 0,58 0,58 0,27 0,27 0,13 0,13 0,05 < 0,05 Relation pression - impact FIGURE 9 : Grilles d évaluation pour l EQR «phytoplancton» (biomasse + abondance) dans les lagunes méditerranéennes françaises L indicateur est sensible à l eutrophisation, et la relation pression-impact a notamment été documentée via l indice «LUSI-Lag» (cf.figure 10), inspiré de l indice LUSI 12 et adapté aux 11 Souchu et al., cf. annexe 1 19

20 caractéristiques des lagunes méditerranéennes par Valérie Derolez (cf. annexe 2). Dans le cadre du second exercice d intercalibration, la relation pression/impact a également été mise en évidence avec la moyenne géométrique des concentrations estivales en azote total dans les systèmes lagunaires poly-euhalins (cf. figure 11) La Palme Leucate Gruissan y = x R 2 = Diane Urbino EQRφ Bages-Sigean Thau Vaccares Berre 0.2 Vaine Palo La Palissade 0.1 Ponant Campignol Palavasiens Ouest Bolmon Marette Biguglia Grand Bagnas Palavasiens Etang Canet de l OrEst 0 Vendres lusi FIGURE 10 : Illustration graphique de la sensibilité de l indicateur «phytoplancton» (EQR biomasse + abondance) à la pression d eutrophisation quantifiée via l indice LUSI-Lag dans les lagunes méditerranéennes françaises FIGURE 11 : Illustration graphique de la sensibilité de l indicateur «phytoplancton» (EQR biomasse + abondance) à la pression d eutrophisation quantifiée via la moyenne géométrique des concentrations estivales en azote total dans le système lagunaire (cas des lagunes poly-euhalines) 20

21 Travaux d intercalibration Organisation du groupe et historique des meetings Fonction Nom Etat membre Coordination Inmaculada Romero Gil Espagne Expert Catherine Belin (IFREMER Nantes), Valérie Derolez (IFREMER Sète), Rémi France Buchet (HOCER) Expert Emilio Garcia, Fernando Orozco, Gabriel Moya Espagne (Catalogne, Baléares, Valence, Murcie, Andalousie) Expert Chiara Facca, Fabrizio Bernardi Aubry, Giorgio Socal, Adriano Sfriso, Italie Emanuele Ponis, Franco Giovanardi Expert Janja France, Patricija Mozetič Slovénie Expert Kalliopi Pagou Grèce Expert Marina Argyrou Chypre TABLEAU 12 : Animatrice et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration du MED GIG pour l élément de qualité phytoplancton en MET Meetings TW General meeting, Museo Balear de Ciencias Naturales, Soller, Iles Baléares, Espagne, juillet 2007 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, janvier 2009 Phytoplankton Spanish meeting, Barcelone, Espagne, 1 décembre 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 Joint phytoplankton meeting ISPRA-Rome, Italie, janvier 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 Web-meeting phytoplankton TW, 23 septembre 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, septembre 2011 Typologie Description des types Propriétés France Espagne Italie Croatie Grèce Lagunes côtières Lagunes côtières (salinité < 5 ). Temps de X X X oligohalines «choked» résidence long. L'échange d'eau avec la mer (2 ME) (5 ME) (1 ME) dépend en grande partie du cycle hydrologique Lagunes oligohalines «restricted» côtières Lagunes côtières mésohalines «chocked» Lagunes mésohalines «restricted» côtières Lagunes côtières polyeuhalines «choked» Lagunes côtières (salinité < 5 ). Temps de résidence long. Marées, vents et apports d'eau douce sont les composantes principales de l hydrodynamisme, les vents dominants étant généralement très importants pour le mélange et la circulation de l eau dans la lagune. Lagunes côtières (salinité 5-18 ). Temps de résidence long. L'échange d'eau avec la mer dépend en grande partie du cycle hydrologique Lagunes côtières (salinité 5-18 ). Temps de résidence long. Marées, vents et apports d'eau douce sont les composantes principales de l hydrodynamisme, les vents dominants étant généralement très importants pour le mélange et la circulation de l eau dans la lagune Lagunes côtières (salinité ). Temps de résidence long. L'échange d'eau avec la mer dépend en grande partie du cycle hydrologique X (5 ME) X (4 ME) X (1 ME) X (5 ME) X (7 ME) X (2 ME) X (2 ME) X (14 ME) (?) 21

22 Lagunes côtières polyeuhalines «restricted» Lagunes côtières (salinité ). Temps de résidence long. Marées, vents et apports d'eau douce sont les composantes principales de l hydrodynamisme, les vents dominants étant généralement très importants pour le mélange et la circulation de l eau dans la lagune X (12ME) X (13 ME) Estuaires Estuaires X X (1 ME) Lagunes hyperhalines Lagunes hyperhalines dont la salinité dépassent 40 X (5 ME)? TABLEAU 13 : Typologies initialement définies dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MET) du MED GIG FIGURE 12 : Illustration des différences typologiques entre lagunes «choked» et «restricted» (d après Kjerfve, 1986) Initialement, en complément des types «estuaires» et «lagunes hyperhalines», 6 types de lagunes méditerranéennes avaient été définis sur la base de leur degré de confinement et de leurs conditions de salinité (cf. tableau 13). Cette distinction de 6 typologies de lagunes avait été adoptée principalement afin de prendre en compte les spécificités de la typologie italienne. La distinction choked/restricted dans le cadre de l exercice d intercalibration a par la suite été abandonnée car sa pertinence n a pas pu être mise en évidence d un point de vue biologique (analyses clusters incluant les paramètres physico-chimiques et la concentration en chlorophylle-a). De plus, les relations pression/impact s avèraient complètement différentes au sein de lagunes initialement définies dans une même typologie. Ceci peut probablement s expliquer par la subjectivité de la distinction choked/restricted d un état membre à un autre (distinction principalement réalisée à dire d expert). Aussi, l intercalibration s est focalisée uniquement sur une distinction typologique basée sur la salinité (lagunes oligo, méso et poly-euhalines) puis, en définitive, sur la seule typologie polyeuhaline car c est le seul type pour lequel un volume de données significatif était disponible. 22

23 Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/indicateur Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Indicateur de pression utilisé dans la démonstration d une relation pression-impact Italie/MPI Eutrophisation Lagunes restricted : P_PO 4, facteur de dilution France/Indicateur phytoplancton (biomasse + abondance) Espagne/ PHYTOMIBI Eutrophisation Eutrophisation Lagunes choked : P_PO4, facteur de dilution et N_NO 2 LUSI-Lag : relation pressionimpact mise en évidence pour l ensemble des lagunes (N=23), et pour les lagunes polyhalines seulement (pour les autres types nombre de données insuffisant) Lagunes oligohalines : PT, TRIX (avec O 2 ) Lagunes mésohalines : PT, N_NO2, N_NO 3, TRIX (sans O 2 ) 23 Concepts d évaluation des différents indicateurs Structure des communautés phytoplanctoniques et variation de la diversité (Hulburt index, fréquence des espèces dominantes, Menhinick index, moyenne géométrique annuelle des [Chl-a]). Echantillonnage en surface, au minimum 1 fois/saison. Composition taxonomique : détermination au niveau de l espèce. Biomasse [Chl-a] et abondance (nombre de cellules phytoplanctoniques par cytométrie de flux). Echantillonnage en surface (0 1 m), en évitant les conditions venteuses (et donc la resuspension). Echantillonnage estival (juin, juillet, août). Lagunes oligohalines choked et mésohalines, choked seulement. Indicateur basé sur différents groupes fonctionnels en fonction de la typologie de la lagune. Prélèvement en surface et comptages au niveau de la classe ou à un niveau plus précis que le genre. Biomasse et composition seulement (pas d abondance). TABLEAU 14 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs phytoplanctoniques du MED GIG (MET) Seuls trois états membres ont présenté des indicateurs en eaux de transition (lagunes méditerranéennes) dans ce GIG (cf. tableau 14) : l Espagne (PHYTOMIBI : biomasse et composition), l Italie (MPI : biomasse, abondance et composition) et la France (biomasse et abondance). La Grèce et la Croatie n ont pas d indicateur finalisé en eaux de transition. Tous les indicateurs développés sont sensibles à l état d eutrophisation des lagunes. En revanche, les données utilisées pour documenter une relation pression/impact significative diffèrent pour chaque pays : L indicateur italien est sensible à la concentration en phosphore dissout, aux apports en eaux douces (facteur de dilution) et à la concentration en nitrites (pour les lagunes de la typologie «choked» uniquement). L indicateur espagnol est quant à lui sensible aux concentrations en phosphore total et à l indice trophique multimétrique TRIX (incluant la concentration en O 2 ) en lagunes oligohalines ; et aux concentrations en phosphore total, nitrites, nitrates ainsi qu au TRIX (sans O 2 ) en lagunes mésohalines. Cet indicateur n est cependant pas pertinent dans le cas des lagunes polyhalines. Une différence majeure identifiée dans le cadre des travaux d intercalibration entre les indicateurs français et italien est la saisonnalité de l échantillonnage : en été dans le cas de la méthode française, tout au long de l année pour l indicateur italien. De plus, l abondance est mesurée en cytométrie de flux pour la France, tandis que c est la détermination et le comptage par microscopie (genre, voire espèce) qui sont utilisés par les deux autres méthodes.

24 Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat membre/ Indicateur Espagne /PHYTOMIBI France Nombre de sites ou d échantillons bancarisés Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Lagunes oligohalines: 86 échantillons (15 sites) sur 6 campagnes ( ). Lagunes mésohalines: 52 échantillons (26 sites) sur 2 campagnes (2008). 23 lagunes, échantillonnées mensuellement en été (Juin, Juillet et août) de 2004 à 2009 Italie/ MPI 1420 données chl-a et composition taxonomique (lagunes poly-euhalines uniquement) Lagunes oligohalines: 86 échantillons (15 sites) sur 6 campagnes ( ). Lagunes mésohalines: 52 échantillons (26 sites) sur 2 campagnes (2008). 23 lagunes, échantillonnées mensuellement en été (Juin, Juillet et août) de 2004 à 2009 Lagunes oligohalines: 86 échantillons (15 sites) sur 6 campagnes ( ). Lagunes mésohalines: 52 échantillons (26 sites) sur 2 campagnes (2008). 23 lagunes (LUSI-Lag) 653 Données disponibles pour 11 lagunes (327 masses d eau) situées dans 4 régions italiennes distinctes. Pour chaque lagune, 3 à 9 sites où des observations pluriannuelles sont disponibles TABLEAU 15 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MET) du MED GIG L Espagne ne dispose pas d indicateur ni de données pour les lagunes poly-euhalines, tandis que pour les autres types de lagunes, le nombre de données disponibles n est pas exploitable statistiquement (le gradient de pression couvert est insuffisant) : raisonnablement, seul un travail d intercalibration entre les méthodes italienne et française sur les lagunes poly-euhalines était envisageable. L analyse statistique préliminaire (cf. figure 13) menée avec les données disponibles sur les lagunes italiennes polyeuhalines de Lazio et les lagunes polyeuhalines françaises (sauf Canet écartée par l analyse cluster réalisée préalablement) a montré que ces lagunes étaient écologiquement proches si l on considère les gammes de concentration en azote total (moyenne géométrique estivale) et en chlorophylle a (moyenne géométrique estivale). Pour cette raison, une base de données incluant les lagunes polyeuhalines françaises (15) et les lagunes de Lazio (9) a été utilisée pour la suite du travail d intercalibration (décision du meeting de Rome du 23 septembre 2011). FIGURE 13 : Moyennes et gammes de concentrations de différents paramètres dans les lagunes polyeuhalines restricted IT et FR, et dans les lagunes italiennes de Lazio 24

25 Approche «benchmarking» Initialement, l approche «benchmarking alternatif» a été utilisée pour déterminer un jeu commun de masses d eau de «référence» avec le critère de pression suivant : 30 µm < moyenne géométrique [azote total] 13 < 40 µm. Ce critère a permis d identifier l étang de Berre, l étang de la Palme ainsi que l étang de Palo comme des sites de référence alternatifs, c est-à-dire soumis à des pressions similaires à celles qui s exercent sur certaines lagunes italiennes de Lazio (4 au total, cf. figure 14). FIGURE 14 : Relations entre les moyennes géométriques estivales ( ) en azote total et en chlorophylle-a pour les lagunes polyeuhalines françaises et italiennes (Lazio uniquement) Lors du meeting de validation des 17 et 18 novembre, le JRC a souligné que le nombre de sites benchmark était insuffisant au regard des exigences de la guidance (10 à 15 sites requis par état membre). Le recours à l approche «benchmarking continu» a alors été suggéré. Résultats des travaux d intercalibration Les différences conceptuelles importantes entre les différents indices conduisent à intercalibrer au moyen d une métrique commune basée sur la concentration en chlorophylle a, et donc à d aborder l exercice selon une option 2. Du fait de sa bonne corrélation avec les pressions (concentration estivale en azote total) et avec les méthodes nationales (cf. figure 15), la moyenne géométrique [chl-a] a été choisie comme métrique commune. 13 calculée à partir des données estivales recueillies entre 2006 et

26 FIGURE 15 : Relations entre la métrique commune et les EQR obtenus avec les méthodes nationales L analyse statistique, effectuée à l aide du fichier «IC_Opt2_sub v 1.24» de Sebastian Birk, conclut aux résultats présentés dans le tableau 16 en termes d ajustements nécessaires (en rouge) sur les seuils d EQR français. Limites de classes (EQR) initiales des méthodes Après ajustements nationales Italie France Italie France H/G G/M M/P P/B TABLEAU 16 : Conclusions (provisoires) des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MET) du MED GIG Conclusion Les travaux d intercalibration des méthodes française et italienne sur la typologie lagunes polyeuhalines concluent à un ajustement nécessaire de la limite d EQR Bon/Moyen de la méthode française. Si les travaux étaient validés en l état par le JRC, cet ajustement induirait le déclassement de l Etang de Berre de l état Bon à Moyen. A noter que cette masse d eau est par ailleurs classée en état moyen du point de vue de l indicateur macrophytes EXCLAME, également sensible à l eutrophisation. Ces travaux ne sont a priori pas validable dans l état du point de vue des exigences statistiques de la guidance européenne (nombre de sites benchmark utilisés). A la suite au workshop de validation de fin novembre, des travaux complémentaires ont été initiés afin de finaliser l exercice. Cependant, du fait du manque de disponibilité et de réactivité des experts italiens (Emanuele Ponis) et d un certain nombre d imprécisions quant à la méthode italienne (notamment concernant les grilles utilisées pour chaque métrique et chaque typologie), ce travail n a pu aboutir. 26

27 2.3. MEC Invertébrés benthiques Méthode présentée par la France (AMBI) 14 L indice benthique AMBI (Borja & Muxica, 2005) est basé sur la reconnaissance dans le peuplement de cinq groupes écologiques de polluo-sensibilités différentes (cf. figure 16). FIGURE 16 : Groupes écologiques de polluo-sensibilités différentes (d après Hily, 1984) Cet indice effectue une pondération de chaque groupe écologique par une constante qui représente le niveau de perturbation auquel les espèces sont associées. La formule de calcul de l AMBI est la suivante : AMBI={ (0 % GI ) + (1,5 % GII )+ (3 % GIII ) + ( 4,5 GIV ) + ( 6 % GV ) } /100 Paramètres requis par la DCE (annexe5) Composition taxonomique Abondance Commentaires Pas au sens strict (seulement composition de 5 classes de sensibilité déterminée) Pas au sens strict (seulement abondance relative de 5 classes de sensibilité déterminée) Taxa sensibles aux perturbations Groupe I (cf. figure 16) Taxa indicatifs d une pollution Groupes IV et V (cf. figure 16) Diversité Non, diversité non prise en compte dans l indice AMBI. TABLEAU 17 : Synthèse des métriques composant l indicateur «invertébrés benthiques» français en MEC méditerranéennes Dans le dernier rapport milestone, la France a justifié la non-prise en compte du paramètre «diversité» par le fait que celle-ci (H ), à la différence de l indice AMBI, ne répond pas de manière pertinente aux pressions anthropiques quantifiées en termes de % matière organique dans le sédiment (cf. figure 17). 14 L indicateur benthique M-AMBI, initialement retenu par la France, a été écarté pour cet exercice d intercalibration car il ne montrait pas de corrélation significative avec les pressions anthropiques 27

28 7 6 5 H' 4 3 y = 0,0832x + 4,1658 R 2 = 0,0766 p> ,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Organic matter (%) FIGURE 17 : Illustration graphique de la non-pertinence du paramètre de diversité (H ) sur le jeu de données FR Mode d établissement / détermination des références Les conditions de référence ont été établies à la fois à partir de sites de référence situés en Corse (Bruzzi/AMBI=1,28), en région PACA (Lavandou/AMBI=1,11) et en Languedoc Roussillon (Gruissan/AMBI=0,88), mais aussi au travers du jugement d expert. Les sites de référence ont été identifiés au travers des critères suivants : Faible influence des activités humaines : % matière organique et dire d expert, Critères biologiques : sélection des meilleures situations (échantillons) où la majorité des espèces appartiennent ou groupe EGI (espèces sensibles) et EGII (espèces indifférentes). Calcul de l EQR et grille d interprétation L EQR pour un site donné est calculé au moyen de la formule suivante : EQR site = 1 (AMBI site / 7) Etat écologique très bon bon moyen médiocre mauvais AMBI [0 ; 1,2[ [1,2 ; 3,3[ [3,3 ; 4,3[ [4,3 ; 5,5[ [5,5 ; 7] EQR AMBI [1 ; 0,83[ [0,83 ; 0,53[ [0,53 ; 0,39[ [0,39 ; 0,21[ [0,21 ; 0] FIGURE 18 : Grille d évaluation initialement retenue pour l EQR AMBI dans les MEC méditerranéennes (d après Borja et al., 2000) Les limites de classes ont été reprises de la publication de Borja et al. (2000), qui utilisent la discontinuité des métriques relatives aux cinq groupes écologiques de sensibilité différentes. 28

29 Relation pression impact Lors du MED-GIG des 21 et 22 février 2011, la coordinatrice du GIG a expressément demandé aux experts nationaux, afin de garantir la prise en compte des indicateurs dans l exercice d intercalibration, de justifier d une relation pression-impact significative. Dès lors le maintien du M-AMBI initialement retenu était difficilement négociable, car son mode de calcul est incompatible avec le test de corrélation avec les pressions (Labrune, com. pers.). En définitive c est l indice AMBI qui a été retenu pour la France en Méditerranée, car c est l indice qui présente la corrélation la plus significative avec l enrichissement en matière organique du sédiment (cf. figures 19 et 20), considéré dans ce cas comme un proxy des pressions anthropiques (ex : rejets urbains et pluviaux, fleuves, aquaculture ). D autres indicateurs benthiques (BENTIX, BOPA, MEEDOCC ) et indices quantitatifs de pressions anthropiques (ex : LUSI index) ont été explorés par Céline Labrune (CNRS Banyuls) afin d éclairer ce choix de l AMBI pour effectuer l exercice d intercalibration. A noter qu une réserve peut être émise par rapport à cette approche, car la matière organique présente dans le sédiment peut également avoir une origine naturelle (baies fermées, mattes mortes de Posidonies ), et non être liée exclusivement à des rejets issus des activités humaines. 0,9 0,8 0,7 AMBI EQR 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 y = -0,0099x + 0,7944 R 2 = 0,4781 p<0.01 0,1 0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Organic matter (%) FIGURES 19 et 20 : illustration graphique de la relation pression-impact à partir du jeu de données français (AMBI vs/%mo et EQR AMBI vs/%mo) 29

30 Travaux d intercalibration Organisation du groupe Fonction Nom Etat membre Coordination Fuensanta Salas Espagne Experts C.Labrune, J.M. Amouroux (CNRS Banyuls), Corinne Pelaprat (Stareso France Calvi), V.Derolez (Ifremer Sète) Experts Fuensanta Salas, Susana Pinedo, Esther Jordana, Pilar Drake, Dulce Subida, Espagne Javier Torres Experts Paolo Tomassetti, Marina Penna, Luisa Nicoletti, Benedetta Trabucco, Italie Paola La Valle, Veronica Marusso, Adriana Giangrande Expert Borut Mavric Slovénie Expert Mika Simboura Grèce Experts Marilena Aplikioti, Marina Argyrou Chypre Expert Marija Despalatovic Croatie TABLEAU 18 : Animatrice et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MEC) du MED GIG La France n a pas participé aux travaux du groupe dans un premier temps et n a aucune information dans les premiers rapports milestone (rapports milestone 2 et milestone 3 de 2010). Ce n est qu à partir de février 2011 et grâce à la participation de Céline Labrune au meeting MED-GIG à Rome qu un indicateur benthique français a pu être pris en compte dans cet exercice. Meetings General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, juin 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 Meeting ad hoc Italie/Slovénie, ISPRA-Rome, Italie, septembre 2011 Typologie La distinction de différentes typologies méditerranéennes a été jugée non pertinente et justifiée dans le rapport milestone n 2 du MED GIG CW benthos. Le groupe considère donc la Méditerranée comme un seul et unique type commun. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/Méthodes France/AMBI Espagne (Catalogne et Baléares)/ MEDOCC Grèce & Chypre/BENTIX Espagne (Valence, Murcie et Andalousie)/BOPA Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation (enrichissement en matière organique) Eutrophisation, dégradation générale Eutrophisation, générale Eutrophisation, générale dégradation dégradation Indicateur de pression utilisé dans la démonstration de la relation pression-impact % Matière Organique dans le sédiment LUSI, % Matière Organique dans le sédiment, sels nutritifs dans la colonne d eau, [cuivre] LUSI, Carbone organique LUSI, % Matière Organique dans le sédiment Concepts d évaluation des différents indicateurs Méthodes focalisées sur les invertébrés benthiques de substrats meubles, basées sur l évolution de l abondance des espèces sensitives/ tolérantes selon l intensité des perturbations 30

31 Slovénie/M-AMBI Eutrophisation, dégradation générale Italie/M-AMBI Eutrophisation, dégradation générale Indice «LUSI-like» prenant également en compte d autres usages tels que l aquaculture, les ports, etc LUSI, % artificialisation, flux N&P, [pesticides], COT et TRIX Méthodes focalisées sur les invertébrés benthiques de substrats meubles, basées sur l évolution de l abondance des espèces sensitives/ tolérantes selon l intensité des perturbations et sur les valeurs de richesse spécifique et de l indice de Shannon Wiener TABLEAU 19 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs invertébrés benthiques du MED GIG (MEC) Toutes les méthodes répondent à des pressions qui incluent l'eutrophisation (cf. tableau 19), la matière organique et différents impacts directs (activités portuaires, urbanisation, ruissellements et rejets urbains ). Deux grands groupes de méthodes se distinguent : Les méthodes qui prennent en compte l abondance des espèces classées par groupes de sensibilités (ex : AMBI ), Les méthodes qui considèrent en complément de l abondance, la richesse spécifique ainsi que la diversité (indices multimétriques, multivariés ; ex : M-AMBI). Malte et la Croatie n ont présenté aucun indicateur dans le cadre de cet exercice d intercalibration. Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat membre/ Indicateur Nombre de sites ou d échantillons bancarisés Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Grèce/BENTIX 108 échantillons 108 échantillons 108 échantillons Chypre/BENTIX 10 stations 10 stations 10 stations Italie/M-AMBI 46 stations 46 stations 46 stations Slovénie/M-AMBI 53 échantillons 7 échantillons 39 échantillons Espagne (Catalogne et 105 stations 105 stations 105 stations Baléares)/MEDOCC Espagne (Valence, 340 échantillons 340 échantillons 340 échantillons Andalousie and Murcie)/BOPA France/AMBI 45 échantillons 45 échantillons 45 échantillons TABLEAU 20 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MEC) du MED GIG Toutes les données concernent les invertébrés benthiques de substrat meubles. Pour certaines méthodes, le tamisage des échantillons (prélevés à la benne) s effectue sur mailles d 1 mm, pour d autres il est réalisé sur mailles de 0,5 mm. Approche «benchmarking» Cette approche a été fondée sur l identification, par chaque état membre, de sites présentant des pressions jugées faibles ( alternative benchmark ) au travers des critères communs suivants : pas d aquaculture, pas de rejet industriel, pas de STEP, pas de thermes, 31

32 pas d usine de désalinisation, pas de régénération de plage, pas de port, agriculture : emprise inférieure à 20% de l occupation du sol, villes de plus de 1000 habitants distantes de plus de 3 km. Dans le cas de la France, 3 sites répondent à ces critères (cf. tableau 21). Zone Station Coord NORD Coord EST Rhône Ouest Gruissan Rhône Est Lavandou Corse Bruzzi TABLEAU 21 : Sites de suivis français répondant aux critères définis dans l approche «benchmarking» des travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MEC) du MED GIG Résultats des travaux d intercalibration Initialement, l'option «3a» avait été retenue par le GIG, mais les résultats préliminaires n'ont montré aucune relation statistiquement satisfaisante entre le M-AMBI (Slovénie et Italie) et la pseudo-métrique commune utilisée dans le cadre de cette approche (R 2 = 0,167 ; p > 0,05), indiquant dès lors que le M-AMBI n'était pas comparable avec les autres méthodes intercalibrées. Dans un second temps, pensant qu'en raison de la spécificité des habitats échantillonnés ou de la taille de l'échantillon, il n'était peut être pas possible d'utiliser la métrique de diversité sur l ensemble de données des différents états membres, le GIG a testé une approche selon l option 2 de la guidance. En testant successivement l indice AMBI puis le % d espèces sensibles en tant que métriques communes, le M-AMBI n était pas corrélé de façon suffisamment significative avec ces deux métriques, ce qui l excluait à nouveau de l exercice au regard des exigences de la guidance européenne. Sur cette base, le GIG a décidé que l'italie et la Slovénie (utilisant le M-AMBI) devraient poursuivre indépendamment les travaux d intercalibration. Initialement envisagés en option 1, ces travaux bilatéraux se sont donc poursuivis selon une option 3, étant donné que les conditions de référence et les grilles de ces deux pays sont différentes. La France, l'espagne (toutes régions), la Grèce et Chypre ont en parallèle continué les travaux d intercalibration en sous-groupe selon l'option 3 (car les méthodes d échantillonnage et de traitements proches autorisent le calcul des différentes méthodes nationales sur l ensemble du jeu de données). L AMBI français est bien corrélé avec la pseudo-métrique commune (R 2 =0,775 ; r=0,88 ; p<0.001). Pour ce qui concerne le sous-groupe dont la France fait partie, les résultats obtenus avec le fichier excel «IC_Opt3_sub v1.24» quant aux ajustements (en rouge) à réaliser sur les limites d EQR sont présentés dans le tableau

33 Etat membre 33 EQR Méthode TB/B B/M France AMBI 0,83 0,58 Grèce BENTIX 0,75 0,58 Chypre BENTIX 0,75 0,58 Espagne (Catalogne et Baléares) MEDOCC 0,73 0,47 Espagne (Murcie, Valence, Andalousie) BOPA 0,95 0,54 TABLEAU 22 : Conclusions des travaux d intercalibration du sous-groupe du MED GIG incluant l indicateur invertébrés benthiques français en MEC L intercalibration parallèle Italie/Slovénie (méthode M-AMBI) a quant à elle débouché sur les résultats présentés dans le tableau 23. Conclusion Etat membre Méthode TB/B EQR B/M Italie M-AMBI 0,81 0,61 Slovénie 0,83 0,62 TABLEAU 23 : Conclusions des travaux d intercalibration du sous-groupe du MED GIG «Italie/Slovénie» pour les indicateurs invertébrés benthiques en MEC Les nouvelles limites de classes pour l AMBI issues des travaux d intercalibration concluent à une valeur plus stricte que celle initialement proposée par la France, pour la limite de classe Bon/Moyen. Avec la méthode de calcul de l EQR décrite dans le paragraphe et cette grille intercalibrée, aucune masse d eau côtière méditerranéenne n est déclassée (état moins que bon ) au regard de l élément de qualité macro-invertbérés benthiques. Une interrogation subsiste quant à la validité des résultats pour la DGENV, du fait de la constitution de deux groupes d intercalibration parallèles qui ne sont pas intercalibrés entre eux MET Invertébrés benthiques Méthode présentée par la France (M-AMBI) 15 L indicateur présenté dans l exercice d intercalibration est le M-AMBI qui n est validé, du point de vue de sa réponse aux pressions, que dans les lagunes poly-euhalines françaises 16. Le M-AMBI est une version «améliorée» de l indice AMBI développé par Borja et Muxica (2005). Le M-AMBI un indice multimétrique qui possède 3 composantes (Desroy, 2009) : 1. L indice AMBI (cf ), 2. La richesse spécifique ou nombre d espèces présentant au moins un individu pour la station, 15 L indicateur benthique MISS-MTW (Gouilleux et al., 2011) que comptait présenter la France pour l exercice d intercalibration n a finalement pas été proposé (doit être consolidé notamment sur les aspects typologie et valeurs de référence) 16 Pour les autres typologies de lagunes représentées en France (lagunes méso et oligohalines), le M-AMBI n est pas validé par une relation pression/impact significative

34 3. L indice de diversité de Shannon-Wiener (H ). Paramètres requis par la DCE (annexe5) Composition taxonomique Abondance Taxa sensibles aux perturbations Commentaires Pas au sens strict (seulement en tant que groupes de différentes sensibilités, cf. figure 16) Pas au sens strict (seulement abondance relative de 5 groupes de différentes sensibilités, cf. figure 16) Groupe I (cf. figure 16) Taxa indicatifs d une pollution Groupes IV et V (cf. figure 16) Diversité Indice de Shannon Wiener TABLEAU 24 : Synthèse des métriques composant l indicateur invertébrés benthiques français en MET méditerranéennes Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les conditions de référence ont été établies à dire d expert et à partir des sites les moins impactés par les pressions anthropiques, identifiés au regard des critères suivants : Faible influence des activités humaines, Teneurs en nutriments et chlorophylle faibles, bonne oxygénation de la colonne d eau (TN~25µM - Chla~0,6µM - O 2 sat~30%). Les lagunes de Thau et de Leucate (lagunes poly-euhalines) constituent ainsi les sites de référence en France, en revanche il n existe pas de sites de référence en lagunes mésohalines ni en lagunes oligohalines. Adaptées de la publication de Borja et al. (2006), les limites de classes ont été calibrées par rapport à une approche a priori du classement écologique de certaines lagunes méditerranéennes pour lesquelles le dire d expert est consolidé (données historiques du Réseau de Suivi Lagunaire - RSL). Calcul de l EQR et grille d interprétation Les 3 composantes (métriques) du M-AMBI sont calculées pour toutes les stations situées en lagunes poly-euhalines, puis, à l aide du jeu de données résultant, une analyse factorielle des correspondances est menée. Celle-ci détermine trois axes perpendiculaires qui minimisent le critère des moindres carrés. La projection dans ce nouveau repère des deux points de référence correspondant à l état le plus dégradé et l état le meilleur permet de définir un nouvel axe, sur lequel sont projetés l ensemble des points des stations lagunaires (cf. figure 21). Pour chacun de ces points est ensuite calculée la distance qui le sépare du point le plus dégradé, en considérant que le segment de droite reliant le point le plus dégradé à celui du meilleur état possède une longueur de 1. 34

35 Cette distance, bornée par le 0 et le 1 et donc équivalente à une valeur d EQR, est la valeur du M- AMBI. Des conditions de validité concernant le nombre d espèces par station, leur position de vie épigée ou endogée (Borja & Muxika, 2005) ainsi que le nombre de stations analysées (Borja et al., 2008) sont néanmoins requises pour assurer d une par la représentativité des résultats et, d autre part, leur validité statistique. FIGURE 21 : Définition du statut des stations échantillonnées par projection sur l axe factoriel défini par les conditions de référence, d après Bald et al. (2005) Etat écologique très bon bon moyen médiocre mauvais M-AMBI [1 ; 0,8[ [0,8 ; 0,63[ [0,63 ; 0,4[ [0,4 ; 0,2[ [0,2 ; 0] FIGURE 22 : Grille d évaluation pour l EQR M-AMBI dans les lagunes méditerranéennes Relation pression impact En lagunes poly-euhalines, le M-AMBI est corrélé de manière significative (Spearman) notamment avec l azote total (r = -0,58, p = 0,002), avec la chlorophylle a (r = -0,538, p = 0,009) ainsi qu avec la saturation en oxygène dissous (r = -0,669, p = 0,001) : cf. figures 23, 25, 26 et

36 FIGURE 23 : Matrice des coefficients de corrélations (Spearman) du M-AMBI et du MISS-TW, avec différents proxys de pression «eutrophisation» (données issues de 24 lagunes poly-euhalines) En revanche, pour les lagunes méso-oligohalines, les corrélations avec ces mêmes paramètres indicateurs d eutrophisation ne sont pas significatives (cf. figure 24). FIGURE 24 : Matrice des coefficients de corrélations (Spearman) du M-AMBI et du MISS-TW, avec différents proxys d eutrophisation (données issues de 10 lagunes méso-oligohalines) 36

37 TW BGM LES TE LEN y = x R 2 = BGS M-AMBI 0.6 GRU BGN DIS BRS 0.5 VAI MEW ORW PON PAL CNS LAP 0.4 BIG3 PBE URB1 PRE VIC 0.3 ORE Delta O2 sat (%) TW BGM LES TE LEN BGS y = x R 2 = M-AMBI 0.6 DIS BRS BGN GRU 0.5 VAI MEW CNS ORW PAL PON LAP 0.4 PBE BIG3 URB1 PRE VIC 0.3 ORE Chl-a 0.9 TW 0.8 LES TE LEN BGM y = x R 2 = BGS M-AMBI 0.6 DIS GRUBGN BRS 0.5 VAI MEW 0.4 PON PAL LAP PBE BIG3 URB1 PRE CNS ORW VIC 0.3 ORE TN (µm/l) FIGURES 25, 26 et 27 : Corrélations entre l indicateur M-AMBI et (i) le sato 2, (ii) la [chl a] et (iii) l azote total. Cas des lagunes poly-euhalines méditerranéennes françaises 37

38 Travaux d intercalibration Organisation du groupe et historique des meetings Fonction Nom Etat membre Coordination Isabel Pardo et Valérie Derolez (Ifremer Sète) Espagne et France Experts Céline Labrune (CNRS Banyuls), Corinne Pelaprat (Stareso Calvi), Nicolas France Desroy (Ifremer Dinard) Experts Susana Pinedo, Pilar Drake, Maria Dulce Subida, Xavier Quintana, Esther Espagne Jordana Costa Experts Paolo Tomassetti, Marina Penna, Luisa Nicoletti, Benedetta Trabucco, Italie Paola Lavalle, Cristina Munari, Davide Tagliapietra, Michele Cornello, Michele Mistri, Paolo Magni, Michele Mistri Expert Sofia Reizopoulos Grèce Expert Marija Despalatovic Croatie TABLEAU 25 : Animatrices et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MET) du MED GIG La Slovénie, Malte, Chypre et la Croatie ne participent pas à ce groupe d intercalibration. Meetings TW General meeting, Museo Balear de Ciencias Naturales, Soller, Iles Baléares, Espagne, juillet 2007 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, juin 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, septembre 2011 Typologie Huit typologies différentes de masses d eau de transition ont été identifiées dans le MED GIG pour l élément de qualité «invertébrés benthiques» 17 (cf. tableau 26). Description des types France Espagne Italie Grèce Lagunes oligohalines X X (MIBIN, QAELS) Lagunes mésohalines «chocked» 18 X X (MIBIN, QAELS) Lagunes mésohalines «restricted» Lagunes poly-euhalines «chocked» Lagunes poly-euhalines «restricted» X (M-AMBI) X (M-AMBI) X (MIBIN) X (M-AMBI, BITS) X (M-AMBI, BITS) X (M-AMBI, BITS) Salines (Hyperhalines) X X Estuaires poly-euhalins avec biseau salé X X X Estuaires poly-euhalins avec biseau salé TABLEAU 26 : Typologies définies dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MET) du MED GIG X X (M-AMBI, ISS-ISD?) X (M-AMBI) X (M-AMBI) 17 Lorsqu une méthode nationale s applique dans le type elle est indiquée entre parenthèses 18 cf

39 Les salines et les estuaires ont été exclus de cet exercice d intercalibration car ce sont des masses d eau fortement modifiées pour les premières, et parce que seule l Espagne possède des données sur les invertébrés benthiques en estuaires. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/Méthodes Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible France / M-AMBI Eutrophisation, dégradation générale Italie/ M-AMBI Eutrophisation, pollution par matière organique Grèce/ M-AMBI Eutrophisation, dégradation générale, destruction des habitats Italie/ BITS Eutrophisation, pollution par matière organique Espagne / MIBIN Eutrophisation, dégradation hydromorphologique, pollution par matière organique Espagne / QAELS Eutrophisation, pollution par matière organique Grèce / ISS et ISD Eutrophisation, dégradation générale, destruction des habitats Indicateur de pression utilisé dans la démonstration de la relation pression-impact France : cf (seulement en lagunes poly-euhalines) NID, COT, facteur dilution (F) % CO sédiment, oxygène dissous (relation non significative) NID, COT, facteur dilution (F) Gradient de dégradation (ACP) incluant : sels nutritifs (PO4, PT, NID, NT), oxygène, salinité, chlorophylle-a TRIX % CO sédiment, oxygène dissous Concepts d évaluation des différents indicateurs Méthode identique (M-AMBI) focalisée sur les invertébrés benthiques de substrats meubles, basée sur l évolution de l abondance des espèces sensitives/ tolérantes selon l intensité des perturbations du système. Echantillonnage à la benne Ponar, Van- Veen ou Eckman Birge (au carottier dans le cas de la lagune de Venise). Tamisage 0,5 mm (IT) ou 1 mm. Méthode basée sur l évolution de l abondance des espèces sensitives/ tolérantes selon l intensité des perturbations du système. Diversité comme rapport de familles de différentes sensitivité. Echantillonnage à la benne Van-Veen ou au carottier dans le cas de la lagune de Venise. Tamisage 0,5 mm ou 1 mm. MIBIN constitué d un assemblage de métriques différentes selon la typologie de lagune. Méthode multi-habitats : échantillonnage du benthos au regard des habitats dominants dans un secteur littoral donné. Aire d échantillonnage de 2,5 m 2. Echantillonnage au filet à main. Méthode multi-habitats : échantillonnage du benthos (sédiments et macrophytes) sur la bande littorale. Echantillonnage au filet à main. Cet indice se base sur la distinction de groupes de sensibilité différente, ainsi que sur l abondance de 3 taxa «majeurs» et la richesse spécifique (insectes et crustacés uniquement). L ISD indice s intéresse aux invertébrés benthiques de substrats meubles, et est basé sur l abondance relative de différentes classes de tailles d invertébrés au regard d un gradient de pression. ISS combine l ISD avec la richesse spécifique. Echantillonnage à la benne. TABLEAU 27 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs invertébrés benthiques du MED GIG (MET) Tous les indicateurs nationaux sont sensibles à l'eutrophisation. L enrichissement en matière organique et/ou les atteintes hydromorphologiques aux systèmes lagunaires sont également détectées par certaines méthodes. En outre, elles s intéressent soit à la zone profonde, soit à la zone littorale des lagunes. Cette 39

40 différence s explique par l'utilisation de différents protocoles d'échantillonnage, par exemple l'utilisation de bennes en zone profonde (ex : méthode FR) et l'utilisation de filets à la main en zone littorale lagunaire (QAELS espagnol). En conséquence, les surfaces totales échantillonnées peuvent varier considérablement. Les différentes méthodes au sein du GIG sont basées sur des caractéristiques différentes des communautés benthiques (indices multimétriques structurels ou spécifiques). Enfin, last but not least, certaines méthodes sont relatives à un habitat unique (bennes prélevant en substrats meubles) tandis que d autres méthodes sont multi-habitats (filet à main). Le diamètre des mailles de tamisage post-échantillonnage peut également varier (0,5 mm ou 1 mm). Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat membre Nombre de sites ou d échantillons bancarisés Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Grèce 28 stations 31 stations 31 stations Italie 214 stations (Méso-choked: 10, Polyeuchoked : 90, Polyeu-restricted : 114) 214 stations (Méso-choked: 10, Polyeuchoked : 90, Polyeu-restricted : 114) 214 stations (Méso-choked: 10, Polyeuchoked : 90, Polyeu-restricted : 114) Espagne (MIBIN) 76 sites (oligo:30; meso: 25; poly-euh: 21) 76 sites (oligo:30; meso: 25; polyeuh: 21) 76 sites (oligo:30; meso: 25; polyeuh: 21) Espagne (QAELS) France 8 échantillons en oligo (4 sites), 13 échantillons en mesohalinechoked (6 sites) 34 sites : oligo (7 échantillons), mesohaline-choked (6 échantillons), poly-restricted (21 échantillons), poly-choked (3 échantillons) 8 échantillons en oligo (4 sites), 13 échantillons en mesohalinechoked (6 sites) 34 sites : oligo (7 échantillons), mesohaline-choked (6 échantillons), poly-restricted (21 échantillons), poly-choked (3 échantillons) TABLEAU 28 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MET) du MED GIG 8 échantillons en oligo (4 sites), 13 échantillons en mesohalinechoked (6 sites) 34 sites : oligo (7 échantillons), mesohaline-choked (6 échantillons), poly-restricted (21 échantillons), poly-choked (3 échantillons) L équipe d Isabel Pardo a terminé en juin 2011 la compilation et l harmonisation taxonomique de cette base de données commune à 4 pays (au total 378 échantillons, 716 taxa). Parallèlement, le GIG a constitué une matrice de données pressions (composée de données physico-chimiques et d indicateurs de pressions : LUSI, TRIX, stations d épuration, etc...) relative aux sites d échantillonnage inclus dans la base de données (cf. figure 28). Ce travail a permis d obtenir un mode d évaluation des pressions comparable d un pays et d une méthode à l autre. FIGURE 28 : Synthèse des données «pressions» collectées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs invertébrés benthiques (MET) du MED GIG 40

41 Approche «benchmarking» 19 L'analyse de la base de données constituée dans le cadre de l exercice a montré que le «benchmarking» n était pas envisageable car le nombre de sites nationaux soumis à des niveaux de pressions anthropiques comparables était trop faible, et ce pour chacun des types (cf. exemple figure 29) définis pour ce groupe d intercalibration (i.e. nombre de sites < 10 à 15 sites pour EM). FIGURE 29 : Illustration de la difficulté d identification de sites nationaux soumis à des pressions comparables (ici : cas des lagunes poly-euhalines restricted où les nuages de points nationaux ne se «mélangent pas») Pour autant, le groupe est convaincu que les variations bio-géographiques (ou méthodologiques) potentielles entre les EM sont prises en compte de manière intrinsèque dans la construction des différentes métriques communes (regroupement des taxons au niveau de la famille, normalisation au moyen d une sélection de sites de référence). En effet, les relations pression/métriques communes suivent des tendances similaires pour chaque jeu de données national. Résultats de l intercalibration a) Pour les lagunes poly-euhalines choked deux options distinctes ont été explorées : l option 1 entre les pays utilisant le M-AMBI (France, Grèce et Italie), puis l option 2 permettant également de prendre en compte l autre indicateur benthique italien (BITS). Dans le cas de l option 1, les travaux concluent qu un léger ajustement de la limite d EQR TB/Bon devrait être envisagé pour le M-AMBI français. Cependant, au vu du très faible nombre de données dans cette typologie pour la France et la Grèce (3 échantillons par EM), ces conclusions sont considérées comme non recevables d un point de vue statistique. De plus, aucune des méthodes M- AMBI n a démontré de sensibilité avec un quelconque indice de pression pour cette typologie (cela 19 Ce paragraphe ainsi que le suivant (résultats des travaux d intercalibration), traitent exclusivement des travaux effectués sur les typologies lagunes poly-euhalines choked et lagunes poly-euhalines restricted car ce sont les seules typologies pour lesquelles la France a présenté un indicateur pertinent pour le benthos 41

42 est certainement imputable à la faible quantité de données disponibles). Dans le cas de l option 2 pour cette typologie, des métriques communes ont été progressivement bâties, tout d abord en déterminant pour chaque échantillon les densités d individus à l échelle des familles d invertébrés, puis en sélectionnant (tests multiples de corrélations de Pearson) les familles qui sont les plus indicatrices (cf. tableaux 29 et 30) de la quantité d azote disponible dans le système lagunaire (NH 4, NO 3, NO 2, NID). TABLEAUX 29 et 30 : Familles d invertébrés benthiques (sensibles/tolérants) retenues pour constituer les différentes métriques communes pour les travaux d intercalibration du MED GIG (élément de qualité invertébrés benthiques en MET, lagunes poly-euhalines choked) Ainsi, trois métriques communes ad hoc ont été bâties pour les besoins de l exercice : ICM 1- sensitive taxa : somme des densités des familles sensibles, transformation en log puis division par la médiane des valeurs obtenues sur 23 sites de référence sélectionnées dans la base de données (critères : LUSI-LAG 2, NID 253,8 µg/l), ICM2 - tolerant taxa : somme des densités des familles tolérantes, transformation en log puis division par la médiane des valeurs obtenues sur les 23 sites de référence, ICM 3 tolerant + sensitive taxa : somme des densités des familles tolérantes et sensibles, transformation en log puis division par la médiane des valeurs obtenues sur les 23 sites de référence. Parmi ces métriques, seule la seconde a permis d obtenir des résultats statistiquement intéressants pour l exercice d intercalibration. En revanche, les conclusions obtenues ne concernent que l Italie (intercalibration du BITS et du M- AMBI italiens). La France n a pas été considérée dans cette option car elle ne possède que 3 sites dans ce type (d où une relation non significative avec la métrique commune). b) Pour les lagunes poly-euhalines restricted, deux options ont été explorées : l option 1 entre les pays utilisant le M-AMBI (France, Grèce et Italie), puis l option 2 permettant également de prendre en compte l autre indicateur italien (BITS). 42

43 Dans le cas de l option 1, le M-AMBI grec ne peut être pris en compte car il ne répond pas de façon significative aux presssions (alors que les M-AMBI FR et IT sont sensibles à l azote total). L intercalibration entre les deux M-AMBI italien et français conclut à la nécessité d un léger ajustement de la limite d EQR TB/Bon pour l indicateur français (nouveau seuil non défini pour l instant). Dans le cas de l option 2, une métrique commune a été progressivement bâtie, tout d abord en déterminant, pour chaque échantillon, les densités d individus classés par familles d invertébrés (log transformées), puis en sélectionnant (tests multiples de corrélations de Pearson) les familles qui sont les plus caractéristiques de l enrichissement en azote total (N T ) du milieu. De cette façon, les 23 familles suivantes d invertébrés ont été retenues pour constituer la métrique commune (cf. tableau 31). TABLEAU 31 : Familles d invertébrés benthiques retenues pour constituer les différentes métriques communes pour les travaux d intercalibration du MED GIG (élément de qualité invertébrés benthiques en MET, lagunes poly-euhalines restricted) La métrique commune est finalement calculée de la manière suivante pour chaque échantillon : Somme des densités pour les 23 familles sélectionnées, Transformation de la valeur obtenue : log (x+1), Division de cette valeur (échantillon) par la médiane des valeurs ainsi obtenues sur les sites de référence identifiés dans la base de données (7 sites au total avec LUSI-LAG 2 et TRIX 5). Cette métrique commune montre une sensibilité significative à l eutrophisation, exprimée en termes de concentration en azote total (cf. figure 30), ainsi qu une corrélation faible mais statistiquement significative avec le M-AMBI français (cf. figure 31). En revanche, la pente de la régression (0,318) ne respecte pas les recommandations de la guidance (p < 0,5), ce qui a entraîné l exclusion du M-AMBI français de la suite de l exercice utilisant l option 2. A noter que malgré le non-respect de recommandations statistiques de la guidance (corrélations ICM/EQR peu significative), la Grèce a été maintenue dans cette option. 43

44 En définitive, les conclusions obtenues avec cette option 2 sont considérées comme non recevables d un point de vue statistique. FIGURE 30 : Illustration de la sensibilté la métrique commune ad hoc conçue pour les besoins de l intercalibration à l eutrophisation (N T ) Conclusion FIGURE 31 : Relation entre le M-AMBI FR et la métrique commune ad hoc conçue pour les besoins de l intercalibration (cas des lagunes polyeuhalines restricted) Parmi les résultats obtenus par ce groupe d intercalibration, seul celui concernant l intercalibration du M-AMBI italien et du M-AMBI français en lagunes poly-euhalines restricted paraît acceptable du point de vue statistique (nécessité d un ajustement de la limite d EQR TB/B pour le M-AMBI FR). Pour les autres typologies concernant des lagunes françaises (oligohalines, mésohalines choked et poly-euhalines choked), les conclusions obtenues ne sont pas considérées comme recevables du point de vue statistique. 44

45 2.5. MEC Angiospermes (Herbiers de Posidonies) Méthode présentée par la France (PREI) La France a présenté la méthode PREI (Posidonia Oceanica Rapid Easy Index) 20 dans le cadre de cet exercice d intercalibration. Cet indice se compose de 4 métriques : Indice Paramètre Métrique Abondance Taxa sensibles aux perturbations Diversité Détermination des valeurs de référence Limite inférieure Profondeur (m) et type de limite Densité des pieds Nombre de faisceaux /m 2 Surface foliaire par pied 1 espèce sensible : Posidonia oceanica et biomasse des épibiontes Surface foliaire en cm 2 /faisceau (SF) Rapport biomasse épibiontes/ biomasse foliaire (%) (E/L faisceau ) 1 seule espèce considérée: Posidonia oceanica, la composition taxonomique n est pas/peu pertinente TABLEAU 32 : Synthèse des métriques composant l indicateur angiospermes français en MEC méditerranéennes (PREI) Des valeurs de référence ont été définies à dire d expert pour chaque métrique composant l indicateur. Considérant qu aucun site n est réellement vierge de tout impact, ces valeurs ont été déduites d un site de référence «virtuel», censé présenter des conditions biologiques optimales pour chacune des métriques de l indicateur. En pratique, les 3 meilleures valeurs rencontrées sur l ensemble des sites français sont sélectionnées, la meilleure est exclue et la valeur retenue en définitive est la moyenne des 2 valeurs restantes. Ces valeurs de référence pour les différentes métriques présentent des variations bio-régionales (4) : PACA, Corse, Languedoc et Roussillon (cf. figure 32). Valeurs limites Profondeur limite Densité Surface foliaire Charge épiphytaire Languedoc Roussillon PACA Corse Valeur de référence Valeur de la classe rouge Valeur de référence Valeur de la classe rouge Valeur de référence Valeur de la classe rouge Valeur de référence Valeur de la classe rouge FIGURE 32 : Valeurs de référence et valeurs «limites» pour l indice PREI 20 Gobert et al.,

46 Calcul de l EQR et grille d interprétation A partir des données issues de relevés de terrain et de celles présentées dans la figure 32, un EQR est calculé de la façon suivante : Où : EQR = (N densité + N surface foliaire + ½ N (E/F) + N limite inférieure c )/ 3.5 N paramètre = (valeur station valeur de la classe rouge) / (valeur de référence valeur de la classe rouge) N (E/F) = 1 - (E/F) N limite inférieure c = (valeur station c valeur de la classe rouge) / (valeur de référence valeur de la classe rouge) Finalement, l EQR du PREI est obtenu de la manière suivante, puis l interprétation de celui-ci est réalisée via la grille présentée en figure 33 : EQR = (EQR ) / ( ) très bon bon moyen médiocre mauvais < 0.1 FIGURE 33 : Grille d évaluation pour l EQR M-AMBI dans les lagunes méditerranéennes françaises Posidonia oceanica est très sensible aux perturbations anthropiques et la disparition des herbiers a été signalée dans des conditions environnementales où la macrofaune benthique peut encore survivre, c est pourquoi le «mauvais état» a été défini comme l'état écologique où P. oceanica ne peut survivre. En d'autres termes lorsqu un herbier de P. oceanica est capable de survivre (et ce même dans un état fortement dégradé), l'état écologique est «meilleur que mauvais». Cependant, l absence de P. oceanica n'est pas nécessairement liée à une dégradation, donc la classe «mauvaise» ne peut être attribuée qu à des situations où est constatée une disparition récente (< 5 années) de l herbier. En conséquence, le mauvais état écologique a arbitrairement été attribué à la gamme d EQR comprise entre 0 et 0,099. Les autres limites d EQR ont été obtenues en divisant la gamme restante (de 0,1 jusqu à 1) en quatre catégories d'amplitude égale (à savoir 0,225 chacune). Relation pression - impact Un indice d anthropisation a été bâti afin de vérifier la robustesse de l indicateur PREI (Gobert et al., 46

47 2009) et de tester sa sensibilité aux pressions (cf. figure 34). Pour chaque site le calcul de cet indice prend en compte, de manière quantitative, 7 pressions impactant les herbiers de Posidonia oceanica : pisciculture, activités industrielles, agriculture, tourisme, pêche, ports commerciaux et urbanisation. FIGURE 34 : Illustration graphique de la sensibilité de l indicateur PREI à l indice de pression anthropique défini dans la publication de Gobert et al. (2009) Travaux d intercalibration Organisation du groupe et historique des meetings Fonction Nom Etat membre Coordination Teresa Alcoverro Espagne Expert Sylvie Gobert, Valerie Raimondino, Stéphane Sartoretto France Expert Maria Cristina Buia, Monica Montefalcone, Francesco Rende and Tiziano Italie Bacci Expert Javier Romero, Núria Marbà, Jose Lucas Pérez Llorens, Igancio Hernández, Espagne Fuensanta Salas,Yolanda Fernandez Expert Joseph Borg, Sara Debono, Yvette Rizzo Malte Expert Vedran Nikolic, Marija Despalatovic Croatie Expert Panayotis Panayotidis, Sotiris Orfanidis Grèce Expert Marina Argyrou, Melina Marcou Chypre TABLEAU 33 : Animatrice et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (angiospermes) en MEC du MED GIG Meetings General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, janvier 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février

48 Typologie Aucune subdivision n a été définie au sein du GIG : la Méditerranée ne forme donc qu un seul et même type pour cet EQ. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/Méthodes France, Italie, Chypre/PREI Espagne (Catalogne, Baléares, Murcie, Andalousie), Croatie/ POMI Espagne (Valence)/ VALENCIAN-CS Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation, pollution par matière organique, impact direct (dégradation habitat Posidonies) Eutrophisation, pollution par matière organique, impact direct (dégradation habitat Posidonies) Eutrophisation, pollution par matière organique, impact direct (dégradation habitat Posidonies) Grèce/Cymoskew Eutrophisation, pollution par matière organique, impact direct (dégradation habitat Posidonies) Indicateur de pression utilisé dans la démonstration de la relation pression-impact Indice d anthropisation (Gobert et al., 2009) Les données françaises ont permis à l Italie et Chypre de valider la relation pression-impact. Indice d anthropisation intégrant : assainissement urbain (kg/j/km côte), surface urbaine (ha/km côte), pression touristique (nb chambres/km côte), ports (nb bateaux/km côte) Indice d anthropisation intégrant 6 pressions anthropiques impactant les herbiers de Posidonies : artificialisation (% côte artificialisée), régénération de plages (m 3 sable ajouté/km côte), assainissement urbain (kg DCO/km côte), assainissement industriel (kg DCO/km côte), pollution par les rivières et canaux (kg DCO/km côte), pollution diffuse agricole (ha/mm précipitaion/an) Indice LUSI like baptisé «LUSIsg», considérant indirectement (% urbain, commercial, industriel, agriculture) et directement (aquaculture, rejets d eaux usées, ports, nutriments du sédiment) les pressions anthropiques. Le confinement du secteur est pris en compte ainsi que le statut trophique naturel. Les pressions sont considérées dans une zone circulaire de 3 km de rayon autour du site de suivi. TABLEAU 34 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs macrophytes (angiospermes) du MED GIG (masses d eau côtières) 48 Concepts d évaluation des différents indicateurs Méthode basée sur des métriques décrivant à la fois des propriétés structurelles et fonctionnelles des herbiers de Posidonies (cf ) Méthode basée sur des métriques décrivant à la fois des propriétés structurelles, fonctionnelles et physiologiques des herbiers de Posidonies. Méthode basée sur des métriques décrivant à la fois des propriétés structurelles et fonctionnelles des herbiers de Posidonies. Méthode basée sur des propriétés morphologiques et dynamiques des herbiers de Posidonies. Toutes les méthodes développées sont sensibles à une combinaison de pressions très semblable (indices multi-pressions), comprenant notamment l'eutrophisation (au sens large), l apport en matière organique ainsi que l impact direct sur les herbiers exercé par des pressions «physiques» sur leur habitat (cf. tableau 34). Les trois méthodes PREI, POMI et VALENCIAN-CS intercalibrées suivent une philosophie très similaire, dans laquelle un ensemble de métriques relatives à des attributs structurels et fonctionnels des herbiers de Posidonies (densité, couverture, limite en profondeur...) est combiné. A la différence des autres indicateurs, l indice POMI espagnol comprend en outre des métriques relatives à des attributs physiologiques, corrélés aux attributs fonctionnels et structurels mais réputés pour posséder une capacité de réponse plus rapide. Les périodes d échantillonnage pour chacune des méthodes sont équivalentes (généralement après

49 la période estivale) et l échantillonnage est réalisé en plongée, approximativement à la même profondeur (autour de 15 m). Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre Nombre de sites Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions France- PREI 36 sites oui 36 sites Espagne/ Catalogne - POMI 14 sites oui 14 sites Espagne/Valence CS 35 sites oui 35 sites TABLEAU 35 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (angiospermes) en MEC du MED GIG L'Italie (PREI), Chypre (PREI) ou la Croatie (POMI) disposent également de données pour l exercice d intercalibration. Ces données n ont pas été traitées car les métriques communes retenues n étaient pas disponibles pour ces pays. En revanche, elles ont été utilisées dans une analyse de variance sur les sites «benchmark» dans le but d intégrer ces pays dans l exercice. La Grèce (Cymoskew) et Malte (pas de méthode) n ont fourni aucune donnée et ne participent de ce fait pas à l exercice. Approche benchmarking Du fait de l absence de sites de référence dans le jeu de données, des critères communs ont été identifiés afin de désigner de la manière la plus objective possible des sites de référence alternatifs (ou «alternative benchmark sites») pour chaque EM. Ceux-ci ont été retenus sur la base suivante : Faible densité de population : pas de hameau/village dans les 3 km entourant le site (ou moins de 10 habitants à l hectare dans la zone), Mouillages : densité inférieure à 2 mouillages/ha, Pas de port ou d'installation d'amarrage dans les 3 km, Pas de régénération de plage dans les 10 km, Pas de pêche au chalut dans la zone, Pas d'industries dans les 3 km, Pas de piscicultures, Aucune usine de dessalement, Aucune preuve de dégradation de l herbier due à d'autres impacts potentiels non considérés. Les sites de suivis français retenus en appliquant ces critères sont présentés dans le tableau 36. Nom du site Longitude Latitude Bravone 9,56936 E 42,20239 N Erbalunga 9,47487 E 42,76906 N Levant 6,26486 E 43,00347 N Giens 6,09020 E 43,01158 N TABLEAU 36 : Sites de suivi français répondant aux critères définis dans l approche «benchmarking» des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (angiospermes) en MEC du MED GIG 49

50 Sur la base de ces critères, aucune variation biogéographique significative n a été identifiée entre les «benchmark sites» proposés par les différents états membres. Résultats de l intercalibration Bien qu ayant des «philosophies» proches, les métriques ainsi que les méthodes d intégration utilisées par les 3 indicateurs pris en compte dans l exercice diffèrent. Aussi, c est l option 2 qui a été retenue (fichier excel «IC_Opt2_sub v1.23»), via l utilisation d une métrique commune intégrant (i) le type de limite en profondeur et (ii) la surface foliaire par pied. Cette métrique s avère être bien corrélée avec les méthodes nationales représentées : Etat membre/méthode R 2 p PREI / France 0,55 < 0,05 POMI / Espagne- Catalogne 0,82 < 0,05 Valencian-CS / Espagne - Valence 0,80 < 0,05 TABLEAU 37 : Synthèse des paramètres de regression des différentes méthodes nationales avec la métrique commune utilisée dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (angiospermes) en MEC du MED GIG Les conclusions de ce travail en termes de limites d EQR pour les différents indicateurs sont les présentées dans le tableau 38. Etat membre Méthode EQR Limite TB/B Limite Bon/Moyen Espagne- Catalogne Méthode POMI 0,775 0,550 France Méthode PREI 0,775 0,550 Espagne - Valence Méthode VALENCIAN-CS 0,775 0,550 TABLEAU 38 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (angiospermes) en MEC du MED GIG Une analyse de variance sur les différents sites «benchmark» proposés par les états membres (Catalogne, Valence, Baléares pour le POMI, et France, Italie + Chypre pour le PREI) a conclu qu il n existait pas de différences significatives entre ces sites. Ainsi, le groupe a considéré que les îles Baléares, l Italie et Chypre (malgré 1 seul site) avaient également intercalibré leurs méthodes. Conclusion Ces résultats sont validés par le JRC mais demeurent provisoires jusqu à leur validation officielle par la DG ENV en Ils concluent qu il n est pas nécessaire d ajuster les limites TB/B et B/Moyen jusqu ici employées pour qualifier les masses d eau françaises avec le PREI MET Macrophytes Méthode présentée par la France (EXCLAME - WISER ID n 263) La France a présenté l indicateur EXCLAME dans le cadre de cet exercice d intercalibration. Celui-ci a été développé par Valérie Derolez, Thierry Laugier et Yoann Denis, au centre Ifremer de Sète. Cet indicateur est une combinaison de trois métriques : richesse spécifique, recouvrement relatif des espèces de référence (parmi une liste pré-définie) et recouvrement végétal total. 50

51 Paramètres requis par la DCE (annexe5) Commentaires Abondance Recouvrement végétal total (EQR A ) Taxa sensibles aux perturbations - Composition Communautés macrophytiques réparties entre 2 classes de sensitivité : espèces de référence ou non (EQR C ) Diversité Non Méthode complète EQB TABLEAU 39 : Synthèse des métriques composant l indicateur macrophytes français en MET méditerranéennes Contrairement aux recommandations de l annexe 5 de la DCE pour l élément de qualité «macrophytes» en MET, l indicateur EXCLAME considère simultanément les angiospermes et les macroalgues (cf. tableau 39). Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les conditions de référence ont été déduites de sites proches d un état «naturel» ou sites de référence (La Palme, Palo), avec une part de dire d expert. Ces conditions de référence correspondent à un recouvrement relatif (RR) de 100%, un recouvrement total (RT) 50% et une richesse spécifique 3 espèces. En accord avec l expérience acquise dans le cadre du Réseau de Suivi Lagunaire (RSL), les lagunes désignées comme lagunes de référence sont celles qui ne subissent pas de pressions anthropiques significatives, et où l'eau douce en provenance du bassin versant est peu chargée en nutriments. Dans ces lagunes prédominent les plantes aquatiques qui se nourrissent des nutriments présents dans le substrat via leurs racines. L établissement des limites de classes a été réalisé selon une approche a priori basée sur un classement préalable des sites d'échantillonnage réalisé à dire d expert. Le gradient de l EQR- EXCLAME a ensuite été divisé de manière équidistante. Calcul de l EQR et grilles d interprétation Deux EQR distincts sont calculés pour la composition taxonomique (EQR C ) et l abondance (EQR A ). L EQR composition prend en compte le recouvrement relatif des espèces de référence (RR), croisé avec la richesse spécifique (RS). Ce pourcentage est calculé pour l ensemble des stations qui ont un recouvrement végétal total (RT) supérieur à 5%. En effet dans ce cas, on considère que l on ne peut pas faire le diagnostic de la composition du peuplement, celui-ci étant trop réduit pour être représentatif. Ainsi, pour obtenir la valeur de l EQRc, la formule suivante est employée : Si RT < 0.05 EQR C non défini (noté «nd») Si RT 0.05 et : si RR 0.5 EQR C = 0.8 RR Oui ou si 0.05 RR < 0.5 EQR C = RR ou si 0 < RR < 0.05 EQR C = 0.4 RR

52 ou si RR = 0 et RS 3 EQR C = 0.2 ou si RR = 0 et RS < 3 EQR C = 0.1 La valeur obtenue de l EQR C ainsi obtenue est arrondie à la seconde décimale. Les différentes classes de qualité pour l EQR c sont définies à partir de la grille de diagnostic présentée en figure 35. Recouvrement relatif des espèces de référence (RR) EQR c 75% RR Très bon 50% RR < 75% Bon 5% RR < 75% Moyen 0 < RR < 5% Médiocre Absence Mauvais Richesse spécifique RS 3 RS < 3 FIGURE 35 : Grille interprétation pour l EQR C Comme l indice de composition, l indice d abondance a été défini selon les 5 classes de qualité avec des intervalles non réguliers. Une fonction de transfert est nécessaire pour traduire le taux de recouvrement total des espèces végétales en EQR, appelé EQR A. La formule de calcul de l EQR A est la suivante : Si 0.25 RT <1 EQR A = 0.8 RT Si 0.05 RT < 0.25 EQR A = RT Si RT < 0.05 EQR A = 4 RT La valeur obtenue de l EQR A est arrondie à la seconde décimale. Le paramètre d abondance prend en compte le taux de recouvrement végétal total (RT), selon la grille d interprétation présentée en figure 36. Recouvrement végétal total EQR A 75% RT Très bon 50% RT < 75% Bon 25% RT < 50% Moyen 5% RT < 25% Médiocre < 5% Mauvais FIGURE 36 : Grille interprétation pour l EQR A Ces deux EQR (EQR A et EQR C ) sont finalement combinés de ma manière suivante : Si EQR C = «nd» EQR MAC = EQR A /2 52

53 Sinon : Si EQR A 0.6 EQR MAC = EQR C Sinon Si (0.6 - EQR A ) 1/2 EQR C EQR MAC = 0.05 Sinon EQR MAC = EQR C (0.6- EQR A ) 1/2 La valeur obtenue de l EQR MAC est arrondie à la seconde décimale. Le principe de déclassement de l indice de composition par l indice d abondance est illustré en figure 37. FIGURE 37 : Grille de lecture de l EQR-EXCLAME en fonction de l EQR Composition et de l EQR Abondance Relation pression impact Dans un premier temps (rapport milestone 4b, juin 2011), la sensibilité de l indicateur EXCLAME aux pressions anthropiques a été documentée au moyen de l indice d eutrophisation LUSI-Lag (cf. figure 38) : R 2 = 0,53 ; p < 0,001. Par la suite, la validation de la sensibilité de l indicateur EXCLAME s est faite au moyen d un indice de pression ad hoc, développé dans le cadre de l exercice d intercalibration (cf. figure 39, 2.6.2). 53

54 La Palme Palo y = x R 2 = EQRmac Urbino Diane Leucate Bages Thau Vaccarès Gruissan Biguglia Campignol Ponant Palav Ouest Vaïne Or Vendres 0.1 Palav Est Grand Bagnas Berre Bolmon Canet Marette LUSI Lag FIGURE 38 : Illustration graphique de la sensibilité de l EQR «EXCLAME» à l eutrophisation estimée au travers de l indice LUSI-Lag Organisation du groupe Travaux d intercalibration Fonction Nom Etat membre Coordination Sotiris Orfanidis Grèce Experts Thierry Laugier (Ifremer Nouméa), Valérie Derolez (Ifremer Sète) France Expert Adriano Sfriso Italie Expert Marta Perez Espagne 21 Historique des meetings TABLEAU 40 : Animateur et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (MET) du MED GIG Internal group meeting, Kavala, Grèce, septembre 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 Internal group meeting, Venise, Italie, juin 2010 Internal group teleconference (Skype) coordonnée depuis Sète, France, août 2010 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 Med-GIG meeting, ISPRA, Italie, 6-7 octobre 2011 Typologie Un unique type commun de masses d eau de transition a été défini pour cet élément de qualité au sein du MED GIG : il concerne les lagunes méditerranéennes, qu elles soient mésohalines ou polyeuhalines (salinité 5 ), confinées ou non. 21 L indicateur espagnol CYMOX n a pas été pris en compte dans l exercice 54

55 Les trois pays participants à l exercice d intercalibration (France, Grèce et Italie) partagent ce type commun. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/ Méthodes France / EXCLAME Grèce / EEI-c Italie/MAQI Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Pollutions diffuses (intrants agricoles, apports eaux douces), pollution ponctuelles (rejets domestiques et industriels), perte d habitat par artificialisation, activités induestrielles (zones industrielles, pompage d eau, production d énergie), activités portuaires (navigation, dragages), pêcheries, physico-chimie (chl-a, NID, Phosphore, Oxygène dissous, turbidité) Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact Un indicateur de pression ad hoc a été construit dans le cadre des travaux du GIG (inspiré d Aubry & Elliott, 2006), afin de valider la sensibilité des différents indicateurs aux pressions anthropiques 22. Concepts d évaluation des différents indicateurs Zone subtidale, multi-habitats (tous les habitats pertinents par lagunes, principalement habitats substrats meubles). cf Zone subtidale, substrats meubles. Pourcentage de couverture de 5 classes de sensitivité prédéterminée. Technique destructive Zone subtidale, substrats meubles. Pourcentage de couverture total. Abondance relative des rhodophytes & chlorophytes. Pourcentage de couverture des angiospermes. Macroalgues : 3 classes de sensitivité, Angiospermes 4 classes de sensitivité TABLEAU 41 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs macrophytes du MED GIG (MET) FIGURE 39 : Relation entre l EQR-EXCLAME et la somme des pressions considérée par le groupe d intercalibration, pour le cas des lagunes françaises Les trois indicateurs impliqués dans l exercice d intercalibration montrent une sensibilité à des pressions anthropiques similaires, évaluées de manière comparable dans le cadre de l exercice d intercalibration (construction d un indice ad hoc à partir de données quantitatives relatives à des pressions pertinentes). 55

56 Pour les trois méthodes un échantillonnage est effectué en zone subtidale, mais les méthodes grecque et italienne se focalisent sur les habitats de substrats meubles tandis que l indicateur EXCLAME est une méthode multi-habitats. A noter que le MAQI italien est un indicateur catégorique (i.e. l EQR-MAQI obtenu est une variable discrète), mais qu il est intrinsèquement constitué de métriques continues. Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat membre Nombre de sites ou d échantillons bancarisés Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions France 14 sites 14 sites 14 sites Grèce 14 sites 14 sites 14 sites Italie 20 sites 20 sites 20 sites TABLEAU 42 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (MET) du MED GIG Le groupe a convenu que les sites fortement eutrophisés ou perturbés par d autres pressions anthropiques, où les macrophytes benthiques disparaissent, ne seraient pas considérés pour l exercice d intercalibration. Aussi, seuls des échantillons ou masses d eau avec une couverture macrophytique supérieure à 10% ont été intégrés dans la base de données (cf. tableau 42). Approche «benchmarking» Dans un premier temps, considérant l approche pression bâtie par le groupe dans le cadre de l exercice, les sites de référence ont été désignés comme ceux pour lesquels la valeur de l indice pression est inférieure ou égale à 6. Pour le cas des sites français (cf. figure 39), ce critère correspond aux lagunes de Palo et de La Palme. Par la suite, du fait de l importante variabilité naturelle des écosystèmes lagunaires méditerranéens et du nombre insuffisant de sites «benchmark» identifiés par la méthode précédemment décrite, il a été décidé d avoir recours au «benchmarking continu» 23. Ainsi, l ensemble des données (considéré au travers des courbes de régression entre les méthodes nationales et l indice de pression) a été considéré pour déterminer les différences intrinsèques entre les méthodes nationales. Résultats de l intercalibration Initialement envisagé selon l option 2, cet exercice s est par la suite orienté vers l option 3 sur les conseils des experts statistiques du JRC (après le meeting ECOSTAT d octobre 2011). En effet, l emploi de la méthode du benchmarking continu a permis de standardiser les différences entre les méthodes nationales, et ce malgré des divergences méthodologiques entre les pays lorsqu il s agit d estimer le paramètre d abondance (recouvrement). 22 cf. figure 37 : cas de l indicateur FR 23 Böhmer et al.,

57 La comparaison a été effectuée grâce au fichier excel de Sebastian Birk intitulé «IC_Opt3_sub v 1.24», en calculant les différents facteurs de corrections à appliquer grâce à un modèle linéaire généralisé (GLM). Les résultats issus de cette approche en termes d ajustements nécessaires de limites d EQR (en rouge) sont présentés dans le tableau 43. Etat membre Classification EQR Méthode Limite TB/B Limite Bon/Moyen France EXCLAME 0,8 0,6 Grèce EEI-c 0,7 0,4 Italie MAQI 0,8 0,6 TABLEAU 43 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (MET) du MED GIG Conclusion Aucun n ajustement n est nécessaire pour la grille d EQR de l indicateur EXCLAME. L indicateur grec EEI-c semblait être plus contraignant que ceux de la France et de l Italie (MAQI) : il a donc été décidé (de manière volontaire) par la Grèce de dimininuer le niveau d exigence de sa méthode MEC Macroalgues Méthode présentée par la France (CARLIT - WISER n 321) La France a présenté la méthode CARLIT (CARtografia LIToral) dans le cadre de l exercice d intercalibration (méthode déjà intercalibrée lors du 1 er round). Cette méthode a été développée par l équipe espagnole d Enric (Kike) Ballesteros (Centre d Estudis Avanzats de Blanes CSIC), et est basée sur la cartographie exhaustive de la distribution et de l abondance des communautés des étages médio et infralittoral supérieurs, ainsi que de la géomorphologie de la côte (Arevalo et al., 2007 ; Ballesteros et al., 2007 ; Pinedo et al., 2007). Un niveau de sensibilité écologique aux perturbations sur une échelle de 1 (peu sensible) à 20 (très sensible) est attribué à chaque communauté macroalgale (cf. figure 40). Paramètres requis par la DCE (annexe5) Abondance Taxa sensibles aux perturbations Diversité Commentaires Couverture (longueur de côte en mètres) des 9 communautés de sensibilités différentes (cf. figure 40) 9 communautés de sensibilités différentes (cf. figure 40) Non prise en compte dans l indicateur TABLEAU 44 : Synthèse des métriques composant l indicateur macrophytes (macroalgues) français en MEC méditerranéennes 57

58 FIGURE 40 : Niveaux de sensibilités des 9 communautés macroalgales considérées dans le cadre de la méthode CARLIT, le long des côtes de Méditerranée (d après Ballesteros et al. 2007) Les communautés ayant les niveaux de sensibilité les plus forts représentent les communautés climax de la zone littorale. A noter que les populations de C. amentacea var. stricta/ C. mediterranea sont divisées en 5 classes : C. amentacea var. stricta / C. mediterranea 5 : ceinture continue C. amentacea var. stricta / C. mediterranea 4 : ceinture discontinue C. amentacea var. stricta / C. mediterranea 3 : patches abondants C. amentacea var. stricta / C. mediterranea 2 : patches isolés C. amentacea var. stricta / C. mediterranea 1 : individus isolés Un indice de qualité environnementale (EQ pour Environnemental Quality) est calculé à partir des mesures relatives à un secteur de côte ou une masse d eau, à l aide de la formule suivante : Avec l i = longueur de côte occupée par la communauté i, et SL i = niveau de sensibilité pour la 58

59 commauté i. Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Sur la base du «dire d expert» et de données historiques (avant 1980), les conditions de référence pour l indicateur CARLIT ont été définies à partir des connaissances sur des sites jugés comme non impactés ou subissant des perturbations mineures. A noter que celles-ci ont été établies de manière identique pour la France, l Espagne et l Italie, qui utilisent le même indicateur. Trois zones (sites) de référence situées à l'extérieur de la Catalogne ont été retenues (cf. figure 41) : la Façade du maritime Parc Naturel Régional de Corse (France), le Parc Naturel de Ses Salines (Îles Baléares, Espagne) et la Reserva Marina del Nord de Menorca (Îles Baléares, Espagne). FIGURE 41 : Localisation des sites ayant servi à la définition des conditions de référence pour l indicateur CARLIT Le point commun de tous ces sites est qu ils subissent (selon le dire d expert) de très faibles perturbations anthropiques, avec des conditions physico-chimiques et hydromorphologiques similaires à celles rencontrées sur la côte catalane. Ces sites ont été jugés représentatifs de l ensemble des côtes occidentales de la Méditerranée, exception faite de la mer d Alboran (Ballesteros et al., 2007). Des données historiques décrivant les communautés benthiques de la côte catalane avant les années 1980 ont par ailleurs confirmé qu à cette époque, la végétation littorale était très semblable à celle rencontrée sur les sites de référence choisis. Les conditions de référence ont donc été établies en échantillonnant et en décrivant les communautés macroalgales présentes sur les sites de référence, entre mai et juin En combinant six variables géomorphologiques (cf. figure 42) pour les trois zones de référence, 174 situations «réelles» différentes ont été obtenues, correspondant à des portions de littoral caractérisées par une combinaison unique des variables géomorphologiques (ex : côte haute continue, calcaire, verticale, orientée Nord, naturelle, île). 59

60 FIGURE 42 : Variables géomorphologiques considérées sur les sites de référence du CARLIT Une MDS (non-metric MultiDimensional Scaling analysis) a ensuite été réalisée avec ces 174 situations différentes, afin de connaître le pourcentage de côte occupé par chaque catégorie de communautés algales pour chaque situation, et d évaluer quelles sont les situations géomorphologiques les plus déterminantes d un point de vue biologique. Les résultats de cette analyse statistique ont montré que c est la morphologie du littoral ainsi que son caractère «naturel ou artificiel» qui sont les facteurs géomorphologiques prépondérants du point de vue de leur influence sur la distribution des communautés algales dans les sites de référence. La combinaison des variables a ainsi permis de définir six situations morphologiques «pertinentes», pour lesquelles des valeurs d EQ sont calculées : ce sont les conditions de référence permettant le calcul des EQR (cf. figure 43). FIGURE 43 : Conditions de référence définies pour les six situations morphologiques définies dans l indicateur CARLIT Pour la France, le mode d établissement des limites de classes (EQR) est commun à celui de l Espagne : celles-ci ont été calibrées selon un pré-classement à dire d expert de certains sites, en 60

61 divisant le gradient de disparition/d apparition progressives d'espèces indicatrices différentes. La limite Bon/Moyen (cf. figure 44) est notamment caractérisée, du point de vue des communautés biologiques, par la disparition des Cystoseira. Calcul de l EQR et grille d interprétation L EQR final d une masse d eau est obtenu en pondérant chaque EQ par une valeur d EQ de référence (EQR réf ) correspondante au type morphologique pertinent (cf. figure 43), selon la formule : Avec : i = situation morphologique de la côte étudiée EQ SSi = EQ dans le site étudié pour la situation i EQ rsi = EQ dans le site de référence pour la situation i l i = longueur de la côte étudiée dans la situation i très bon bon moyen médiocre mauvais < 0.25 FIGURE 44 : Grille d interprétation de l EQR CARLIT Relation pression impact L indicateur CARLIT est sensible à l eutrophisation du milieu. Il montre une corrélation significative (cf. figure 45) avec l indice LUSI (Flo et al., 2011). FIGURE 45 : Illustration graphique de la sensibilité de l indicateur CARLIT à l eutrophisation estimée via l indice LUSI (MEC méditerranéennes françaises) 61

62 Travaux d intercalibration Organisation du groupe et historique des meetings Meetings Fonction Nom Etat membre Coordination Luisa Mangialajo, Paola Gennaro & Xavier Italie & Espagne Torras Boldú Expert Bruno Andral, Thierry Thibaut France Expert Francesco Rende Italie Expert Kike Ballesteros Espagne Expert Vedran Nikolic Croatie Expert Sotiris Orfanidis, Panayotis Panayotidis Grèce Expert Marina Argyrou, Melina Marcou, Petros Chypre Stavrou Expert Martina Orlando Bonaca Slovénie TABLEAU 45 : Animateurs et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, juin 2009 General Med-GIG meeting, ISPRA- Rome, Italie, février 2010 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, février 2011 General Med-GIG meeting, ISPRA-Rome, Italie, septembre 2011 (Malte présent en tant qu observateur) Typologie Un seul type commun a été identifié pour cet élément de qualité à l échelle de la Méditerranée : les masses d eau caractérisées par un substrat majoritairement rocheux. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs Pays/ Méthodes France, Espagne, Italie, Croatie/ CARLIT Grèce, Chypre, Slovénie/ EEI-c Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation, destruction des habitats aquatiques, dégradation «générale», pollution par MO Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact LUSI ou MA-LUSI (adaptation de l indice LUSI) TABLEAU 46 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG Concepts d évaluation des différents indicateurs Communautés macroalgales des étages médio et infralittoral supérieurs de sensibilités différentes, habitats littoraux rocheux (profondeur comprise entre 0 et 1 mètre), méthode surfacique Proportion des espèces sensibles/opportunistes (réparties entre 5 groupes fonctionnels), habitats littoraux rocheux (profondeur comprise entre 0 et 1 mètre), méthode stationnelle et destructrice (quadrats de 400 cm 2 ) Les deux méthodes intercalibrées sont sensibles à l eutrophisation (cf. tableau 46), et tous les états membres ont documenté une bonne corrélation avec l indice LUSI ou MA-LUSI, qui est une variante de l indice LUSI (cf. annexe 1) prenant en compte d autres types d activités impactant potentiellement les communautés macroalgales. 62

63 Les méthodes se focalisent sur la même zone (infralittorale supérieure - 0 à 3 mètres de profondeur) des côtes rocheuses, et sur les mêmes communautés biologiques. L EEI-c est une méthode destructive qui s intéresse aux groupes fonctionnels (5 groupes) à l'échelle stationnelle (couverture calculée à partir de quadrats de 400 cm 2 ) tandis que le CARLIT quantifie les communautés sensibles à l échelle macroscopique (couverture par estimation visuelle sur au moins 50 m de linéaire côtier). L échantillonnage est réalisé à des périodes disctinctes : de fin mai à juin pour CARLIT, alors que différentes périodes de l'année sont échantillonnées pour la méthode EEI. Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre/ Indicateur Nombre de sites ou échantillons Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Chypre/EEI-c 3 sites, 71 échantillons Oui (MA-LUSI) Grèce/EEI-c 16 sites, 168 échantillons Oui (sur les sites échantillonés) Oui (MA-LUSI) Italie/CARLIT 75 sites Oui (sur les sites échantillonés) Oui (MA-LUSI) Slovénie/EEI-c 51 sites + 7 sites 2 fois/an Oui (même masses d eau mais Oui (MA-LUSI) pas exactement au niveau des sites échantillonnés) Espagne/CARLIT Cartographies : Catalogne, Baléares et Valence. Plus d une 100 aine de sites Oui en Catalogne (même masses d eau mais pas exactement au niveau des sites échantillonnés) Oui (MA-LUSI) Croatie/CARLIT France/CARLIT CARLIT (250 kms de côtes, plus de 100 sites) Plus de 4500 kms de côtes cartographiées au 1/25000 ème. Plus de 100 sites Oui (même masses d eau mais pas exactement au niveau des sites échantillonnés) Oui (même masses d eau mais pas exactement au niveau des sites échantillonnés) Oui (MA-LUSI) Oui (LUSI) Malte Aucune Aucune Aucune TABLEAU 47 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG Malte n a fourni aucune donnée dans le cadre de cet exercice d intercalibration. Approche benchmarking Pour les deux méthodes intercalibrées, de «vrais» sites de référence ont été identifiés sur la base des critères communs suivants, qui définissent des sites exempts de pressions anthropiques (distances linéaires) : Faible densité de population : pas de hameau/village avec plus de 1000 habitants/km 2 dans les 15 km environnants et/ou moins de 100 habitants/km 2 dans les 3 km environnants (le nombre d habitants est exprimé en termes de population hivernale), Trait de côte artificialisé à moins de 10%, Pas de port (de plus de 100 bateaux/mouillages) dans les 3 km, Pas de régénération plage à moins de 1 km, Pas d'industries dans les 3 km, Pas de pisciculture à moins de 1 km, 63

64 Pas d usine de dessalement à moins de 1 km, Pas de signes de régression des forêts de Cystoseira qui pourraient être dus à des impacts non considérés dans la liste précédente. En cas de signes de régression (par exemple due à un broutage intense), les données sur cet élément de qualité ne devraient pas être utilisées pour l évaluation des masses d eau. Les sites français (au nombre de 10) correspondant à ces critères sont les suivants : Nom du site Longitude Latitude Période d échantillonnage Corse (1) 8 36'16,478"E 42 23'47,276"N Juin 2010 Corse (2) 8 33'18,143"E 42 21'5,607"N Juin 2009 Corse (3) 8 36'29,578"E 41 53'45,729"N Juin 2009 Corse (4) 8 40'58,692"E 41 44'25,18"N Juin 2009 Corse (5) 8 50'45,372"E 41 31'4,554"N Juin 2009 Corse (6) 9 5'48,526"E 41 23'32,093"N Juin 2009 Corse (7) 9 18'57,75"E 42 50'35,196"N Juin 2009 Port-Cros (1) 6 23'51,162"E 43 0'53,935"N Juin 2007 Port-Cros (2) 6 24'34,837"E 43 0'0,454"N Juin 2007 Port-Cros (3) 6 23'52,743"E 42 59'39,022"N Juin 2007 TABLEAU 48 : Sites de suivi français répondant aux critères définis dans l approche «benchmarking» des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG Du point de vue biologique, les caractéristiques des sites de référence sélectionnés sont les suivantes : Les communautés macroalgales sont riches en termes de diversité mais dominées quantitativement par les algues brunes de l ordre des Fucales dans les sites bien éclairés, et par les algues rouges de l ordre des Corallinales (ou autres espèces sciaphiles) dans les zones de falaises, Les espèces caractéristiques des communautés macroalgales denses et bien développées dans la zone infralittorale supérieure appartiennent aux genres Cystoseira, Sargassum, Lithophyllum, Peyssonnelia, Corallina et Padina. D autres espèces fréquemment rencontrées appartiennent aux genres Halopteris, Stypocaulon, Dictyota, Dictyopteris, Laurencia, Cladophora et Jania. Dans les secteurs plus ombragés (falaises abruptes et exposées) se développe Lithophyllum byssoides, formant d importantes structures organogéniques (également appelées «trottoirs»). Dans les grottes marines peu éclairées une végétation sciaphile d algues rouges et vertes domine, La variabilité spatio-temporelle de la composition et de l abondance des communautés macroalgales est principalement affectée par la disponibilité d un substrat rocheux, par l intensité et la fréquence des perturbations naturelles, par l hydrodynamisme, le broutage, par les cycles d éclairement saisonniers et par d autres facteurs limitants tels que la disponibilité des sels nutritifs. 64

65 Résultats de l intercalibration Les deux méthodes EEI-c et CARLIT sont différentes en termes de techniques d échantillonnage (stationnel pour l EEI/cartographie pour CARLIT) et de concepts d évaluation : c est donc l option 2 qui a été retenue, c est-à-dire que la comparaison est effectuée au moyen d une métrique commune. Sur recommandation des experts d ECOSTAT (et après divers essais de métriques non validés), une métrique commune baptisée COMMA (COmmon MAcroalgae) a été bâtie pour les travaux d intercalibration. Cette métrique commune est constituée par le 1 er axe d'une analyse multivariée (PCO, cf. figure 46) appliquée à une base de données commune construite de la manière suivante : La Grèce et l Espagne ont soumis au groupe 2 jeux de données indépendants, issus d études scientifiques menées séparemment sur des sites de qualités écologiques diverses, Pour la Grèce, les communautés macroalgales (diversité spécifique et abondance) de 22 sites sites ont été étudiées dans la zone infralittorale supérieure au moyen d un cadre métallique (20 cm x 20 cm ou 25 cm x 25 cm). Au total, 186 échantillons ont été analysés au laboratoire (méthode destructive) et la surface couverte par chaque espèce (en projection verticale) a été quantifiée en % de couverture. Finalement, une moyenne de 6 à 12 échantillons a été calculée afin de produire une donnée à l échelle d un site. Pour l Espagne, les communautés macroalgales (diversité spécifique et abondance) de 67 sites ont été étudiées dans la zone infralittorale supérieure au moyen d un cadre métallique (20 cm x 20 cm). Les échantillons ainsi collectés (méthode destructive) ont été analysés au laboratoire et la surface couverte par chaque espèce (en projection horizontale) a été quantifiée en % de couverture. Afin de parvenir à combiner ces 2 jeux de données, où les espèces (répartition biogéographique) et leur abondance (méthode d estimation) différaient, plusieurs étapes ont été nécessaires. Tout d abord, les taxas différents ou difficiles à déterminer ont été assimilés à leur genre (ex : Cystoseira spp.). Puis, dans un second temps, la valeur d abondance des différentes espèces a été transformée pour chaque jeu de données en % de la valeur maximale. Dans la base de données ainsi constituée, les sites les plus représentatifs des côtes rocheuses (22 sites en Grèce et 40 en Catalogne) ont été sélectionnés, ce qui représentait au total 133 taxa. Parmi ces sites, 8 sites grecs et 6 sites catalans ont été identifiés comme présentant des conditions écologiques «pristines». Afin de «délimiter» l analyse multivariée, deux échantillons théoriques ont été incorporés, représentant les conditions écologiques «idéales» d une situation dégradée d une part et d une situation pristine d autre part. Les données non transformées de la base de données commune ont enfin fait l objet d une analyse multivariée (PCO Principal Coordinates Analisis) à l aide du logiciel PRIMER 6. Les valeurs obtenues par chacun des sites sur le 1 er axe de la PCO sont alors considérées comme les valeurs de la métrique commune (COMMA) pour ces sites. 65

66 40 PCO2 (15,2% of total variation) K RF AgE Lem 25 Desp Sif K3 M5 19 LimS5 S4 K4 Sn S1S6 M M1 M2 M PCO1 (40,1% of total variation) S K2 DG K1 FIGURE 46 : Principal Component Analisis (PCO) sur la base de données communes utilisée pour le calcul de la métrique commune COMMA La métrique commune ainsi déterminée présente une bonne corrélation avec les données du CARLIT espagnol et de l EEI-c grec et slovène (cf. tableau 49). Etat membre/méthode r 2 p Espagne/CARLIT 0,8 (N=40) <0,0001 Grèce+Slovénie/EEI-c 0,76 (N=22) <0,0001 TABLEAU 49 : Synthèse des paramètres de régression des différentes méthodes nationales avec la métrique commune utilisée dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG En utilisant cette approche et cette métrique commune dans le fichier excel de Sebastian Birk, le GIG a conclu qu aucun ajustement n était nécessaire sur les limites de classes d EQR utilisées dans les deux méthodes intercalibrées (cf. tableau 50). Etat membre Méthode S2 EQR Limite Très Bon/Bon Espagne CARLIT 0,75 0,6 Grèce EEI 0,76 0,48 Limite Bon/Moyen TABLEAU 50 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (macroalgues) en MEC du MED GIG Commentaires En complément de ces résultats, une analyse de variance (des valeurs d EQR) entre les sites de référence a été réalisée au niveau bilatéral (CARLIT, EEI-c). Celle-ci a montré qu'il existe des différences significatives entre les EQR de la métrique commune obtenus sur les sites «benchmark» pour la méthode CARLIT, par rapport à ceux obtenus pour la 66

67 méthode EEI. Cette différence chronique peut être imputée à des stratégies d'échantillonnage différentes : alors que l'échantillonnage pour la méthode CARLIT est réalisé au cours de la période de forte croissance des espèces de Cystoseira et peut estimer les valeurs d EQR maximales des sites de référence, l'échantillonnage pour la méthode EEI est réalisé durant toute l'année et peut estimer un EQR moyen pour les sites de référence. En revanche, cette différence n est pas significative si l on considère les pays utilisant la même méthode, ce qui tend à accréditer cette thèse. 67

68 3. TRAVAUX AU SEIN DU NORTH EAST ATLANTIC GEOGRAPHICAL INTERCALIBRATION GROUP (NEA GIG) Animateurs Participants France Coordination Peter Holmes (Ecosse) Phytoplancton Mike Best (Grande Bretagne) Macrophytes Joao Neto (Portugal) Invertébrés benthiques Poissons Angel Borja (Espagne) Steve Coates (Ecosse) Anime le GIG, rapporte à Ecostat Anime le thème Anime le thème «Plant» José Juanes (Espagne) Joao Neto (P) Robert Wilkes (Irlande) Erika Van den Bergh (Belgique) Anime le thème F. Bruchon (AESN), M.C. Ximénès (ONEMA), R. Buchet (HOCER) C. Belin (Ifremer), R. Buchet (HOCER) R. Buchet (HOCER) Anime le sous groupe «Macroalgues» E. Ar Gall, M. Le Duff (UBO), S. Derrien, A. Le Gal (MNHN) Anime le sous groupe «Herbier» Anime le sous groupe «algues opportunistes» Anime le sous groupe «salt marsh» (schorres) Anime le thème Démission en octobre 2011 I. Auby, H. Oger-Jeanneret (Ifremer) Nadège Rossi, Patrick Dion (CEVA) Pas d indicateur ni de correspondant français pour ce sous-groupe N. Desroy (Ifremer) M. Lepage (CEMAGREF) TABLEAU 51 : Animateurs et experts français impliqués dans les travaux d intercalibration du NEA GIG 3.1. MEC & MET Phytoplancton Méthodes présentées par la France (WISER ID n 281/MEC et n 265/MET) Indice Paramètre Métrique Commentaires Biomasse Abondance Concentration en chlorophylle-a (spectrophotométrie ou fluorimétrie) Blooms phytoplanctoniques toutes espèces (dénombrements floristiques) Percentile 90 (prélèvement mensuel de mars à octobre, en sub-surface) % d échantillons avec blooms d un taxon unique (prélèvement mensuel tout au long de l année, en sub-surface) : grandes cellules : > cellules /L petites cellules : > cellules /L Paramètre intercalibré lors du 1 er round (MEC) Paramètre intercalibré lors du 1 er round (MEC) Composition Aucun (données pigmentaires HPLC?) Aucune Les références suivantes ont été citées dans le rapport milestone, concernant le travail français en cours sur la définition d un indice de composition phytoplanctonique en Manche-Atlantique : Soudant & Belin (2011) Caffier et al. (2010) TABLEAU 52 : Synthèse des métriques composant l indicateur phytoplancton français en MEC et MET Manche-Atlantique 68

69 Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les valeurs de référence pour la Manche/Atlantique (MEC et MET) ont été définies à dire d expert et à partir de séries historiques ( ) disponibles sur 8 sites français : Cherbourg port, Donville, Chausey, Bréhat, Ouessant Cale de Porz Arlan, Groix Nord, Port Joinville et Bouée 7. Les valeurs du percentile 90 au niveau de ces sites montrent des variations allant de 1,3 µg/l à 4,4 µg/l [Chl-a]. Les critères de sélection de ces sites sont tout d abord leur faible tendance à présenter des problèmes d enrichissement en sels nutritifs («low nutrient risk», cf. annexe 4). De plus, les concentrations en chlorophylle-a qui y sont mesurées sont généralement faibles, avec un faible nombre de pics dans l année. Le nombre de blooms n'est pas supérieur à 2 blooms annuels, occurrence considérée comme une situation de référence : une floraison au printemps et une autre en automne, principalement dominée par les diatomées. Pour les MEC et MET de Mer du Nord, la valeur de référence en chlorophylle a été déduite à dire d expert à partir de séries historiques ( ) sur deux sites situés au large de Dunkerque et de Boulogne. Les valeurs du percentile 90 [Chl-a] au niveau de ces sites montrent des variations allant respectivement de 6,2 µg/l à 9,9 µg/l. Les grilles d évaluation utilisées (cf. figures 47 et 48) sont à la fois issues du jugement des experts (calibration selon un pré-classement de sites d'échantillonnage), mais aussi et surtout des limites arrêtées lors du 1 er round d intercalibration (décision CE du 30 octobre 2008). Type ME Valeur de référence très bon bon moyen médiocre mauvais MEC 1/26 a µg/l 3.33 EQR > 40 < 0.08 MEC 1/26 b µg/l 6.67 EQR > 45 < 0.15 MET Manche et Atlantique µg/l 3.33 EQR > 40 < 0.08 MET Mer du Nord µg/l 6.67 EQR > 45 < 0.15 FIGURE 47 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique de biomasse phytoplanctonique (percentile 90 [Chl-a]), pour les différents types de MEC et MET Manche/Atlantique Valeur de référence MEC et MET très bon bon moyen médiocre mauvais 16.7 % EQR > 90 < 0.19 FIGURE 48 : Conditions de référence et grilles d évaluation pour la métrique d abondance (% blooms d un taxon unique), pour les différents types de MEC et MET Manche/Atlantique 69

70 Calcul de l EQR phytoplancton et grilles d interprétation Au stade actuel de développement de l indicateur, un EQR «phytoplancton» est obtenu en calculant la moyenne des EQR de biomasse et d abondance. La qualité des masses d eau en fonction des différentes typologies est évaluée selon la grille présentée en figure 49. Type ME très bon bon moyen médiocre mauvais MEC 1/26 a EQR MEC 1/26 b EQR MET Manche et Atlantique EQR MET Mer du Nord EQR < < < < 0.17 Relation pression-impact FIGURE 49 : Grilles d évaluation pour l EQR «phytoplancton» (i.e. biomasse + abondance), pour les différents types de MEC et MET Manche/Atlantique Du fait de la multiplicité des paramètres déterminant la production phytoplanctonique, il s avère difficile de dégager des relations pression/impact significatives pour l indicateur. Néanmoins, la France a documenté une relation statististique satisfaisante avec la concentration hivernale en azote inorganique dissous (log NID), pour les masses d eau de transition de la typologie NEA 11 (cf. figure 50). En revanche, aucune relation similaire avec le NID hivernal n a pu être mise en évidence pour les MEC de Manche Atlantique (typologies NEA 1/26a et NEA 1/26b). FIGURE 50 : Illustration graphique de la relation statistique entre l indicateur «phytoplancton» francais et la concentration en NID hivernale (cas des MET). 70

71 Travaux d intercalibration Organisation du groupe et historique des meetings Fonction Nom Etat membre Coordination Mike Best Royaume Uni Expert Catherine Belin (IFREMER Nantes), Rémi Buchet (HOCER) France Expert Pas de représentant, pas de participation aux derniers échanges du Belgique groupe Expert Peter Henriksen, Henning P. Karup Danemark Expert Annika Grage Allemagne Expert Shane O Boyle, Georgina McDermott Irlande Expert Hans Ruiter Pays Bas Expert Torbjørn M. Johnsen Norvège Expert Teresa Moita, Ana Brito, Vanda Brotas Portugal Expert Martha Revilla, Xabier Guinda, Pilar G. Manteca, Eva Zapico, Araceli Espagne Puente, Pilar Garcia Manteca, Emilio G. Adiego. Expert Lars Edler Suède TABLEAU 53 : Animateur et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC et MET) du NEA GIG Meetings General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, juin 2009 Phytoplancton NEA GIG meeting, Edimbourg, Ecosse, novembre 2009 General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, mars 2010 Phytoplancton NEA GIG meeting, Lisbonne, juin 2010 COAST meeting, Nicosie, Chypre, novembre 2010 General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, mars 2011 Phytoplancton BT Live meeting (Webex), 15 avril 2011 Phytoplancton BT Live meeting (Webex), 1 juillet 2011 Phytoplancton BT Live meeting (Webex), 21 juillet 2011 General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, 12 et 13 septembre 2011 Typologie La typologie établie lors du 1 er round d intercalibration a été reprise dans le nouvel exercice : la France est concernée par les types NEA 1/26a, NEA 1/26b en MEC ; et NEA11 en MET. A noter que le type côtier NEA 1/26 est divisé en 5 sous-types (a, b, c, d, e) du fait de différences biogéographiques identifiées lors du 1 er round (cf. tableau 54). Description des types CW-NEA 1/26a CW-NEA 1/26b CW-NEA 1/26c CW-NEA 1/26d CW-NEA 1/26e Belgique Allemagne Danemark Espagne France Pays Norvège Portugal Irlande Royaume Bas Uni X X X X X X X X X X X X X X Suède 71

72 CW-NEA 3/4 X X CW-NEA 7 X X CW-NEA 8 X X X CW-NEA 9 X X CW-NEA 10 X X CW-NEA 11 X X X X X X X X TABLEAU 54 : Typologies définies dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC et MET) du NEA GIG Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs A l échelle de ce GIG, tous les indicateurs nationaux sont sensibles à l eutrophisation, et ce pour toutes les catégories de masses d eau. Il est cependant unanimement admis par les experts du GIG que les seules concentrations en sels nutritifs ne peuvent être assimilées à cette pression d eutrophisation, tant certains autres facteurs environnementaux sont déterminants pour la biologie des communautés phytoplanctoniques : la turbidité (due à de fortes teneurs en MES plutôt qu au phytoplancton) limitant la disponibilité de lumière, l apports d eaux douces continentales et les upwellings, la température, le changement climatique, le broutage par le zooplancton, d autres facteurs hydromorphologiques, etc... Aussi, dans le cadre de l exercice d intercalibration du NEA GIG phytoplancton, un «risk assessment» basé principalement sur le dire d expert a initialement été utilisé pour quantifier la pression d eutrophisation au sein des masses d eau. Pour certains états membres, cette approche a été mise à profit pour démontrer la réponse de l indicateur phytoplanctonique national aux différents niveaux d eutrophisation, estimés selon 3 classes : «at risk», «not at risk» et «potentially at risk». Un test statistique mené à l échelle du GIG sur la correspondance entre les classes de qualité écologique (basées sur le paramètre biomasse phytoplanctonique) des masses d eau et leur niveau de «risk assessment», a conclu à une relation hautement significative (c est-à-dire que les masses d eau définies comme «à risque» tendent à être en état «moyen» ou pire, et les masses d eau définies comme «non à risque» tendent à être en état «bon» voire plus). Cette approche «risk assessment» avait été acceptée lors du meeting ECOSTAT de juin 2011, ce qui permettait de valider les différentes méthodes du GIG NEA par rapport à leur sensibilité à l eutrophisation. Pour toutes les méthodes, l échantillonnage est réalisé en surface ou sub-surface, et complémenté par des prélèvements destinés à l analyse de paramètres physico-chimiques. En ce qui concerne l extraction de la chlorophylle-a, différentes méthodologies sont utilisées (solvant, température d extraction). La plupart des méthodes respectent les normes CEN. Afin détecter les situations d eutrophisation, toutes les méthodes développées au sein du NEA GIG, que ce soit sur la chlorophylle ou sur les dénombrements de cellules phytoplanctoniques (ou sur le biovolumes/carbone cellulaire), ont un concept d'évaluation similaire basé sur la fréquence de dépassement de seuils. Certaines méthodes prennent en compte l intensité et la fréquence des blooms, quelques EM se 72

73 concentrent uniquement sur quelques taxons indicateurs (ex : blooms de Phaeocystis). Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Le jeu de données reçu de la part des EM par le coordinateur, afin de constituer une base de données commune pour l intercalibration, est résumé dans tableaux 55 et 56. N o. Eur water types N o. National water types Chlorophyll N o. Water No Min Max Country bodies Sites records Year Year Belgian Denmark France Germany Netherlands Norway Portugal ROI Spain Sweden UK TABLEAU 55 : Synthèse des données de concentrations en chlorophylle-a rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC et MET) du NEA GIG Dans environ 80% des cas, des données de salinité sont associées aux mesures de chlorophylle (cf. tableau 55). En outre, les techniques d analyse et d extraction (type de solvant, température) sont indiquées pour les données de chlorophylle bancarisées (car ceci a un impact potentiel sur les valeurs). N o. Eur water types N o. National water types Phytoplankton N o. Water bodies No Taxa Min Max Country Sites records count Year Year Belgian Denmark France Germany Netherlands Norway Portugal ROI Spain Sweden UK TABLEAU 56 : Synthèse des données de comptages phytoplanctoniques rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC et MET) du NEA GIG Dans environ 30% des cas, des données de salinité sont associées aux dénombrements de taxa chlorophylliens (cf. tableau 56). Autant que possible, la nomenclature des taxa a été homogénéisée. N o N o 73

74 Seules les données acquises en routine à partir de l année 2000 ont été considérées pour l exercice d intercalibration. Approche «benchmarking» Peu, sinon aucune masse d eau de référence «réelle» (exempte d eutrophisation) n a pu être objectivement identifiée dans la base de données constituée dans le cadre de l exercice d intercalibration. Initialement, Mike Best avait envisagé d identifier les sites/masses d eau ayant à la fois un très bon ou bon état ainsi qu un «low nutrient risk assessment» comme sites de référence alternatifs (ou «sites benchmark alternatifs»), mais sur les conseils de Wendy Bonne (JRC) cette approche a du être consolidée. Aussi, afin d éclairer le choix des sites de référence de manière plus pertinente et argumentée, les états membres du GIG NEA ont été invités (juillet 2011) à fournir des données complémentaires concernant certaines caractéristiques abiotiques de leurs masses d eau, influençant potentiellement la biologie phytoplanctonique : Médiane des concentrations hivernales en azote inorganique dissous (NID) 24, Conditions d éclairement (turbidité), selon une typologie proposée par Mike Best (cf. tableau 57). Turbidity Category SPM range Kd 1% Light depth 1m (mg/l) (m-1) (m) Very turbid >300 >19* 0.5 >150 medium turbidity to 150 Intermediate < to 90 Clear <10 n/a n/a <13 TABLEAU 57 : Critères quantitatifs proposés pour la caractérisation des conditions de turbidité des masses d eau du NEA GIG (élément de qualité : phytoplancton) Information sur le marnage et le temps de résidence de l eau (pour estimer le potentiel d accumulation du phytoplancton dans la masse d eau), toujours selon une typologie proposée par Mike Best (cf. tableau 58). Flushing / Tidal Range Category Tidal Range Residence time Macrotidal High (>4m) <3 Days Mesotidal Moderate (2-4m) Week(s) Microtidal Low (<2m) Months TABLEAU 58 : Critères quantitatifs proposés pour la caractérisation des conditions de renouvellement et de marnage des masses d eau du NEA GIG (élément de qualité : phytoplancton) 24 NB : la France ne disposait pas de cette donnée «en l état», les données fournies portent donc sur les concentrations hivernales en NID normalisée à 33, calculées pour certaines masses d eau nationales dans le cadre de l indicateur «nutriments» (Daniel & Soudant, 2010) 74

75 Une MDS (non-metric multidimensional scaling analysis) a ensuite été réalisée avec les données complémentaires (cf. figure 51) afin d identifier pour chacune des typologies et pour chacun des EM des sites de référence alternatifs présentant des caractéristiques similaires en termes d écologie phytoplanctonique. Cette approche ne permettait cependant pas de dégager un nombre suffisant de sites benchmark pour chacun des types et des états membres, et les sites regroupés présentaient parfois des classements écologiques disparates. Aussi, suite au meeting de validation des résultats de l intercalibration de fin novembre 2011 et sur les recommandations de statisticiens du JRC, l approche dite du «benchmarking continu» a été testée par le coordinateur afin de pallier aux problèmes méthodologiques rencontrés (en MET comme en MEC). FIGURE 51 : MDS réalisée sur des masses d eau du type 1/26a, prenant en compte la concentration en NID, la turbidité et le renouvellement de cette masse d eau Le principe du benchmarking continu est d'ajuster toutes les courbes de régression nationales (métriques vs/ pression) par rapport à une courbe de régression commune à l ensemble du jeu de données (cf. figure 52). Afin de modéliser la «norme» et d obtenir directement les valeurs de correction à appliquer sur chacun des jeux de données nationaux, il a été recommandé d'utiliser des modèles statistiques, en particulier modèles linéaires généraux (GLM, une forme d'analyse de variance). FIGURE 52 : Principe du benchmarking continu 75

76 L inspection des données a montré une sensibilité relativement forte de chacune des deux métriques communes utilisées pour l exercice d intercalibration en MET et MEC (toutes 2 basées sur la biomasse, voir paragraphe suivant), à l eutrophisation résumée à la concentration hivernale en azote inorganique dissous normalisée (NID log transformée, cf. figures 53 et 54). FIGURE 53 : Illustration de la sensibilité de la métrique commune retenue en MET à l eutrophisation, estimée via la concentration hivernale en azote inorganique (NID log transformé) FIGURE 54 : Illustration de la sensibilité du percentile 90 (servant à la construction de la métrique commune en MEC) à l eutrophisation, estimée via la concentration hivernale en azote inorganique (NID) 76

77 Résultats de l intercalibration Tous les états membres collectent des données sur les concentrations en chlorophylle et la plupart effectuent dans le cadre de leurs méthodes un dénombrement des cellules phytoplanctoniques. Cependant, le mode d évaluation pour les méthodes nationales diffère (médiane ou percentile 90 pour la chlorophylle ; dénombrement de cellules phytoplanctoniques, biovolume ou carbone cellulaire pour le paramètre abondance) : l exercice a donc été envisagé selon une option 2 en MEC comme en MET, à partir de métriques communes permettant une comparaison indirecte des méthodes nationales. Plusieurs métriques communes ont été tour à tour explorées en MEC, basées sur : le percentile 90 [Chl-a], le nombre de blooms d un taxa unique, une métrique basée sur les biovolumes, une métrique basée sur la concentration en carbone cellulaire, un EQR moyen calculé à partir des 4 métriques communes précédemment évoquées. En définitive, la métrique retenue en MEC suite au meeting de validation et dans le cadre de l approche «benchmarking continu» est basée sur le percentile 90 [chl-a]. Pour chaque masse d eau cette valeur est calculée, puis corrigée (benchmarking continu) dans chaque jeu de données national au regard de la spécificité de la régression nationale p90/azote hivernal (toutes typologies confondues). Puis un «pseudo EQR» est calculé au moyen de la formule suivante : EQR = (percentile 90 référence 30) / (percentile 90 corrigé 30) Les valeurs de référence (p90) pour ce calcul sont présentées dans le tableau 59. Suggested changes NEA 1/26A NEA1/26B NEA 1/26C NEA 10 NEA 7 NEA 8a NEA 8b NEA 11-1 NEA 11-2 Country No Sp Fr UK ROI, Po UK/FR/Nl De Ge No Sw Sc No De No Sw Sw De No Sp Fr ROI Fr Po UK Sp REF H G H/G EQR G/M EQR Datapoints TABLEAU 59 : Valeurs de percentile 90 [Chl-a], par typologies définies au sein du NEA GIG, utilisées pour calculer l EQR de la métrique commune définie pour l exercice d intercalibration en MEC La métrique commune ainsi bâtie présente unecorrélation significative avec la méthode française (cf. figure 55). 77

78 FIGURE 55 : Corrélation entre la métrique commune utilisée en MEC et l EQR obtenu avec la méthode phytoplancton FR Pour l exercice d intercalibration en MET, les métriques suivantes ont été testées : une métrique de biomasse combinant deux métriques : médiane [Chl-a] et percentile 90 [Chla], selon la salinité de la masse d eau concernée. Les limites de classes utilisées pour cette métrique sont présentées en figure 56. Un EQR pour cette métrique commune est obtenu en calculant la moyenne des EQR obtenus pour chacune des 2 métriques (p90 et médiane) qui la compose, le nombre de blooms d un taxa unique (bloom au-delà d une valeur limite), le nombre de blooms, en considérant la totalité des taxa dénombrés (bloom au-delà d une valeur limite). En définitive, la métrique retenue en MET suite au meeting de validation et dans le cadre du benchmarking continu est la métrique de biomasse précédemment décrite. Pour chaque masse d eau un EQR est calculé, puis corrigé (benchmarking continu) pour chaque jeu de données national au regard de la spécificité de la régression nationale EQR métrique commune /concentration hivernale en azote inorganique dissous. Cette métrique commune présente une corrélation satisfaisante avec la méthode phytoplanctonique française (cf.figure 57). 78

79 Limites [Chl-a] suggérées pour chaque groupe de salinité (cas de l extraction à l ACETONE) Zones Mésohaline Polyhaline Euhaline >30 Médiane H/G G/M M/P P/B P90 H/G G/M M/P P/B Limites [Chl-a] suggérées pour chaque groupe de salinité (cas de l extraction au METHANOL Zones Mésohaline Polyhaline Euhaline >30 Médiane H/G G/M M/P P/B P90 H/G G/M M/P P/B FIGURE 56 : Limites de classes pour les composantes de la métrique commune basée sur la concentration en chlorophylle-a, utlisée pour l exercice d intercalibration en MET Figure 57 : Corrélation entre la métrique commune utilisée en MET et l EQR obtenu avec la méthode phytoplancton FR 79

80 En utilisant ces approches «benchmarking» et ces métriques communes, le GIG a conclu que les ajustements du tableau 60 (en rouge) sont nécessaires pour les limites d EQR des méthodes en MEC. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen Danemark 0,670 0,440 France 0.801? Allemagne Pays Bas Norvège 0.799? Irlande 0.800? Espagne 0, Suède 0,800? 0,600? Royaume Uni 0,899 0,756 TABLEAU 60 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MEC) du NEA GIG Pour les MET, les ajustements nécessaires (en rouge) sont résumés dans le tableau 61. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen France 0,750 0,380 Irlande Espagne 0, Portugal Royaume Uni 0,600? 0,800? TABLEAU 61 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs phytoplancton (MET) du NEA GIG Conclusions Dans le cas de l exercice d intercalibration en MEC, la démarche choisie après le meeting d'ispra, dite méthode du «benchmarking continu», est une approche statistique agrégeant des types de masses d eau différents, ce qui suppose des fonctionnements similaires en terme de relations pressionimpact et l intercalibration d une grille d EQR unique pour des typologies différentes (NEA1/26 a et b). En outre, la seule pression prise en compte dans cette approche est la concentration hivernale en azote inorganique dissous (qui n est pas corrélée avec l indicateur FR en MEC) alors que d'autres données de pressions avaient été initialement fournies pour l identification de sites de référence alternatifs (notamment turbidité, taux de renouvellement et phosphate). Pour la France, les données transmises sont les concentrations normalisées à 33psu, tirées du rapport «nutriments DCE» de mai 2010 (Soudant et Daniel). Il n est pas certain que les différentes valeurs de NID fournies par les états membres aient été normalisées par rapport à la même valeur de salinité avant d être comparées entre elles : une base d océanographie consiste en effet à relativiser une concentration de NID en hiver par rapport à sa droite de dilution. D autre part, les données de nutriments mesurées avant 2007 en France proviennent uniquement des grands fleuves français (Seine, rade de Brest, Loire, Gironde) et ne sont donc pas représentatives de l ensemble des masses d eau (et a fortiori des MEC). Le volume de données fournies pour N est 80

81 donc insuffisant et contribue certainement à biaiser les calculs (cela vaut aussi pour les autres données qui mériteraient d'être mises à jour, car les données récentes sont beaucoup plus adaptées au calcul des indicateurs que les données anciennes). A ce sujet, un mail avait été envoyé à Mike Best par Catherine Belin le 13 juillet 2011 afin de le mettre en garde quant à un usage «abusif» de ces données. En effet, bien qu une relation pression/impact ait pu être démontrée en eaux de transition pour la méthode FR avec le NID (cf. figure 50), celle-ci n a pu être vérifiée pour les masses d eau côtières. Enfin, la relation entre la métrique commune utilisée pour l exercice et les EQR nationaux ne semble pas significative pour certain états membres (ex : Portugal, Suède, Norvège, Irlande ), ce qui contribue probablement à biaiser encore plus l analyse. Les résultats sont écologiquement ininterprétables : les limites d EQRs obtenues (identiques pour des typologies distinctes) n'ont plus de signification écologique. Par ailleurs, les limites d EQRs calculées pour la France sont quasi-identiques pour le seuil H/G (0.801) et pour le seuil G/M (0.800) : ceci ne correspond certainement pas aux définitions attendues pour ces seuils. En conclusion, il s'agit d'une véritable remise en cause d'un travail collectif de plusieurs années qui s'était conclu par un consensus satisfaisant lors du 1 er round. Les conséquences de l'application des nouveaux seuils déclasseraient de nombreuses masses d'eau, sans qu'aucune raison écologique ne puisse l'expliquer. La France ne peut accepter les résultats de l intercalibration en MEC et propose d en rester au travail antérieur, au sein de type éco-géographiques cohérents. Au sein du GIG, de nombreux experts ont exprimés leur désaccord, et Mike Best a en conséquence rédigé une note pour résumer les motifs d insatisfaction (appendix 8 du dernier rapport milestone). Rémi Buchet a envoyé un mail à l ensemble du groupe (Wendy Bonne incluse) le 15 décembre 2011 critiquant la pertinence de l approche et de ses résultats en termes écologiques. Cette insatisfaction par rapport à la méthode utilisée et aux résultats obtenus a été réaffirmée par Julie Percelay (MEDDTL), dans un mail envoyé à Wendy Bonne le 29 décembre Pour le cas des MET, une relation pression/impact satisfaisante avait préalablement pu être mise en évidence entre le NID hivernal et l indicateur FR, et l approche utilisée ne mélange pas tous les types (une seule grille intercalibrée pour le seul type NEA11). Le constat n est donc pas identique à celui effectué pour les MEC, d autant plus que les seuils d EQR préalablement utilisés par la France restent inchangés à l issue de l exercice d intercalibration MEC & MET Macrophytes La guidance européenne considère les «macroalgues et angiospermes» comme un seul et même élément de qualité pour les MEC, tandis que ce sont théoriquement deux entités distinctes pour l évaluation écologique des MET. Cela amène à se poser la question du mode d agrégation de ces deux sous-éléments de qualité pour l évaluation en MEC. 81

82 Le groupe NEA-GIG «Plant» a pris le parti 25 d intercalibrer séparément les indicateurs relatifs aux différents sous-éléments de qualité, à savoir : Macroalgues opportunistes de substrat meubles, Macroalgues de substrats durs, Angiopermes : saltmarshes, Angiospermes : herbiers. Il a été convenu lors du meeting d avril 2011 à Lisbonne que chaque état membre du GIG NEA réaliserait des présentations au format «power point» des différentes méthodes développées, suivant une trame identique (MEC et MET). Pour ce qui concerne le travail d intercalibration des indicateurs «macroalgues» en MET, la plupart des méthodes sont basées sur des métriques relatives aux algues opportunistes se développant sur les substrats meubles. Aussi, le GIG a produit un argumentaire pour justifier l absence de considération de la composition taxinomique, pourtant requise par le texte de la DCE Organisation du groupe et historique des meetings Fonction Nom Etat membre Coordination EQB «macrophytes» José Juanes / Joao Neto Espagne/ Portugal Coordination Herbiers Joao Neto Portugal Coordination marais salés «saltmarsh» 26 Erika Vandenbergue Belgique/Portugal Coordination macroalgues José Juanes Espagne Coordination macroalgues Robert Wilkes Irlande oppportunistes Experts Nadège Rossi, Patrick Dion/CEVA (blooms macroalgaux), Isabelle Auby, Hélène Oger-Jeanneret/IFREMER (herbiers de zostères), Erwan Ar Gal, Michel Le Duff/IUEM-LEBHAM (macroalgues intertidales de France substrat dur), Sandrine Derrien, Aodren Le Gal/Muséum Concarneau (macroalgues subtidales de substrat dur) Experts Wilfried Heiber (Winny Adolph, Sabine Arens, Kerstin Kolbe, Inka Allemagne Bartsch) Experts Henning P. Karup (Dorte Krause-Jensen, Karsten Dahl) Danemark Experts José A. Juanes (Pilar Garcia Manteca, Xabier Guinda, Cristina Galván, Espagne Elvira Ramos, Maria Recio, Eva Zapico Redondo, Ignacio Hernández, Iñigo Muxika, Angel Borja) Experts Hans Ruiter (Jan Reitsma) Pays Bas Experts Martha Revilla, Xabier Guinda, Pilar G. Manteca, Eva Zapico, Araceli Espagne Puente, Pilar Garcia Manteca, Emilio G. Adiego. Expert Are Pedersen Norvège Experts Ricardo Melo (João M. Neto, Isabel Caçador, Susana Cabaço, Rui Portugal Santos, Márcia Pinto, Leonel Pereira, Ricardo Mendes, Rui Gaspar, Mafalda Tavares) Experts Robert Wilkes, Shane O Boyle Irlande Expert Mats Blomqvist Suède Experts Clare Scanlan, Mike Best (Nuala McQuaid) Royaume Uni TABLEAU 62 : Animateurs et experts européens impliqués dans les travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes du NEA GIG en MEC et en MET 25 NB : sous réserve d être accepté par le JRC et la DGENV lors de l expertise des résultats en

83 Meetings General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, juin 2009 General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, mars 2010 ECSA 47 symposium, Figueira da Foz, Portugal, septembre 2010 (seulement PT, BE, ES, NL) Saltmarsh meeting, Bruxelles, Belgique, janvier 2011 Plant group meeting, Lisbonne, Portugal, 6-7 avril 2011 General NEA GIG meeting, Lisbonne, Portugal, 12 et 13 septembre Méthode «macroalgues intertidales» en MEC présentée par la France (CCO - WISER ID n 354) La France a présenté la méthode CCO (Cover, Characteristic species, Opportunistic species) qui s appuie sur la caractérisation des ceintures macroalgales intertidales de substrats durs 27. Paramètres requis par la DCE (annexe5) Abondance Métriques CCO % de recouvrement global/ceinture Diversité % de recouvrement par les espèces caractéristiques/ceinture Taxa sensibles aux perturbations % de recouvrement des espèces opportunistes/ceinture TABLEAU 63 : Synthèse des métriques composant l indicateur macroalgues intertidales français en MEC Manche-Atlantique Une première métrique permet de caractériser l abondance des communautés macroalgales intertidales : le pourcentage de recouvrement global par ceinture. La note globale (sur 40) pour cette métrique est obtenue en calculant la somme des notes par niveaux bathymétriques (cf. figure 51). Lorsqu il y a moins de 6 ceintures sur l estran, une règle de trois est utilisée. FIGURE 51 : Tableau indiciel pour la couverture végétale globale par niveau bathymétrique La seconde métrique du CCO est le pourcentage de recouvrement des espèces caractéristiques par type de ceinture macroalgale (cf. figure 52). 26 La France n a pas développé d indicateur pour les marais salés ou «saltmarsh» et n a donc pas participé à l exercice 27 Initialement pressentie pour faire partie d un exercice d intercalibration, la méthode française QI_Sub_Mac (macroalgues subtidales WISER ID n 350) n a finalement pas été présentée 83

84 FIGURE 52 : Nombre d espèces caractéristiques retenues par ceinture et par zone biogéographique française En fonction du pourcentage de recouvrement des espèces caractéristiques rencontrées dans chaque ceinture, une note sur 30 est attribuée à chaque ceinture (cf. figure 53). Sachant qu il y a théoriquement 5 ceintures, le maximum de points obtenu est 150. Cette note sur 150 est ramenée sur 30 pour la note finale de cette métrique. Lorsqu il y a moins de 5 ceintures algales sur l estran, une règle de 3 est utilisée. FIGURE 53 : Tableau indiciel pour le nombre d espèces caractéristiques par ceinture (recouvrement par espèce 2,5 %) La troisième métrique du CCO est le pourcentage de recouvrement des espèces opportunistes par ceinture. La note finale pour cette métrique (sur 30) est obtenue en additionnant les notes obtenues pour chaque niveau bathymétrique (cf. figure 54). Lorsqu il y a moins de 5 ceintures algales sur l estran, une règle de 3 est utilisée. FIGURE 54 : Tableau indiciel pour le pourcentage de recouvrement des espèces opportunistes par ceinture Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les valeurs de référence pour les différentes métriques ont été établies, à dire d expert, à partir des valeurs obtenues sur des sites de référence ou peu impactés. Ces sites de référence ont été identifiés en prenant en compte la faible influence des principales pressions anthropiques qui affectent les communautés macroalgues de substrat dur : l'eutrophisation, la pêche à pied professionnelle et récréative, l'exploitation industrielle ou encore la turbidité. 84

85 Les sites utilisés pour définir les conditions de référence sont les suivants : Kallot, Bréhat, Delleg, Portsall, et Abbadia, sur lesquels des données sont disponibles depuis 2007 dans le cadre du REBENT. La limite entre les états «Très Bon» et «Bon» pour cet indicateur a été déduite de la variabilité des métriques sur les sites de référence, tout en considérant les résultats issus du 1 er round d intercalibration en termes de limites d EQR. La limite entre l état «Bon» et l état «Moyen» a été calibrée selon une approche a priori (dire d expert) de classification des sites selon cet élément de qualité, toujours en tenant compte des conclusions du 1 er round d intercalibration. Calcul de l EQR et grilles d interprétation L EQR final pour un site donné est obtenu en additionnant les notes obtenues pour chaque métrique (note sur 100), puis en divisant cette note par 100. L état écologique est ensuite interprété selon la grille présentée en figure 55. très bon bon moyen médiocre mauvais Relation pression-impact Note finale sur < 19 EQR 1 0,81 0,80 0,61 0,60 0,41 0,40 0,20 < 0,19 FIGURE 55 : Grille d interprétation de l état écologique en fonction de la note sur 100 obtenue par le site de suivi CCO Les principales pressions anthropiques qui affectent les communautés macroalgales de substrat dur et qui ont donc un impact sur les valeurs du CCO sont : l'eutrophisation, la pêche à pied professionnelle et récréative, l'exploitation industrielle ou encore la turbidité. Dans le cadre du GIG NEA, une approche semi-quantitative (scoring) a été proposée (cf ) et a permis a la méthode CCO de documenter une relation pression/impact significative (cf. figure 56). 1,0 CCO y = -0,1697x + 0,9044 R 2 = 0,7577 0,8 EQR 0,6 0,4 0,2 0,0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Pressures FIGURE 56 : Relation pression-impact établie pour le CCO avec l approche semi-quantitative développée dans le cadre de l exercice d intercalibration 85

86 Typologie Travaux d intercalibration pour les indicateurs «macroalgues intertidales» en MEC Les typologies existantes dans le GIG NEA ainsi que les pays partageant ces types communs sont synthétisées dans le tableau 64. Description des types Belgique Allemagne Danemark Espagne France Pays Bas Norvège Portugal Irlande Royaume Uni CW-NEA 1/26 X X X X X X X X X X CW-NEA 3/4 X X CW-NEA 5 X CW-NEA 7 X X CW-NEA 8b X X CW-NEA 8a,9,10 TABLEAU 64 : Typologies définies dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs macrophytes (MEC) du NEA GIG Pour des raisons méthodologiques, une distinction alternative de différents biotypes (Ramos et al., 2012) appelés aussi «variantes sub-typologiques» a été développée par l équipe de José Juanes (IH Cantabrie). Ce travail, essentiellement basé sur des données satellitales, s appuie sur la spatialisation de critères physiques à l échelle du GIG NEA : température à la surface de l eau (AVHRR Pathfinder v.5.0.), rayonnement photosyntéthiquement actif (SeaWiFS), hauteur des vagues (TOPEX, TOPEX 2, Jason, Envisat, and GFO), marnage (TOPEX/Poseidon) et caractéristiques de salinité (base de données NODC). Il visait à fournir des critères objectifs et quantitatifs qui pourraient justifier l'identification de groupes d Etats membres partageant des conditions physiques littorales proches pour l intercalibration des indicateurs «macroalgues intertidales». Si cette délimitation des biotypes est d ores et déjà achevée pour les paramètres physico-chimiques (cf. figure 57), la validation nécessaire de cette délimitation par des données biotiques (biogéographie des espèces) est en cours, afin de prendre en compte la variabilité maximale des conditions côtières rencontrées entre, mais aussi au sein de chaque biotype. X Suède X Considérant les grands «groupes de similitudes» identifiés par l analyse des biotypes, l exercice d intercalibration a distingué 2 grands ensembles au sein du NEA GIG : «Nord» et «Sud». Une question essentielle (notamment pour la France) concernant la répartition spatiale établie, est la position des limites spécifiques entre ces deux ensembles. En effet, le littoral constitue un «continuum» dans lequel doivent nécessairement être identifiées des zones de transition. Dans les différentes répartitions proposées par divers documents (ex : DCSMM, Ramos et al ), il est manifeste que les zones côtières le long de la Manche occupent un de ces postes stratégiques, c està-dire de transition. Aussi, ces zones côtières peuvent être à la fois associées à la biorégion «Nord», «Sud», voire les deux. En définitive, considérant également le concept d'évaluation de la méthode CCO française qui s applique indifféremment en Manche comme dans le Golfe de Gascogne, le groupe «macroalgues 86

87 intertidales» a convenu d'inclure la côte française au sein du biotype A2 28. Ainsi, les biotypes finalement définis au sein du type NEA 1 / 26 incluent deux zones distinctes : Une zone Nord (biotype B21), couvrant les estrans de l Irlande, de la Norvège et du Royaume-Uni, Une zone Sud (biotype A2), comprenant les estrans de l Espagne, de la France et du Portugal. Les experts français se sont montrés, depuis sa première présentation au groupe, relativement perplexes par rapport à cette approche «globale» basée sur des données distantes de la côte qui ne reflètent pas fidèlement les conditions sur les estrans et sont donc éloignées de la réalité biogéographique des communautés macroalgales. FIGURE 57 : Variantes sub-typologiques (biotypes) identifiées pour les MEC du type NEA 1/26 au sein du GIG NEA «macrophytes» (Ramos et al. (2012)) 28 A noter que pour l exercice d intercalibration des indicateurs «angiospermes» (cf ), la France s intercalibre avec des méthodes du «Nord» : Irlande, Royaume-Uni et Allemagne 87

88 Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs «macroalgues intertidales» Pays/ Méthodes Allemagne - HPI Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Espagne - CFR Pollution urbaine et industrielle Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Espagne (Pays Basque)- RICQI Espagne (Andalousie)- RSL Eutrophisation (rejets urbains et industriels) Pollution urbaine et industrielle, eutrophisation, métaux France - CCO Destruction des habitats aquatiques, eutrophisation, dégradation «générale», dégradation hydromorphologiques, turbidité Norvège - RSL Eutrophisation Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) 88 Concepts d évaluation des différents indicateurs Evaluation combinée de la «présence» de macroalgues spécifiques (liste adaptée de l'approche RSL), et de l'abondance des populations caractéristiques, couverture spatiale des espèces structurantes dominantes et limites de profondeur sublittorale. Basé sur la richesse spécifique (liste complète), la proportion d algues rouges, d opportunistes, d algues vertes, l'abondance d algues vertes spécifiques (Ulva lactuca), la couverture spatiale des Fucus, les limites en profondeur de certaines espèces subtidales. Abondance des communautés macroalgales caractéristiques (patches), richesse spécifique (liste prédéfinie d espèces selon la biogéographie), pourcentage de couverture par les espèces opportunistes. Réf : Juanes et al., 2008 Evaluation combinée de deux éléments de qualité biologiques des estrans rocheux (macroalgues et macroinvertébrés), avec des pondérations différentes. Similarité entre l'échantillon évalué et les communautés de référence, présence du genre Cystoseira, macroalgues morphologiquement complexes, richesse spécifique, couverture faunistique. Réf : Diez et al., Méthode basée sur l'inventaire qualitatif de la «présence» de certaines espèces de substrat dur (approche RSL). Paramètre abondance non pris en compte par la méthode. Richesse spécifique (parmi une liste réduite d'espèces), nombre d'algues rouges, proportion d algues vertes, la proportion d espéces du groupe ESG I, proportion d'espèces opportunistes Présence d espèces caractéristiques (parmi une liste pré-définie établie par ceintures algales), abondance, espèces sensibles et opportunistes. Cf Méthode basée sur l'inventaire qualitatif de la «présence» de certaines espèces de substrat dur (approche RSL). Paramètre abondance non pris en compte par la méthode.

89 Norvège - RSLA Eutrophisation Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Méthode basée sur l'inventaire qualitatif de la «présence» de certaines espèces de substrat dur (approche RSL). Paramètre abondance incorporé : algues vertes et brunes (échelle de recouvrement de Braun- Blanquet). Portugal - MarMAT Irlande - RSL Royaume Uni - RSL Eutrophisation Changements morphologiques, substances dangereuses, perturbations physiques Changements morphologiques, substances dangereuses, perturbations physiques (pour cet outil l eutrophisation est une pression secondaire, détectée par la méthode uniquement dans les cas les plus sévères) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Approche semi-quantitative des pollutions urbaines, diffuses et industrielles décidée lors du meeting «Plant» de Lisbonne (avril 2011) Evaluation combinée de la «présence» d espèces de macroalgues spécifiques (approche RSL), et de l'abondance d espèces opportunistes Méthode basée sur l'inventaire qualitatif de la «présence» de certaines espèces de substrat dur (liste prédéfinie : «Reduced Species List»). Paramètre abondance non pris en compte par la méthode Méthode basée sur l'inventaire qualitatif de la «présence» de certaines espèces de substrat dur (liste prédéfinie : «Reduced Species List»). Paramètre abondance non pris en compte par la méthode. Proportions des algues rouges, vertes, opportunistes, ratio ESG. TABLEAU 65 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs macroalgues intertidales du NEA GIG (MEC) A l échelle de ce GIG, pour les indicateurs «macroalgues de substrats durs», peu d états membres 29 ont documentés explicitement (quantitativement) la relation entre les pressions anthropiques et leur impact sur les indicateurs proposés à l intercalibration. Pour cette raison et afin de n exclure aucune méthode pour l exercice, un système homogène destiné à évaluer les pressions au niveau de la station (site) a été convenu entre les États membres lors du meeting d avril 2011 à Lisbonne. Cette approche semi-quantitative (notation par types de pression) prend en compte, pour chaque site : Les pressions urbaines Des seuils et notations ont été définis sur la base des seuils de la directive eaux résiduaires urbaines (cf. figure 58). FIGURE 58 : Barème d évaluation des pressions d origine urbaine dans le cadre de l exercice d intercalibration des indicateurs macroalgues intertidales (MEC) du NEA GIG 29 Hormis des publications portuguaises et espagnoles 89

90 Les pressions industrielles (cf.figure 59). Industrial Pressures distance Population equivalent > <50 Other/none <2000 PE Organic, Temp, etc PE Organic, Temp, etc. 10k-150k Chemical, Paper, Turbidity (High Risk pressures) IPPC FIGURE 59 : Barème d évaluation des pressions d origine industrielle dans le cadre de l exercice d intercalibration des indicateurs macroalgues intertidales (MEC) du NEA GIG Les rejets d eaux chaudes sont également pris en compte. Le risque le plus fort correspond aux rejets de produits chimiques organiques et les rejets turbides riches en MES (papeteries et autres). Les pressions par pollutions diffuses : estimées à dire d expert (cf. figure 60). None 0 Low pressure 1 Medium 2 High 3 FIGURE 60 : Barème d évaluation des pressions d origine diffuse dans le cadre de l exercice d intercalibration des indicateurs macroalgues intertidales dans les MEC du NEA GIG Par ailleurs, en termes de concepts d évaluation, deux groupes de méthodes se détachent clairement et ont donc motivé la séparation du GIG NEA en 2 sous-groupes d intercalibration «Nord» et «Sud» : D un côté les méthodes «type RSL» utilisées notamment par la Norvège, le Royaume-Uni et l Irlande, qui ne prennent pas en compte le paramètre «abondance», D un autre côté les méthodes française (CCO), espagnoles (CFR et RICQI) et portugaise (MarMAT) qui incluent ce paramètre d abondance des macroalgues. Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre - méthode Allemagne -HPI Nombre de sites/masses d eau Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions 5 stations 90 5 stations Espagne-CFR 21 stations stations stations où le CFR a été stations où le CFR a été calculé (ICM) calculé (ICM) France CCO 8 stations 8 stations Non utlisées dans le cadre de Portugal- MarMAT 18 stations 18 stations l exercice d intercalibration Espagne-RICQI 66 stations (gradient 66 stations (gradient temporel) temporel) Espagne RSL 16 stations 16 stations Irlande RSL 62 stations 62 stations Norvège RSL/RSLA 76 stations (38 NEA 76 stations (38 NEA 1/26 1/26 et 38 NEA 7) et 38 NEA 7) Royaume Uni RSL 172 stations 172 stations TABLEAU 66 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration du NEA GIG pour les indicateurs macroalgues intertidales en MEC

91 Moyennant parfois un important effort de mise en forme et d extrapolation des données «brutes» par les experts nationaux, le CFR a pu être calculé pour les sites d échantillonnage espagnols (toutes régions), portugais et français inclus dans la base de données. Approche «benchmarking» L identification de sites de référence sur des bases communes s appuie sur le travail d évaluation des sites exempts de pressions anthropiques, selon l approche semi-quantitative précédemment décrite (score pression = 0). Pour le cas de la France, les sites identifiés par cette approche dans la base de données (au nombre de 3) sont les suivants : Portsall Malban/7 îles Bréhat Ces sites sont par ailleurs caractérisés, à chaque niveau bathymétrique de la zone intertidale, par un bon recouvrement et une bonne richesse spécifique des espèces caractéristiques sensibles à la pollution (Fucales, Laminariales, Gelidiales, Corallinales, Gigartinales, etc ), ainsi qu un faible recouvrement par les espèces opportunistes (Ulvales, Ectocarpales ). Résultats de l intercalibration Pour son indicateur macroalgues intertidales de substrat dur, la France (CCO) s intercalibre plus particulièrement dans le sous-groupe «Sud» (biotype A2) avec l Espagne (CFR, RICQI, RSL- Andalousie) et le Portugal (MarMAT). L exercice d intercalibration a été realisé selon l option 2, en utilisant comme métrique commune l EQR de la méthode CFR espagnole appliquée sur chacun des sites. Le CFR est en effet bien corrélé avec l ensemble des méthodes nationales de ce sous-groupe (cf. tableau 67). Etat membre/méthode R 2 p France/CCO 0,873 <0,01 Portugal/MarMAT 0,932 <0,01 Espagne (Pays Basque)/RICQI 0,845 <0,01 Espagne (Andalousie)/RSL <0,01 TABLEAU 67 : Synthèse des paramètres de régression des différents indicateurs nationaux «macroalgues intertidales», avec la pseudo-métrique commune utilisée dans le cadre des travaux d intercalibration du NEA GIG (MEC) Les résultats et ajustements à réaliser (en rouge) sur les seuils d EQR des méthodes nationales sont présentés dans le tableau 68. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen France/CCO 0,80 0,60 Espagne/CFR 0,81 0,60 Portugal/MarMAT 0,80 0,61 Espagne (Pays Basque)/RICQI 0,82 0,60 Espagne (Andalousie)/RSL 0,75 0,48 TABLEAU 68 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs macroalgues intertidales du NEA GIG (MEC) 91

92 Conclusion Aucun ajustement des seuils d EQR utilisés dans le cadre du CCO n est nécessaire suite à ce travail d intercalibration. Le fait que le travail ait été morcelé en 2 sous-groupes «Nord» et «Sud» au sein du type NEA 1/26 devra continuer à être appuyé, au-delà de la distinction de biotypes, par la différence fondamentale de concept d évaluation entre les méthodes des pays du «Nord» et des pays du «Sud». A noter que malgré son concept d évaluation différent, le RSL-Andalousie a pu être inclus dans ce même sous-groupe car l indicateur CFR avait été appliqué sur les sites andalous avant l exercice d intercalibration Méthode «angiospermes» présentée par la France en MEC 30 (SBQ - WISER ID n 351) La France a présenté l indicateur SBQ pour «Seagrass Bed Quality». Paramètres requis par la DCE (annexe V) Abondance Commentaires Extension spatiale & densité de l herbier Taxa sensibles aux perturbations Zostera noltii (intertidale) & Zostera marina (intertidale et subtidale) Composition taxonomique Evolution du nombre d espèces ou cours du temps (Zostera noltii, intertidale & Zostera marina, intertidale et subtidale) TABLEAU 69 : Synthèse des métriques composant l indicateur macrophytes (herbiers de zostères) français en MEC (et MET) Manche-Atlantique Deux métriques permettent de caractériser l abondance des herbiers (selon la disponibilité des données pour chaque masse d eau) : L extension spatiale de l herbier : état de l extension actuelle par rapport à la plus grande extension historique connue (post épidémie des années 1930 qui décima Zostera marina), La densité des herbiers (estimée via l abondance et/ou la biomasse et/ou le recouvrement) : état de la densité actuelle par rapport à la plus grande densité connue. La grille d interprétation (EQR) pour l abondance est présentée en figure 61. très bon bon moyen médiocre mauvais Densité (perte) /extension (perte) 0 10% 11-20% 21 30% 31 50% > 70% EQR 1 0,8 0,78 0,6 0,59 0,5 0,49 0,3 0,295 0 FIGURE 61 : Grille d interprétation pour les métriques d abondance de l indicateur herbiers français 30 Cette méthode est appliquée en MEC ainsi qu en MET 92

93 La composition taxinomique est caractérisée au travers de l évolution du nombre d espèces au cours du temps (2 espèces prises en compte : Zostera noltii (intertidale) et Zostera marina (intertidale et subtidale). La grille d interprétation (EQR) pour la composition taxinomique est présentée en figure 62. très bon bon moyen Médiocre/mauvais Composition Espèces apparues ou perte d aucune espèce Perte d une espèce Zostera marina Perte d une espèce Zostera noltii Perte de 2 espèces EQR 1 0,7 0,5 0 FIGURE 62 : Grille d interprétation pour la métrique de composition taxinomique de l indicateur herbiers français Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les herbiers de zostères des côtes françaises diffèrent en termes d extension, de densité/biomasse et de composition. Ces paramètres dépendent de facteurs géographiques, édaphiques, bathymétriques et hydrodynamiques s appliquant à chaque masse d eau. De ce fait, les conditions de référence sont spécifiques aux herbiers de chaque masse d eau : elles correspondent au meilleur état possible des herbiers au cours de la période historique pour laquelle des informations sur leur état sont disponibles. Ces choix nécessitent de récolter et d analyser toutes les informations historiques existantes sur les herbiers des masses d eau. Lorsque ces informations n existent pas, le dire d expert intervient, voire la modélisation (en projet dans le cadre du développement de l indicateur). Les limites de classes actuelles résultent des travaux du premier round d intercalibration ( ), avec certaines adaptations des grilles des métriques issues du jugement des experts français sur la thématique. Calcul de l EQR et grilles d interprétation Comme la plupart des états membres ayant développé un indicateur «herbiers» au sein du GIG NEA (à l exception de la méthode hollandaise qui retient le plus mauvais EQR), l EQR «final» pour une masse d eau est obtenu en calculant la moyenne des EQR obtenus sur les métriques composant l indicateur. La grille d interprétation de l état écologique à partir de la valeur de cet EQR est présentée en figure 63. Statut écologique très bon bon moyen médiocre mauvais EQR angiospermes 1 0,8 0,79 0,6 0,59 0,4 0,39 0,2 < 0,19 FIGURE 63 : Grille d interprétation de l EQR obtenu pour l indicateur «herbiers de zostères» français 93

94 Pays Allemagne /SG France /SBQ (en MEC et MET) Pays-Bas /SG(MEC) Irlande /SG Royaume- Uni /SG Relation pression-impact Les principales pressions anthropiques qui affectent les herbiers de zostères de Manche Atlantique et donc qui ont un impact sur l indicateur français sont : la destruction physique de leur habitat, l'eutrophisation, les dégradations hydromorphologiques, la plaisance (mouillages) ou encore la dégradation «générale» de l état écologique des masses d eau. Du fait notamment des interactions possibles entre ces différentes pressions, cette sensibilité n a pas encore été démontrée de manière quantitative au sens de la DCE. Cependant, dans le cadre du GIG NEA, une approche semi-quantitative pour caractériser les pressions s exerçant sur les masses d eau abritant des herbiers a été proposée en avril 2011 à Lisbonne. Celle-ci est destinée à documenter de manière commune la sensibilité des différents indicateurs nationaux du GIG NEA aux pressions anthropiques (cf ). Typologie Travaux d intercalibration pour les indicateurs «angiospermes» en MEC L approche typologique est identique à celle décrite pour les macroalgues intertidales (cf ). Cependant, la pertinence des variantes sub-typologiques n est pas avérée pour les indicateurs «angiospermes». Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs «angiospermes» Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation, stress hydromorphologique, destruction des habitats (indicateur multi pressions répondant à une interaction complexe de pressions) Destruction des habitats aquatiques, eutrophisation, dégradation «générale», dégradation hydromorphologique, plaisance (mouillages) : indicateur multi-pressions Eutrophisation, dégradation hydromorphologique Essentiellement : perturbations physiques et morphologiques. Pressions secondaire : eutrophisation Essentiellement : perturbations physiques et morphologiques. Pressions secondaire : eutrophisation Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pressionimpact Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune 94 Concepts d évaluation des différents indicateurs Substrats meubles. Extension spatiale et densité des herbiers. Nombre (disparition) de taxa présents dans l herbier. Composition spécifique à l aide de cartographie de terrain (GPS) et photographies aériennes. Substrats meubles. Extension spatiale et densité des herbiers. Composition spécifique basée sur apparition/disparition des 2 espèces Zostera noltii (intertidale) et Zostera marina (intertidale et subtidale). Substrats meubles. Herbiers intertidaux uniquement. Nombre (disparition) d espèces, extension spatiale et pourcentage de couverture des herbiers (à l échelle de la masse d eau). Monitoring effectué via des photographies aériennes complètées d observations de terrain. Surface et densité calculées pour chaque espèce Substrats meubles. Nombre (disparition) d espèces, extension spatiale et pourcentage de couverture des herbiers. Substrats meubles. Herbiers intertidaux : Nombre (disparition) d espèces, extension spatiale et pourcentage de couverture des herbiers. Herbiers subtidaux : Extension spatiale des herbiers dans la masse d eau. Densité des faisceaux des herbiers. TABLEAU 70 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs macrophytes (herbiers) du NEA GIG (MEC)

95 Assistance à la coordination des travaux européens A l échelle de ce GIG, pour les indicateurs «angiospermes», aucun état membre n avait documenté quantitativement de relation entre les pressions anthropiques et les indicateurs proposés pour l exercice d intercalibration. Aussi, un système homogène pour évaluer les pressions au niveau d une station donnée (ou masse d eau) a été convenu entre les États membres en avril 2011 à Lisbonne. In fine, à partir de données quantitatives relatives à 11 pressions, un système de scoring des pressions (inspiré d Aubry & Elliott, 2006) a été appliqué afin de mettre en avant des relations pressions anthropiques/ impacts pour l ensemble des méthodes nationales (cf. figure 64). FIGURE 64 : Liste des données pressions prises en compte pour les indicateurs «herbiers» et système de scoring associé Pour la France, ces informations n ont pu être transmises que de manière partielle, car toutes les données n étaient pas disponibles au format convenu par le GIG NEA. Ces pressions se répartissent fondamentalement en 3 grandes catégories (cf. tableau 71). Catégorie de pression Hydromorphologiques Modification usage de la ressource Qualité environnementale Indicateur de pression Terres gagnées sur la mer Renforcement du trait de côte Dragages Clapages Techniques de pêches perturbant le fond Activités nautiques (plaisance) Tourisme et loisirs Nutriments Turbidité naturelle TABLEAU 71 : Types de pressions anthropiques considérées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs herbiers en MEC du NEA GIG 95

96 L'analyse de la sensibilité des méthodes nationales aux pressions anthropiques a donc été fondée sur cette approche pression, mais différentes conjonctions de pressions ont été considérées en fonction des spécificités au sein des typologies NEA 4 et NEA 1/26. En effet, lorsque la pression «totale» (c est-à-dire l indice modélisant les 11 pressions considérées) n'était pas significativement corrélée avec les valeurs d EQR nationaux, les corrélations entre les indicateurs de pression regroupés par catégories et l EQR ont été étudiées plus en détail (Pearson / analyse de corrélation de rang de Spearman). De cette manière, une courte liste de pressions les plus «pertinentes» a été sélectionnée et utilisée pour démontrer l'existence d'une réponse significative des méthodes aux pressions anthropiques. Ainsi, sein de la typologie NEA 1/26 et en utilisant cette approche, seul le scoring des pressions appartenant à la catégorie «modification de l usage de la ressource» a pu être corrélé à l ensemble des EQR nationaux fournis dans le cadre de l exercice (cf. figure 65). FIGURE 65 : Illustration de la sensibilité de l ensemble des méthodes nationales «herbiers» aux modifications anthropiques de l usage de la ressource (typologie NEA 1/26) Le choix fait pas le coordinateur de ne retenir que les masses d eau échantillonnées après 2008 pour construire cette approche a pour conséquence que seulement 2 sites français (Arcachon Amont et Hossegor) sont pris en compte dans cette analyse (NB : 6 masses d eau initialement soumises dans la base de données). Conceptuellement, les méthodes «angiospermes» présentées au sein du GIG sont relativement semblables et incluent : la composition taxonomique (nombre d espèces présentes ou perte d espèces) et l abondance (biomasse, densité, extension spatiale ou limite en profondeur des herbiers). Les principales différences méthodologiques se situent au niveau des niveaux bathymétriques échantillonnés (intertidal et/ou subtidal), ainsi qu au niveau des techniques d acquisition utilisées (relevés sur le terrain, cartographie GPS, photographies aériennes). A noter qu un délivrable du projet WISER (4.2-1) est consacré aux indicateurs «angiospermes». 96

97 Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre Allemagne 5 masses d eau (2 NEA 1/ NEA 4) France 6 masses d eau (NEA 1/26) Mais uniquement 2 masses d eau prises en compte dans l analyse pression/impact Pays Bas 2 masses d eau NEA 4 (répétées dans le temps = 20 échantillons) Irlande 6 masses d eau (NEA 1/26) 9 échantillons Royaume Uni 4 masses d eau (NEA 1/26) 11 échantillons Nombre de sites/masses d eau Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions 5 masses d eau 5 masses d eau (partiellement) 6 masses d eau 6 masses d eau (partiellement) Mais uniquement 2 masses d eau prises en compte dans l analyse pression/impact 2 masses d eau (répétées dans le 2 masses d eau temps) (répétées dans le temps) 5 masses d eau 5 masses d eau 4 masses d eau 4 masses d eau TABLEAU 72 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs herbiers en MEC du GIG NEA Le nombre de données fournies par chaque état membre est faible et ne couvre en général pas l ensemble du gradient de qualité. Approche «benchmarking» Initialement, l identification de sites de référence communs s est appuyée sur le travail d évaluation des sites exempts de pressions anthropiques, selon l approche précédemment décrite. La base de données constituée pour l exercice semblait comporter peu de sites de référence ni de sites subissant des niveaux de pressions comparables (benchmarking alternatif), aussi il a été convenu lors du meeting de validation de fin novembre de s orienter vers l approche benchmarking «continu». Ainsi, sur la base de la spécificité des relations nationales pression/impact pour la typologie NEA 1/26 (cf. figure 65), un modèle linéaire général (GLM) a été utilisé afin de déterminer les valeurs de correction à appliquer à chaque jeu de données national. Résultats des travaux d intercalibration La forte similarité des méthodes nationales a orienté le travail d intercalibration vers l option 3, dans laquelle tous les Etats Membres ont été capables de calculer leur EQR national sur la totalité des sites inclus dans la base de données. La régression de la «pseudo-métrique» commune obtenue contre l EQR issu de la méthode SBQ française est satisfaisante (cf. figure 66). 97

98 FIGURE 66 : Relation entre l EQR de la méthode FR et la «pseudo-métrique commune» (i.e. moyenne des EQR des autres méthodes pour un même site) La comparaison a été effectuée à l aide du fichier excel intitulé «IC_Opt3_sub v 1.24», en tenant compte des différents facteurs de corrections à appliquer (benchmarking continu) déterminés grâce à un modèle linéaire généralisé (GLM). Les résultats en termes d ajustements nécessaires des seuils d EQR (en rouge), obtenus à l issue de cette approche sont présentés dans le tableau 73 (NB : typologie NEA 1/26). Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen France/SBQ 0,80 0,60 Allemagne/SG 0,80 0,60 Royaume-Uni/SG 0,80 0,70 Irlande/SG 0,80 0,628 TABLEAU 73 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs herbiers en MEC du NEA GIG Commentaires Les seuils d EQR utilisés dans les méthodes française et allemande s avèrent plus contraignants comparativement aux méthodes nationales britanniques. Ainsi, aucun ajustement des seuils de l indicateur français n est réellement nécessaire. Joao Neto avait proposé de diminuer volontairement les seuils (moins rigoureux) afin d être plus en accord avec les autres méthodes en termes d ambition. Cela n a pas été accepté par les experts français. Bien que les 6 masses d eau transmises pour la France aient été considérées pour l ajustement des seuils, seulement 2 de ces masses d eau ont été considérées dans l analyse pression/impact qui a permis de construire l approche «benchmarking continu». Plus généralement, du fait du faible nombre de données disponible pour la typologie NEA 1/26, la validation ultérieure de ces conclusions par le review panel est pour le moment incertaine. 98

99 Méthode «blooms de macroalgues opportunistes» présentée par la France en MEC (CWOGA - WISER ID n 359) La France a présenté la méthode «macroalgal bloom assessment tool» (acronyme : CW-OGA). Paramètres requis par la DCE (annexe V) Abondance Taxa sensibles aux perturbations Composition taxonomique Commentaires 3 métriques : % maximum de l aire colonisable recouverte par les ulves, % moyen de l aire colonisable recouverte par les ulves, fréquence des blooms Algues opportunistes du genre Ulva Pas vraiment : paramètre limité à un faible nombre d espèces opportunistes à développement rapide, possédant une forte capacité d utilisation de la lumière et des nutriments. Argumentaire collectif pour la non-inclusion de ce paramètre dans la méthode, développé à l échelle du GIG (essentiellement par les Britanniques) TABLEAU 74 : Synthèse des métriques composant l indicateur «blooms de macroalgues opportunistes» français en MEC Manche-Atlantique Cette méthode comporte 3 métriques permettant de caractériser l abondance des macroalgues opportunistes (pas de métrique de composition taxonomique) : Le pourcentage maximum de l aire colonisable recouverte par les ulves (maximum sur les 3 campagnes aériennes annuelles) : surface maximale d ulves (ha équi100) / aire colonisable (substrat meuble découvert par coefficient 120), Le pourcentage moyen de l aire colonisable recouverte par les ulves (moyenne sur les 3 campagnes aériennes annuelles) : surface moyenne d ulves (ha équi100) / aire colonisable (substrat meuble découvert par coefficient 120), La fréquence des blooms (%) : 100 x (nombre de campagnes aériennes où un bloom est observé sur une superficie supérieure à 1,5 % de l aire colonisable) / (nombre total de campagnes aériennes) Un EQR est calculé pour chacune de ces métriques, grâce à la formule suivante et à la grille d interprétation présentée en figure 67. EQR métrique = limite supérieure EQR classe [(valeur mesurée limite inférieure métrique classe ) / (largeur de la classe métrique ) x largeur de classe EQR ] Statut écologique très bon bon moyen médiocre mauvais % max de l aire colonisable recouverte par les ulves % moy de l aire colonisable recouverte par les ulves 0 0,5 0,5 1,5 1, ,25 0,25 0,75 0, Fréquence de blooms EQR 1-0,8 0,8-0,6 0,6-0,4 0,4 0,2 0,2 0 FIGURE 67 : Grille d interprétation et de calcul des EQR pour les différentes métriques de l indicateur «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC 99

100 Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Pour les 3 métriques composant l indicateur, les conditions de référence ont été déterminées à partir du dire d expert et de données historiques. Elles correspondent peu ou prou à une situation où les algues vertes opportunistes sont absentes de la masse d eau, à savoir : pourcentage maximum de l aire colonisable recouverte par les ulves < 0.5 % pourcentage moyen de l aire colonisable recouverte par les ulves < 0.25 % Occurrence de blooms <10% Les limites de classes ont été établies au moyen d une division régulière du gradient d EQR (amplitude de classe = 0,2). Calcul de l EQR et grilles d interprétation L EQR «final» est obtenu en calculant la moyenne des EQR obtenus pour chacune des métriques, et l interprétation de l état écologique est réalisée au moyen de la grille présentée en figure 68. Statut écologique très bon bon moyen médiocre mauvais EQR blooms macroalgaux en MEC 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 < 0,2 Relation pression-impact FIGURE 68 : Grille d interprétation de l EQR obtenu pour l indicateur «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC Pour cet indicateur, une relation statistique significative (N = 9 masses d eau) a été mise en évidente entre la concentration hivernale en azote inorganique dissous (NID) et l EQR obtenu par la méthode (cf. figure 69). FIGURE 69 : Illustration graphique de la relation pression-impact entre la concentration hivernale en azote inorganique dissous et l EQR CW-OGA 100

101 Travaux d intercalibration pour les indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC Pays Typologie L approche typologique est identique à celle décrite pour les macroalgues intertidales pour les types communs identifiés (cf ). En revanche, la distinction de variantes sub-typologiques n est pas pertinente pour ce type d indicateurs. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact Allemagne Eutrophisation Concentration hivernale en NID (normalisée à 32 psu) France Eutrophisation Concentration hivernale en NID (normalisée à 32 psu) Irlande Eutrophisation Concentration hivernale en NID (normalisée à 32 psu) Royaume Uni Eutrophisation Concentration hivernale en NID (normalisée à 32 psu) TABLEAU 75 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» du NEA GIG (MEC) Concepts d évaluation des différents indicateurs % surface intertidale colonisable (substrats meubles) recouverte par les macroalgues vertes opportunistes. Cartographies à partir de survols aériens Substrats meubles. % maximum de l aire colonisable recouverte par les ulves, % moyen de l aire colonisable recouverte par les ulves, fréquence des blooms. Cartographies à partir de survols aériens (3 survols annuels). Méthode non applicable aux ME subissant des apports à partir d autres ME d où se détachent des algues vertes arrachés du substrat rocheux. Substrats meubles. % aire intertidale colonisable recouverte par les Ulves, aire affectée et biomasse Substrats meubles. % aire intertidale colonisable recouverte par les Ulves, aire affectée, biomasse et % quadrats enfouis Toutes les méthodes sont sensibles à l eutrophisation du milieu (cf. tableau 75). Etant donné la faible quantité de sites (masses d eau) disponibles dans les jeux de données nationaux, la relation pressionimpact est peu significative pour de nombreux états membres (hormis le CWOGA français, cf. figure 69). Lorsque celle-ci est testée sur l ensemble du jeu de données constitué dans le cadre de l exercice d intercalibration, la significativité de cette relation s améliore, sans être réellement satisfaisante (cf. figure 70). Ceci dit, étant donné le faible nombre de sites et la matrice de pression complexe agissant en milieu marin (turbidité, hydromorphologie ), cette relation peut être considérée comme acceptable (dixit Robert Wilkes, non validé par le JRC). 101

102 FIGURE 70 : Illustration graphique de la relation pression-impact entre la concentration hivernale en azote inorganique dissous et les EQR nationaux des états membres du GIG NEA pour le paramètre «blooms de macroalgues opportunistes en MEC» Les méthodes du GIG NEA possèdent des concepts d évaluation relativement proches, avec une métrique commune à toutes : le % de recouvrement de l aire colonisable par les algues vertes. L EQR de cette métrique n est cependant pas calculé à l aide des mêmes seuils pour les 4 pays participants à l exercice. En effet, les méthodes britanniques ont recours à une mesure in situ, tandis que les méthodes française et allemande utilisent la télédétection, avec des seuils plus contraignants en termes de pourcentages de recouvrement (1/10 ème des seuils britanniques). A noter que dans le cas de l Allemagne, la métrique commune est la seule métrique prise en compte par la méthode. Les méthodes britanniques sont en tous points identiques à celles utilisées dans leurs MET (OGA). Certaines métriques de la méthode anglo-irlandaise ne sont pas considérées dans les indicateurs allemand et français (biomasse et quadrats enfouis). Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre/indicateur Nombre de sites/masses d eau Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Allemagne/OMAI 5 masses d eau 6 masses d eau 6 masses d eau France/CWOGA 9 masses d eau 9 masses d eau 9 masses d eau Irlande/OGA 4 masses d eau 4 masses d eau 4 masses d eau Royaume Uni/OGA 7 masses d eau 7 masses d eau 7 masses d eau TABLEAU 76 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration du NEA GIG pour les indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC Le nombre de masses d eau dans les jeux de données nationaux est relativement faible en termes de couverture du gradient de pression et d EQR. La France (CEVA) a pour sa part pu fournir des données relatives à 9 masses d eau couvrant l ensemble du gradient de qualité (cf. tableau 76). 102

103 Approche «benchmarking» Initialement, des sites de référence subissant de faibles niveaux d eutrophisation avaient été identifiés dans la base de données : ceux-ci étaient situés sur les côtes irlandaises et du Royaume Uni (Ecosse). La France ainsi que l Allemagne ne disposaient pas de tels sites, aussi l approche «benchmarking» s est ensuite orientée vers l identification de sites de référence alternatifs pour chaque état membre (subissant approximativement la même pression d eutrophisation estimée au travers de la concentration en NID hivernale). Cette approche «alternative» ne permettait finalement pas d identifier un nombre suffisant de sites subissant un niveau de pression équivalent. Finalement, à la suite du meeting de validation (fin novembre 2011), le recours au «benchmarking continu» a été recommandé par le JRC. Ainsi, pour chacune des masses d eau la valeur de la métrique commune est calculée, puis corrigée pour chaque état membre au regard de la spécificité de la régression nationale métrique commune/azote hivernal (cf.figure 71). Afin de modéliser la «norme» et d obtenir directement les valeurs de correction à appliquer sur chacun des jeux de données nationaux, un modèle linéaire général (GLM) a été utilisé. FIGURE 71 : Illustration graphique des différences de relations entre la métrique commune retenue pour l intercalibration des indicateurs «blooms macroalgaux» en MEC et la concentration hivernale en azote inorganique dissous A noter qu étrangement, l EQR de la métrique commune augmente avec l azote inorganique dans le cas de l Allemagne (en bleu). Résultats de l intercalibration L option 2 d intercalibration a été utilisée, via l intercalibration d une métrique commune : un EQR basé sur le pourcentage de recouvrement par les algues opportunistes de l aire potentiellement colonisable. Cette métrique est en effet commune à toutes les méthodes et présente une bonne corrélation avec l ensemble des EQR nationaux (cf. figure 72, cas de la France). 103

104 FIGURE 72 : Illustration graphique de la relation entre la métrique commune retenue et l EQR obtenu avec la méthode CW-OGA Cependant, le mode de calcul de la métrique commune diffère entre les pays, car le mode de définition du % de recouvrement de l aire colonisable est différent entre les méthodes (cf. paragraphe précédent : in situ vs/ télédétection). De fait, les limites de recouvrements définies diffèrent elles-aussi (rapport de 1 à 10) : Méthode anglo-irlandaise : TB/Bon : < 5% Bon/Moyen : 15% Méthodes française et allemande : TB/Bon : < 0,5% Bon/Moyen : 1,5% Aussi, deux alternatives ont été envisagées pour comparer les différentes méthodes : la première incluant les 4 méthodes, et la seconde séparant ces 4 méthodes en 2 sous groupes (britanniques/franco-allemand). Pour la première option, les résultats et ajustements nécessaires (en rouge) sur les seuils d EQR sont présentés dans le tableau 77. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen France 0,885 0,660 Allemagne 0,800 0,600 Royaume-Uni 0,800 0,600 Irlande 0,800 0,600 TABLEAU 77 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC du NEA GIG (4 méthodes) 104

105 Dans le cas de la seconde option, les ajustements à effectuer sont présentés dans le tableau 78. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen Résultats de l intercalibration France 0,81 0,60 Allemagne 0,800 0,600 TABLEAU 78 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MEC du NEA GIG (2 méthodes) Dans les deux cas, des ajustements sont à réaliser sur les seuils d EQR de la méthode française. Ils sont toutefois sans conséquence sur le classement actuel des MEC dans le cas de l option à 2 sousgroupes, tandis que les ajustements requis dans le cas où les 4 méthodes sont prises en compte dans le même exercice ne sont pas acceptables (déclassement non justifié de nombreuses MEC Manche- Atlantique françaises). La métrique commune utilisée n est pas calculée de la même manière (avec les mêmes seuils) et n est pas issue des mêmes techniques d acquisition (in situ/télédétection), ce qui pose la question de la légitimité de l emploi de celle-ci pour l exercice incluant les 4 méthodes. Le fait que l EQR de la méthode allemande augmente avec la pression (DIN) constitue une limite méthodologique majeure de cet exercice. Typologie Travaux d intercalibration pour les indicateurs «angiospermes» en MET A l échelle du GIG NEA, il existe un seul et unique type commun de masses d eau de transition baptisé «NEA 11». Ce type commun est partagé par la Belgique, l Allemagne, l Espagne, la France, l Irlande, les Pays Bas, le Portugal et le Royaume Uni. Une analyse comparable à celle menée pour la définition de variantes sub-typologiques pour les MEC du GIG NEA (cf ) était initialement envisagée pour les MET. Du fait d un problème de disponibilité et de représentativité des données, cette analyse a pris beaucoup de retard. Ceci dit, du fait du nombre moins importants de données disponibles en MET (biologiques et pressions), les travaux d intercalibration se doivent d intégrer un maximum de méthodes et d état membres afin d obtenir des résultats plus pertinents. C est pour cette raison que seule la typologie NEA 11 a été considérée dans le cadre de l exercice d intercalibration. 105

106 Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs «angiospermes» en MET Pays/Indicateur Allemagne /SG Espagne /AQI France /SBQ (en MEC et MET) Pays Bas/SG (MET) Pression(s) auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation, stress hydromorphologique, destruction des habitats (indicateur multi pressions répondant à une interaction complexe de pressions) Modification des débits, dégradation «générale», destruction des habitats, dégradation hydromorphologique, espèces invasives, altération des habitats ripariens Destruction des habitats aquatiques, eutrophisation, dégradation «générale», dégradation hydromorphologique, plaisance (mouillages) : indicateur multipressions Eutrophisation, dégradation hydromorphologique Portugal/SQI Eutrophisation, dégradation «générale», altérations hydromorphologiques Irlande/SG Essentiellement : perturbations physiques et morphologiques. Pressions secondaire : eutrophisation Royaume Uni/SG Essentiellement : perturbations physiques et morphologiques. Pressions secondaire : eutrophisation Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune Approche commune Concepts d évaluation des différents indicateurs Substrats meubles. Extension spatiale et densité des herbiers. Composition spécifique à l aide de cartographie de terrain (GPS) et photographies aériennes Indicateur basé sur une approche «habitats» : richesse des habitats estuariens, couverture relative des habitats estuariens (écarts relatifs à une couverture optimale), variations de surface des habitats tidaux naturels Substrats meubles. Extension spatiale et densité des herbiers. Composition spécifique basée sur apparition/disparition des 2 espèces Zostera Noltii (intertidale) et Zostera marina (intertidale et subtidale). Disparition d espèces et recouvrement des herbiers. Monitoring effectué via des photographies aériennes complétées d observations de terrain. Surface et densité calculées pour chaque espèce Nombre de taxa, densité des faisceaux et extension de l herbier Evaluation semi-quantitative des herbiers présents sur les sédiments meubles intertidaux Evaluation quantitative des herbiers présents sur les sédiments meubles intertidaux (taxa, densité des faisceaux et extension) TABLEAU 79 : Pressions considérées et concepts d évaluation des indicateurs herbiers du NEA GIG (MET) A l échelle de ce GIG, pour les indicateurs «angiospermes», aucun état membre n avait documenté quantitativement de relation entre les pressions anthropiques et les indicateurs proposés à l intercalibration. 106

107 En effet et comme cela a été abondamment discuté au cours des différents meetings, les pressions dans les MET sont difficile à isoler (ce sont des systèmes multi-pressions), et la recherche d une relation entre une pression unique et son impact sur un indicateur serait pour le moins illusoire. C est pourquoi, une démarche «pressions» identique à celle utilisée pour les indicateurs herbiers en MEC (cf. paragraphe ) a été décidée en avril 2011 à Lisbonne. Pour rappel, à partir des données «brutes» transmises, un système de scoring (barème) des pressions est appliqué (inspiré d Aubry & Elliott, 2006), afin de mettre en avant des relations pressions anthropiques/ impacts pour chacune des méthodes nationales. De cette manière, les pressions les plus significatives du point de vue de leur impact sur les indicateurs ont été identifiées (test de corrélation de Spearman) : il s agit du dragage, du clapage ainsi que la turbidité. Un indice de pression a ensuite été bâti à partir de ces 3 pressions «pertinentes» afin de démontrer la sensibilité de chacune des méthodes nationales prises individuellement (cf. figure 73). FIGURE 73 : Illustration de la sensibilité de l ensemble des méthodes nationales «herbiers» MET à l indice bâti à partir des 3 pressions identifiées comme pertinentes (typologie NEA 11) La plupart des méthodes «angiospermes» (MET) présentées au sein du GIG NEA incluent la composition taxonomique (nombre d espèces présentes ou perte d espèces) et l abondance (biomasse, densité des faisceaux, extension spatiale des herbiers). Seul l indicateur espagnol (AQI), basé sur une approche cartographique des habitats estuariens, se démarque des autres indicateurs en termes de concept d évaluation. 107

108 Base de données constituée dans le cadre des travaux du GIG Etat Membre/Indicateur Nombre de sites/masses d eau Données biologiques Données physico-chimiques Données pressions Allemagne/SG 2 masses d eau (4 2 masses d eau 2 masses d eau échantillons) Espagne/AQI 3 masses d eau avec Aucune 3 masses d eau données partielles (non prises en compte dans l exercice) France/SBQ 1 masse d eau (Bidassoa) 1 masse d eau (Bidassoa) 1 masse d eau (Bidassoa) Irlande/SG 5 masses d eau (10 5 masses d eau 1 masse d eau échantillons) Pays Bas/SG in TW 17 échantillons (1 même masse d eau évaluée de manière répétitive) 13 (1 même masse d eau évaluée de manière répétitive) 13 (1 même masse d eau évaluée de manière répétitive) Portugal/SQI Royaume Uni/SG 14 échantillons (4 masses d eau dont 1 évaluée de manière répétitive) 12 échantillons (5 masses d eau évaluées de manière répétitive) 14 (4 masses d eau dont 1 évaluée de manière répétitive) (4 masses d eau dont 1 évaluée de manière répétitive) 5 masses d eau 5 masses d eau TABLEAU 80 : Synthèse des données rassemblées dans le cadre des travaux d intercalibration des indicateurs herbiers du NEA GIG (MET) Les données biologiques recueillies incluent l extension spatiale de l herbier, le nombre de taxons, la densité de l herbier (% de couverture), la densité des pieds (seulement certains États membres), le % de changement de l extension de l herbier (écart par rapport à une condition de référence), du nombre de taxons, de changement dans la couverture végétale (%) et/ou de la densité des pieds (%) (pour certains États membres seulement). L Espagne n a pas pu fournir de données car son indicateur est basé sur une approche «cartographie des habitats», conceptuellement radicalement différente des autres indicateurs qui se focalisent uniquement sur les herbiers de zostères. Concernant les données physico-chimiques, l azote hivernal, la turbidité (profondeur disque Secchi), et la concentration en MES ont été collectés. Seuls la profondeur de Secchi et les MES (turbidité) ont été utilisés pour l approche pression (en complément des données de dragages/clapages). A l échelle du GIG NEA et en termes de gradient de pressions/qualité couvert, les nombre de données bancarisées dans la base de données est relativement faible. La France n a fourni de données que sur une seule masse d eau : l estuaire de la Bidassoa. Bien que des EQR calculés avec la méthode française aient pu être calculés pour l ensemble des sites de la base de données (constituant ainsi un «pseudo» jeu de données national), il n est pas garanti que la méthode française puisse être prise en compte dans l exercice avec une seule MET. Approche «benchmarking» Bien que la base de données contienne peu de sites de référence pour chaque Etat Membre, toutes les méthodes nationales (sauf AQI) ont pu être appliquées sur l ensemble des sites inclus dans la base de données. Il a ainsi été imaginé de prendre comme sites de référence, pour chacune des méthodes, les masses d eau subissant de faibles pressions et dont l EQR est élevé.

109 Finalement, suite au meeting de validation de fin novembre, le coordinateur s est orienté vers l approche benchmark «continu». Ainsi, sur la base de la spécificité des relations nationales pression/impact établies avec l approche pressions pertinentes (turbidité, dragages et clapages : cf. figure 73), un modèle linéaire général (GLM) a été utilisé afin de déterminer les valeurs de correction à appliquer à chaque jeu de données national. Résultats des travaux d intercalibration La forte similarité des méthodes nationales a orienté le travail d intercalibration vers l option 3, dans laquelle tous les Etats Membres ont été capables de calculer leur EQR national sur la totalité des sites inclus dans la base de données. La régression de la «pseudo-métrique» commune obtenue contre l EQR issu de la méthode SBQ française est satisfaisante (cf. figure 74). FIGURE 74 : Relation entre l EQR de la méthode FR et la «pseudo-métrique commune» (i.e. moyenne des EQR des autres méthodes pour un même site) La comparaison a été effectuée grâce au fichier excel intitulé «IC_Opt3_sub v 1.24» en calculant les différents facteurs de corrections à appliquer (benchmarking continu) grâce à un modèle linéaire généralisé (GLM). Les résultats en termes d ajustements nécessaires des seuils d EQR (en rouge), obtenus à l issue de cette approche sont présentés dans le tableau 81. Etat membre EQR Limite Très Bon/Bon Limite Bon/Moyen France/SBQ 0,800 0,600 Pays Bas/SG in TW 0,800 0,600 Portugal/SQI 0,800 0,600 Allemagne/SG 0,800 0,600 Royaume-Uni/SG 0,900 0,770 Irlande/SG 0,830 0,700 TABLEAU 81 : Conclusions des travaux d intercalibration des indicateurs herbiers du NEA GIG (MET) 109

110 Commentaires Aucun ajustement de seuils n est nécessaire pour la méthode française. Seules les méthodes britanniques (Royaume-Uni et Irlande) semblent être moins contraignantes, et devront en conséquence s ajuster par rapport aux autres. Un problème qui pourra être soulevé lors de la phase de validation des résultats par la commission est le nombre de sites français bancarisés dans la base de données pour l exercice (une seule MET : l estuaire de la Bidassoa) Méthode «blooms de macroalgues opportunistes» présentée par la France en MET (TW-OGA WISER ID n 353) 31 La France a présenté la méthode «macroalgal bloom assessment tool» (acronyme : TW-OGA) développée par le CEVA, et inspirée d une méthode développée par une équipe scientifique britannique 32 et intercalibrée au 1 er round. Paramètres requis par la DCE (annexe V) Abondance Taxa sensibles aux perturbations Composition taxonomique Commentaires 2 métriques : Pourcentage de l aire colonisable recouverte par les algues vertes et Aire affectée Algues opportunistes du genre Ulva Pas vraiment : paramètre limité à un faible nombre d espèces opportunistes à développement rapide, possédant une forte capacité d utilisation de la lumière et des nutriments. Argumentaire collectif pour la non-inclusion de ce paramètre développé à l échelle du GIG (essentiellement par les Britanniques) TABLEAU 82 : Synthèse des métriques composant l indicateur «blooms de macroalgues opportunistes» français en MET Manche-Atlantique Cette méthode comporte 2 métriques (cf. tableau 82) permettant de caractériser l abondance des macroalgues opportunistes (pas de métrique de composition taxonomique) : Pourcentage total de l aire colonisable recouverte par les algues vertes = [ (aires des polygones x taux de recouvrement) / aire colonisable)] x100 Aire affectée (ha) = somme des aires des polygones Pour chacune de ces métriques est calculé un EQR, grâce à la formule suivante et à la grille d interprétation présentée en figure 75. EQR métrique = limite supérieure EQR classe [(valeur mesurée limite inférieure métrique classe ) / (largeur de la classe métrique ) x largeur de classe EQR ] 31 La méthode basée sur les algues de substrats durs en MET, développée à l IUEM Plouzané par le LEBHAM n a pas été présentée pour l intercalibratio car son niveau de développement ne le permettait pas 32 Scanlan et al.,

111 Statut écologique très bon bon moyen médiocre mauvais % de l aire colonisable recouverte par les algues vertes Aire affectée EQR 0,8-1 0,6-0,8 0,4-0,6 0,2 0,4 0 0,2 FIGURE 75 : Grilles d interprétation et de calcul des EQR pour les différentes métriques de l indicateur blooms de macroalgues opportunistes en MET Mode d établissement / détermination des références et limites de classes Les conditions de référence ainsi que les limites de classes pour les différentes métriques ont été calquées sur celles utilisées dans la méthode anglo-irlandaise. Les experts britanniques avaient originellement dérivé les conditions de référence de leur méthode à partir de sites peu, voire non impactés, et de données historiques. Le dire d expert ainsi que la littérature scientifique ont permis ensuite d établir les limites de classes pour les différentes métriques de l indicateur. Les conditions de référence utilisées pour les 2 métriques de l indicateur français sont les suivantes : Pourcentage total de l aire colonisable recouverte par les algues vertes < 5 % Aire affectée < 10 ha Calcul de l EQR et grilles d interprétation L EQR «final» est obtenu en moyennant les EQR obtenus pour chaque métrique, et l interprétation de l état écologique est réalisée au travers de la grille présentée en figure 76. Statut écologique très bon bon moyen médiocre mauvais EQR blooms macroalgaux en MET 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 < 0,2 FIGURE 76 : Grille d interprétation de l EQR obtenu pour l indicateur «blooms de macroalgues en MET» 111

112 Relation pression-impact L indicateur est principalement sensible à l eutrophisation. Une relation statistique significative (R Spearman = , p=0.004) entre la concentration hivernale en azote inorganique dissous et l EQR «final» calculé pour 19 masses d eau de transition a été mise en évidence dans le cadre des travaux d intercalibration (cf. figure 77). FIGURE 77 : Illustration graphique de la relation pression-impact entre la concentration hivernale en azote inorganique dissous et l EQR TW-OGA français Typologie Travaux d intercalibration pour les indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes» en MET L approche typologique est identique à celle décrite pour les angiopermes en MET en ce qui concerne le type commun identifié (NEA 11) et les états membres qui le partagent (cf ). Toutes les méthodes développées sont applicables uniquement dans le cas des masses d eau caractérisées par un substrat meuble. Pressions considérées et concepts d évaluation des différents indicateurs «blooms de macroalgues opportunistes en MET» Pays France/ TW-OGA Irlande/ OGA Portugal/ BMI Pressions auxquelles l indicateur est sensible Eutrophisation Eutrophisation Eutrophisation Indicateur de pression utilisé dans la démonstration relation pression-impact Concentration hivernale en NID (normalisée 25 psu) Concentration hivernale en NID (normalisée 25 psu) Concentration hivernale en NID (normalisée 25 psu) Concepts d évaluation des différents indicateurs Substrats meubles. % aire intertidale colonisable recouverte par les Ulves, aire affectée. Cartographies à partir de photographies aériennes Substrats meubles. % aire intertidale colonisable recouverte par les Ulves, aire affectée, biomasse et % quadrats enfouis. Campagnes aériennes + terrain Substrats meubles. Surface totale, % recouvrement aire colonisable, aire affectée. Liste prédéfinie de taxa opportunistes. Photographies aériennes. 112