Suivi de la biodiversité des ouvrages de génie végétal sur des berges de cours d eau

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1 Projet Interreg IVA France-Suisse Colloque final Géni Alp Suivi de la biodiversité des ouvrages de génie végétal sur des berges de cours d eau Paul Cavaillé* André Evette Léon Ducasse Eric Tabacchi * Correspondant: paulcavaille@irstea.fr

2 Plan Introduction Protocoles Résultats Génie végétal et espèces exotiques envahissantes Conclusions Perspectives et applications

3 Urbanisation intensive Considérations socio-économiques : Augmentation des risques d érosion 1. Introduction Emprise territoriale de l agriculture Aménagement de berge pour le contrôle de l érosion Majoritairement issu du génie civil Réduit encore le cordon riparien Fragmente les corridors écologiques 1.1. Contexte Comment?? Considérations écologiques : Berges: zone d interface: écotone. Lien entre des habitats fragmentés Voie de migration des espèces Biodiversité importante: Régime de perturbation (crues) Diversité des habitats Facteurs Bioclimatiques Perturbations anthropiques Colonisation des espèces exotiques envahissantes

4 1. Introduction 1.1. Contexte Les types de protection de berges utilisés : Photo: Daumergue Photos: Cavaillé Photo: Daumergue Génie civil Génie civil et génie végétal Génie végétal Avantages communément attribués aux techniques de génie végétal: Retour à une biodiversité spécifique importante? Restauration des fonctions de corridor? Restauration des fonctions de la ripisylve? Dans quelle mesure??

5 1. Introduction 1.2. Problématique Problématique formalisée: Avènement et évolution spatiotemporelle de la biodiversité sur un gradient de naturalité. Taxons étudiés: Les végétaux supérieurs: Photos: Ducasse Les coléoptères: Photos: Ducasse Les macroinvertébrés benthiques:

6 1. Introduction 1.3. État de l art Mots clefs: Riverbank + restoration -> 114 réponses Beaucoup de travaux sur la structure le dimensionnement ou l élargissement du lit. Mots clefs: Riverbank + restoration + biodiversity -> 7 réponses Aucune analyse des techniques utilisées Aucun travail n intègre l aspect multitaxonomique.

7 58 berges échantillonnées Région Rhône-Alpes Suisse occidentale 2. Protocole 2.1. Sites d étude France Suisse Sites localization Temperature averages 40 aménagements construits entre 2001 et 2008 (et 18 plus anciens) Altitudes comprises entre 250 et 700 m

8 2. Protocole 2.2. Végétaux supérieurs Enrochement Enrochement pied de berge Fascine Caisson Berge naturelle 3 transects, 25m linéaires 30 points de contacts par transect 90 points de contacts par site

9 2. Protocole 2.3. Coléoptères épigés Piège Barber (x4) Observations binoculaires Photo: Dommanget Photo: Cavaillé Carabus sp.

10 2. Protocole Illustrations Photos: Ducasse

11 2. Protocole 2.4. Macroinvertébrés benthiques Enrochement Enrochement pied de berge Fascine Caisson Berge naturelle - Inventaire et classification des substrats par habitabilité - Utilisation d un échantillonneur Surber (x5)

12 2. Protocole Illustrations Photos: Cavaillé

13 Nombre moyen d espèces Species average numbers 3. Résultats 3.1. Végétaux supérieurs ,9 Faible diversité Substrat inapproprié ,9 b 23,9 abc 25,6 26,1 bc bc Forte diversité Fronts de colonisation diversifiés Diversité moyenne Pente forte a Enrochement Rip-rap Rip-rap Enrochement + branch Caisson Cribwall Willow Fascine fascines Natural Naturelle bank Pied layers berge Types Riverbank de berge types Diversité moyenne Fort développement végétatif des saules Diversité moyenne Saulaies basses, stade pionnier

14 Nombre moyen d espèces 3. Résultats 3.1. Végétaux supérieurs Rappel positions des transects Diversité importante en pied de berge Front de colonisation favorisé par l ouverture du milieu due aux enrochements Diversité faible en pied de berge Instabilité du milieu Enrochement Enrochement Pied berge Caisson Fascine Naturelle Types de berge Diminution en milieu de berge Pente trop importante qui ne favorise pas la colonisation

15 Nombre d'espèces. 3. Résultats 3.1. Végétaux supérieurs Évolution temporelle de la diversité végétale 3 classes d âges différentes: -3-7 ans ans ans 3 techniques d aménagement : -Enrochement -Enrochement pied de berge -Fascine de saule Evolution diachronique de la diversité végétale relativement au type de technique d'aménagement utilisé ,6 17,6 34,25 37, ,4 28,6 25, Pas d évolution du nombre d espèces. Tendance à l augmentation: Recrutement d espèces Enrochement Enrochement PB Fascine Techniques d'aménagement. Tendance à la diminution: établissement des espèces dominantes

16 Nombre moyen de taxons 3. Résultats 3.2. Coléoptères épigés 6,0 Barber pied berge Barber haut berge 5,4 5,0 4,0 3,8 3,8 3,8 3,6 3,4 3,7 4,1 4,1 4,3 3,0 2,0 1,0 0,0 Enrochement Enrochement pied berge Caisson Fascine Naturelle Types de berges Peu de variations mais des valeurs équivalentes à celles des berges naturelles.

17 Nombre moyen d'habitats Nombre moyen d'espèces 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 a 3. Résultats 3.3. Macroinvertébrés benthiques a 9,6 9,6 Habitats a 11,0 a 9,6 a 12, ab 41,2 a 36,1 Taxons bc 49,7 bc 47,9 57,2 bc 0,0 Enrochement Caisson Fascine Naturelle Enrochement Enrochement Caisson Fascine Naturelle pied Pied de berge végétalisé Types de berge 0 Enrochement Enrochement Enrochement pied Caisson de berge Caisson végétalisé Fascine Naturelle Pied berge Types de berge Anova (Taxon) P-value Type de berge * Habitat 0.34 Type de berge x Habitat 0.39 Ce n est pas le nombre d habitats créés qui importe le plus mais la qualité (habitabilité)

18 Nombre moyen de taxons Nombre moyen de taxons Nombre moyen d'espèces b b 24,7 26,1 a 14,9 Génie civil Génie végétal Naturelle b a a 4,8 3,8 3,9 Végétation Coléoptères 0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Genie civil Génie végétal Naturelle c b 57,2 a 38,7 48,8 Macroinvertébrés benthiques 0,0 Techniques en enrochements Génie végétal Naturelle Colloque final Type Géni Alp de berge 14 novembre 2012 Lullier (GE)

19 4. Génie végétal et espèces exotiques envahissantes 4.1. Problématique Évaluer la capacité des différentes techniques de protection de berges à résister à l invasion des espèces exotiques. Photo: Cavaillé Photo: Cavaillé Photo: Cavaillé

20 4. Génie végétal et espèces exotiques envahissantes 4.2. Résultats Espèces exotiques envahissantes: Invasives neophytes ("aggressives") (Flora indictiva, E. Landolt et al. 2010) Buddleja davidii Fallopia japonica Impatiens glandulifera Robinia pseudoacacia Solidago canadensis Solidago gigantea a b b b b Fréquence de rencontre des espèces néophytes exotiques envahissantes significativement plus importantes sur les ouvrages issues du génie civil

21 Nombre moyen d espèces 4. Génie végétal et espèces exotiques envahissantes 4.2. Résultats Fréquence importante en milieu de berge Peu de compétition interspécifique Fréquence importante en pied de berge Invasion favorisée par l ouverture du milieu et la nature du substrat Fréquence faible en pied de berge Fort développement végétatif de la fascine de saules Enrochement Enrochement Pied berge Caisson Types de berge Fascine Naturelle Fréquence relativement importante en pied et milieu de berge Milieu sans cesse remanié par les crues.

22 5. Conclusions - Les techniques issues du génie végétal engendrent des diversités animale et végétale proches de celles des écosystèmes naturels. - Les enrochements non végétalisés facilitent le développement invasif des espèces néophytes. - La compétition interspécifique sur les aménagements issus du génie végétal limite le développement et l invasion des espèces néophytes. Lamia textor Exochomus sp. Armonia axyridis Cantharis rustica Photos: Ducasse / Cavaillé

23 5. Perspectives et applications - Une étude fonctionnelle des communautés est en cours et permettra de caractériser le fonctionnement de ces écosystèmes anthropiques ainsi que leur intégration dans le corridor écologique. - Une étude paysagère est prévue pour calculer des indices de connectivité et ainsi prendre en compte le contexte paysager. - Fournir aux gestionnaires des indications afin que soient pris en compte, dès la phase de projet, des préceptes concrets en termes de biodiversité spécifique potentielle de l ouvrage futur. Saponaria officinalis Campanula sp. Clytra laeviuscula Photos: Ducasse

24 Merci de votre attention * Correspondant: paulcavaille@irstea.fr Photo: Daumergue

25 Le concept de «naturalité» La naturalité peut être représentée sous forme d'un gradient évoluant de l'artificialité vers u élevé de similitude avec un état «naturel» supposé (Gilg, 2004). Elle est souvent subdivisée en deux notions : - naturalité anthropique (en l'absence d intervention humaine) - naturalité biologique (consiste à rapprocher un milieu de son état naturel ancien, quitte à intervenir). Notre définition du concept de gradient de naturalité se rapproche sensiblement de celles proposées dans les travaux de Brunel (Brunel 2009) et de Werdin-Pfisterer, Kielland et al. (Werdin-Pfisterer, Kielland et al. 2009). Nous considérons le degré de végétalisation de la technique d aménagement comme principal paramètre de classification.

26 Planning d intervention: Protocole de l étude: (Source : Daniel Joly 2010).