[PDF] Ecosystèmes aquatiques L'écologie des systèmes

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LESFONDAMENTAUX

1 AUATI

Christian'VÊQUE

LESFONDAMENTAUX

LABIBLIOTHÈQUE DE BASE DEL'ËTUDIANTEN SCIENCES -1"'cycle-

ECOSYSTÈMES

AQUATIQUES

ChristianLÉVÊQUE

Directeur de recherches

et délégué àl'environnement

àl'ORSTOM

HACHETTE

LESFONDAMENTAUX

_1 er cycle-

Danslamêmecollection:

A.Salinier)

A.Salinier)

A.Salinier)

Éthologiecomparée(D.Buican)

L'évolutionaujourd'hui(D.Buican)

Lecycleducarbone(H.Jupin)

Lecycledel'eau(G.Jacques)

J.-P.Rozelot,

ISBN2.01.14.5126.4

queles utilisationcollective d'illustration, duCodepénal.

Avant-propos

systèmesaquatiques letempsetdans giquesont del'organisa tiondeshydrosystèmes,tout tiques.

Cesmilieuxsontsoumis,partoutdans

lemonde,àunefortepressiondes sociétéshumainespour modifiés,

C'estpourquoi

lefonctionnementdesmilieuxaqua tiquescontinentaux. quipermettent nécessairement

économiquesliés

gérerconsisteainsi démarche mique pourévaluer approche actuellesdeprotection

Tabledesmatières

Avant-propos3

Introduction9

Ladiversitédesmilieuxaquatiques11

Lanotiond'écosystème12

Lanotiond'hydrosystème13

L:hommeetleshydrosystèmes15

PREMIÈREPARTIE

1.Unfleuvedanssavallée. ... . .. . .. . . . .. .. . .. . . .. . . .. . . ... . . .19

Il.Fonctionnementhydrologiquedessystèmesfluviaux. . .. . .. ... .20

AIPluies-ruissellement-écoulement21

BILesgrandstypesderégimesfluviaux22

AIÉrosion-transport-sédimentation. . .. . . ... .. . .. . . .. . . .. . .. . . .26

BIGrandsensemblesgéomorphologiques27

CILeprofilidéal29

IV.Unestructurelongitudinale30

BIZonationbiologique31

CILecontinuumfluvial32

V.Laplainealluviale. .. . . .. . . . ... . . .. . . .. . .. .. . . .. . .. .. . .. . ..34

AIUnemosaïquedemilieux34

VI.Lerôledelavégétationriveraine.. . .. . . .. . .. . .. . . .. . . .. . .. . .37 VII.Lesrelationsavecleseauxsouterraines... .. . . .. . .. . . . .. .. . .39 Chapitre2 -Lesmilieuxlacustres...........................41

Il.Lebilanhydrique43

AIPrincipauxtypesdebilanshydriques44

6Tabledesmatières

III.Structurationdeslacsenfonctiondelaprofondeur. . .. . . .. . . ..47 BIStratificationthermique. . . .. . .. .. . . .. . . .. . .. .. . . .. . . .. . . ..48

AiLacommunautépélagique53

BILacommunautébenthique54

CILacommunautélittorale55

1.Caractéristiquesdeszoneshumides58

AiFonctionnementhydrologique58

BILavégétation59

Il.Lesfonctionsdeszoneshumides60

DIRôleécologiquedeszoneshumides62

DEUXIÈMEPARTIE

Fonctionnementdessystèmesbiologiques

1.Principalescaractéristiquesphysiquesetchimiquesdeseaux. . ..67

Il.Compositionchimiquedeseaux.. .. . . .. . . .. . .. .. . . .. . . .. . . ..69

BILesélémentsnutritifs76

1.Laproductionprimaire83

BINotionsdetrophie85

Il.Productionsecondaireetcycledelamatièrevivante.. . . .. . .. . ..87

AiLesréseauxetlesguildestrophiques87

ClLerôledeladiversitébiologique92

III.Fluxd'énergie.. .. .. . . .. . . .. . .. . . .. . .. . . .. .. . .. . . .. . .. . . ..92

Tabledesmatières7

1.Notionsd'échellesspatialesettemporelles.. . . .. . .. . . .. .. . .98

BIL:échelledutemps99

Il.Écologiedespopulations:nicheethabitat.. . .. . .. . . .. . . .. .. . .102

CILesintéractionsbiotiques107

DILadérive108

AlUnedistributionenagrégats110

BIDynamiquedesmosaïques110

CIConnexionsetconnectivité111

V.Rôlefonctionneldelabiodiversité. . . .. . . .. .. . .. . . . .. . .. . .. . .112

TROISIÈMEPARTIE

Conséquencesdesactivitéshumaines

surleshydrosystèmes

1.Enjeuxetusagesdel'eau... . .. .. . . .. . . .. . .. . .. . . .. . .. . .. . ..115

1.Occupationdessols:agricultureeturbanisation. . . . .. . .. . .. . ..119

Il.Endiguementsetrectificationsducours... . .. . .. . .. . . .. . .. . ..120

BILaSeine123

CILeMississippi124

III.Constructiondebarrages. . .. . .. . .. . . .. . .. . .. . . .. . . .. .. . . ..125

AlLesdiverstypesd'ouvrages125

IV.Extractionsdematériauxetprélèvementsd'eau.. . .. . . .. . .. . ..127

AlExploitationdesgranulats127

BILesprélèvementsd'eau128

Chapitre8 -Lespollutionsetleursconséquences131

Il.Bioaccumulationetbioamplification134

III.Pollutionparlesmatièresorganiques. . .. . .. . .. . .. . . .. . . .. .. .134

Tabledesmatières

IV.Pollutionparlespesticides136

AILephénomèned'eutrophisation, . . . . . . . . . .... . . . . .141

BIt.:exempledulacLéman142

VII.Autressourcesdepollution145

desécosystèmesaquatiques147

1.Lessystèmesbiologiques,indicateursdequalité.. .. . .. . . ... .. .147

Il.Intégritébiotiqueetsantédesécosystèmes. . .... . . ... . .. . .. ..149 V.L'espritdeslois... . ... . . .. . .. . .. . .... . .. . . ... . .. . .. .. . .. ..152

Conclusions155

1.Dessystèmesécologiquesdynamiques. .. . . .. .. .. .. . .. .. .. . ..155

Il.Leshydrosystèmes:unpatrimoineécologique.. .. .. .. . . .. .. ..158 III.Versunegestionintégréedeshydrosystèmes.... . .. . ... . .. . ..159

Bibliographie160

Introduction

18 m 3 etconstituéed'environ les

1.L'ORIGINEDESÉCOSYSTÈMES

AQUATIQUES:LECYCLEDEL'EAU

scienceducycledel'eau, rivières futl'objetdenombreusesspéculations.PourlesGrecs,l'eaudes menseréservoir

10Introduction

naissaientles sourcesetlesfleuves. blissantle tulé

BernardPalissy.

Jo._ _•

--,fr... exprimésen /0 '2 '2 mlparan. transforme ou facedusol,formantlesfleuves

IntroductionIl

Lecyclede

liquide,solide lesvégétaux,mobiliseseulement5.10 14 m 3 chaqueannée,soitseulement moyenne,pourl'ensembleduglobe,del'ordrede1 mparan.Lescontinents parlesfleuvesquiretournent

àlameratteint40.10

12 m

3•

LaFrancereçoitannuellement440.10

9 m 3 d'eauenmoyenne,soit

750mmdepluie,maisseulement330.10

9 m 3 danslesannéessèches.En moyenne,180.10 9 m 3 prèsde270000 resousformedevapeur.

Il.LADIVERSITÉDESMILIEUXAQUATIQUES

devariété terresverslamer,

Parmileseauxstagnantes,

ondistingue: •les fonds,commeleBaikal (l620m)ouleTanganyika(l435m),oupeupro fonds,commele lacTchadqui,danslesannées1960,couvraitenviron

25000km

2 pouruneprofondeurmoyennede4 m ; •les tation; •les •lesmilieuxartificiels,commeles lacsdebarrageouréservoirs,ycom besoin.

12Introduction

deltas,lesestuaires,etc. Les Paroppositionauxmilieux stagnants,oulentiques,lesmilieuxfluviaux,ou stagnantes. auxeaux faunesendogéesparfoistrèsriches. nentauxauxécosystèmes d'eaudouce,paroppositionauxeauxmarines

100mg.L-

l, ce teneurenselspeutdépasserlargement

100g.L-

l.

Àtitred'exemple,lateneur

moyennedel'eaudemerestde

35gdeselsparlitre,dontenviron30gde

chlorure plusdesels.

III.LANO"nOND'ÉCOSYSTÈME

mentellesinteragissent).

Introduction13

ambiant,ou depopulationsd'espècesconsti tuant delabiosphère. matièreetd'énergie,etlesprocessus detransformation.Ilenestainsi,par exemple, unchange ment nismes structuraux

IV.LANOTIOND'HYDROSYSTÈME

terrestresquilesentourent.

Ainsi,

peutêtredéfinicomme aquatiquesetterrestres,aussibiensuperficielsquesouterrains, établisdansla plainealluvialeetdont ment tèmesfluviaux,onaprisl'habitude deparlerd'unemanièreimagéedes quatredimensions del'hydrosystème: demanière biologiquesquisedéroulentenamont; eaux

14Introduction

enpériode d'étiage,alors deviennentdéfavorables ensurface; constituée surlerecyclage, dubassin conséquencessurleruissellementet lefonctionnementhydrologiqueainsi •ladimensiontemporelle:lessystèmesaquatiques actuelssontunhérita desfaunes.Lesévénementsmajeurslesplusrécents deszonestempérées desrivières.

Enréalité,ilfaudraitajouterune

cinquièmedimensionauxhydrosys lespluies,échangesgazeux (N sphériques,etc.

Introduction15

mêmerégimede

V.LALIMNOLOGIEOUSCIENCEDESMILIEUX

AQUATIQUESCONTINENTAUX

tales, s'appliqueenprinci ventà l'étudedesmilieuxcontinentaux.

Jusqueverslesannées1960,lalimnologie

s'estprincipalementintéressée rivièressupplantentmaintenant

VI.L'HOMMEETLESHYDROSYSTÈMES

16Introduction

amenélestechniciens d'aménagementsafin lanaviga leplussouventconduità nues.Il est hydrosystèmes,

àplusou

sancesscientifiques d'Aralparexemple,nedevraientplus sereproduire,pourpeuquelespoli

PREMIÈREPARTIE

Structureetorganisation

dessystèmesaquatiquescontinentaux nente,etcequenousobservonsà miquesquiévoluentdansletemps. unhydrosystèmecondition qu'on

C'estdanscecadre

mentsedévelopper.

àprésenterles

principauxfacteursquicontribuent

àstructurerlavieenmilieuaquatique

continental. -1-

Lessystèmesfluviaux

etdes fonctions: lesdifférentescomposantes del'hydrosystème;

1.UNFLEUVEDANSSAVALLÉE

Orcesdifférentesdisci

20Lessystèmesfluviaux

pourleslimnologistes. ledébutdesannées soixante-dix,grâce graphiqueetson etisolédesautresbassinsparune lignedepartagedeseauxquiestleplus souventunelignedecrête. sachantquelebassinversant chacundesaffluents. petitsruisseauxet phologiques couverturevégétale l'érosiondessols,ainsiquesur lesapportsenmatièreorganiquedansla rivière.

Il.FONCTIONNEMENTHYDROLOGIQUE

DESSYSTÈMESFLUVIAUX

Cefluxunidirectionnel,variabledans

letemps,caractériselessystèmesflu viaux.Ilconstitueégalement créentunegrandediversitéd'habitatsqui, deplusoumoinslonguedurée, se

Lessystèmesfluviaux21

AIPluies,ruissellement,écoulement

rapidementutiliséepar dans sur tionset del'année.

Laproportiondeseauxquis'infiltrentdans

lesoletalimententlesnappes souterrainesdépendde d'unpointàl'autredubas lapresquetota litédeseauxdepluiesva, aucontraire,s'infiltrer.

Lesnappesphréatiquesvont,

minebeaucouppluslentementdans lesolqu'ensurface.C'estprincipale leplussouventàl'époqueoù nephréatique,lescours d'eau importantessurl'écologiedecesmilieux.

Jpluiespluiesf

ruissellement ruissellement superficiel f hypodermiqueetinfiltration.

22Lessystèmesfluviaux

couvertsdevégétation.Ilestplusimportantsurdes prairiesquesurdessols ruissellement.

BILesgrandstypesderégimesfluviaux

levolumed'eauexprimé enm

3•

S'I,quipassedurantuntempsdonnéàtra

1).Àeux

àmoyenetlongterme

puisqu'ildépenddesvariationsduclimat.

L'hydrogrammeestlacourbequi

àl'exutoired'unbassin

atteintunmaximum,puisdécroît.

C'estcequel'onappelleunecrue.

unsensunpeudifférentpour

àladuréeplusoumoins

Lessystèmesfluviaux23

longue,consécutive nellementfaiblesouélevés. super-ficielongueurdébit longueurdébit fleuvesdumoyenfleuves dumoyen dubassinfleuveannueldubassinfleuveannuel Volga

136000036907900Amazone70000006500180000

Danube817000

28576439Nil290000066702800

Rhin22000013202250Congo3700000470041000

Vistule1940001050 1050Yangzij'

Elbe

1320001100

1500iang1800000580022000

Loire1210001020850HouangHo75000047003 300

Rhône

990008101700Mississippi3200000378018000

Seine73700776420Parana2300000420015000

Garonne52000647630Gange1000 000250019000

Tableau1.Surfacedubassinversant,(km

2)quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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