Les facteurs abiotiques

Les données de physico-chimie de laboratoire ont été extraites de la banque de données

mises à disposition par l’Office de l’Eau (http://banquededonnees.eaureunion.fr/bdd/). La

base de données utilisée implique 212 relevés sur les 307 ayant fait l’objet d’inventaires. Les

données relatives à la croissance du biofilm (fenêtre temporelle de 3 mois précédant la date de

prélèvement) ont été choisies pour déterminer la physico-chimie moyenne de la station.

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Concernant les valeurs non numériques, compte tenu de la non-atteinte du seuil de détection

ou de quantification, elles ont été gérées en divisant par 2 la valeur du seuil. Les différentes

analyses statistiques ont été menées sous le logiciel R (R Development Core Team 2012). Les

différents packages utilisés sont notamment ADE4 (Dray & Dufour 2004), vegan (Oksanen et

al. 2012), indicspecies (De Cáceres & Legendre 2009), rioja (Juggins 2012), mvpart (De’ath

2012), MVPARTwrap (Ouellette & Legendre 2012), BiodiversityR (Kindt & Coe 2005),

TeachingDemos (Snow 2012) et labdsv (Roberts 2012).

Les descripteurs retenus sont pour la géochimie-hydrochimie naturelle :

– La température (exprimée en °C). Elle influe sur d’autres paramètres

physico-chimiques, notamment l’oxygène dissous,

– Le pH. Il mesure l’acidité de l’eau (concentration en ions hydrogène (H⁺)),

– La conductivité électrique (exprimée en µS.cm^-1). Elle est une expression numérique

de la capacité d’une solution à conduire le courant électrique. Les sels minéraux en solution

sont plutôt de bons conducteurs électriques. Elle donne une bonne appréciation des matières

en solution dans l’eau,

– Le calcium (exprimé en mg (Ca²⁺).L^-1),

– Les carbonates (exprimés mg (CO3^2-).L^-1). Cette variable représente surtout les sites

les plus carbonatés.

– Les chlorures (exprimés en mg (Cl^-).L^-1). Cette variable marque l’influence haline

naturelle pour les stations proches du littoral et pouvant subir des entrées maritimes dues à la

houle. Ils peuvent aussi être abondants dans des secteurs plus en amont sous influence

volcanique ou thermale. Ils peuvent également être localement présents dans des rejets

d’origine anthropique (industrie agro-alimentaire ou des eaux usées domestiques),

– Le sodium (exprimé en mg (Na⁺).L^-1) qui peut être aussi un descripteur d'influence

haline littorale. Cependant, des eaux thermales issues du volcanisme peuvent aussi en

contenir, sous forme de chlorures et aussi sous forme de carbonates. Enfin, il peut en être

contenu dans des rejets anthropiques,

– Les sulfates (exprimés en mg (SO₄^2-).L^-1). Ils peuvent se retrouver dans les eaux par

l’influence du volcanisme. En concentrations importantes, ils peuvent signer une altération

anthropique d’origine chimique ou domestique,

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– Le Titre Alcalimétrique Complet (TAC) (exprimé en °f). C'est un bon indicateur de

conditions chimiques naturelles représentant bien le gradient entre des eaux peu minéralisées

et acides et des eaux géochimiquement très minéralisées et plutôt basiques. Mais il peut aussi,

dans les très fortes valeurs, traduire une forte altération anthropique alcalinisante (rejets

basiques de certaines stations d’épuration (STEP), d'industries chimiques ou d’industries

agro-alimentaires (IAA)…).

Les descripteurs typiquement représentatifs du degré d'altération anthropique sont :

– Le taux de saturation en oxygène (exprimé en %). Ce paramètre est dépendant dans le

milieu aquatique d’un équilibre entre production et consommation. L’enrichissement en

oxygène du milieu provient de la diffusion depuis l’atmosphère, d’autant plus que l’eau est

brassée et de sa production par les organismes phototrophes (photosynthèse). Sa

consommation est liée à l’activité des organismes aquatiques (respiration) et aux processus

d’oxydation et de décomposition de la matière organique présente dans l’eau. Dans les

milieux pollués par les composés organiques, ces derniers processus deviennent

prépondérants et conduisent à un appauvrissement du milieu en oxygène.

– La teneur en matières en suspension (MES) (exprimé en mg.L^-1). Elle comprend toutes les

matières minérales ou organiques qui ne se solubilisent pas dans l’eau. Elles incluent les

argiles, les sables, les limons, les matières organiques et minérales de faible dimension, le

plancton et autres micro-organismes de l’eau. Elle peut être représentative des usages

agricoles et rendre compte d'une altération anthropique liée à l'érosion. Elle constitue une

pollution solide de l’eau,

– Le phosphore total (exprimé en mg (P).L^-1). Sa concentration peut être liée à l’érosion des

sols ; une partie de son signal est aussi due aux pratiques agricoles de fertilisation, aux

effluents (d'élevage, de STEP) et aux formulations lessivielles,

– Les orthophosphates (exprimés en mg (PO₄^2-).L^-1). Ils correspondent à la fraction la plus

rapidement biodisponible du phosphore présent dans les hydrosystèmes. Ils ont pour origine

des engrais agricoles, des formulations lessivielles, des effluents d'élevage et d'industries

agro-alimentaires, des effluents domestiques et de stations d’épuration,

– La demande chimique en oxygène (DCO) (exprimée en mg O₂.L^-1). Elle correspond à la

quantité d’oxygène nécessaire pour la dégradation par voie chimique, effectuée à l’aide d’un

oxydant puissant, des composés organiques présents dans l’eau. Pour de fortes valeurs, elle

signe un enrichissement organique anthropique qui peut aller de matières très oxydables (donc

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fortement dommageables au fonctionnement écologique d'un hydrosystème) à plus

réfractaires (matières organiques non minéralisées au cours d'un traitement de STEP ou de

rejet d'IAA),

– La demande biologique en oxygène sous 5 jours (DBO5) (exprimée en mg O₂.L^-1). Elle

correspond à la quantité d’oxygène (exprimée en mg.l^–1) nécessaire aux micro-organismes

décomposeurs pour dégrader et minéraliser en 5 jours la matière organique présente dans un

litre d’eau. C'est l'un des descripteurs primordiaux pour marquer les altérations anthropiques,

et notamment les rejets de matière organique fortement biodisponible et minéralisable,

– Le carbone organique dissous (COD) (exprimé en mg (C).L^-1). Une partie du COD peut être

due à une origine naturelle (par exemple eaux de tourbières, eaux de drainage de zones

comportant des accumulations organiques naturelles). Le COD peut aussi résulter du rejet

dans le milieu de matières organiques fermentescibles (rejets de STEP, rejets d'élevage, rejets

domestiques diffus, rejets d'IAA) et est, dans ce cas, synonyme d'altération anthropique,

– L’ammonium (exprimé en mg (NH⁴⁺).L^-1). Il peut être produit en teneurs relativement

élevées lors de phénomènes d'ammonification de la matière organique (aval d'élevages, aval

de STEPS) et peut aussi arriver aux hydrosystèmes suite à des lixiviations d'engrais azotés

ammoniaqués. Il peut aussi provenir, en milieu réducteur, du processus de dénitrification,

– Les nitrites (exprimés en mg (NO^2-).L^-1). Forme assez transitoire et fugace de l'azote

minéral dans les écosystèmes aquatiques, elle rend compte, comme les ions ammonium, d'une

activité de minéralisation en cours de matières organiques fermentescibles et de conditions un

peu réduites du milieu aquatique. Elle peut être très toxique sur tous les compartiments

biologiques, mais n'atteint que rarement des valeurs élevées, constituant une forme chimique

très transitoire entre l'ammonium et les nitrates,

– Les nitrates (exprimés en mg (NO^3-).L^-1). Les nitrates constituent un indicateur indéniable

d'altération anthropique. Forme la plus oxydée de l'azote minéral, ils marquent la forme

terminale de l'azote issu de la minéralisation des matières organiques fermentescibles (type

effluent organique, rejet de STEP…). Des apports directs par l'activité agricole (apports, pour

la fertilisation des parcelles, de nitrates, d'ammonitrate, d'apports organiques type fumier et

lisier) contribuent aussi de façon importante aux quantités trouvées dans les eaux,

– L'azote Kjeldahl (exprimé en mg (N).L^-1). Il représente l’azote organique et l’azote

ammoniacal. Ce descripteur très sensiblement induit par l'altération anthropique est

représentatif de la disponibilité de matières actives azotées fermentescibles.

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Chapitre 3 : Etude de l’écologie des

70

1 Généralités

L’ensemble des relevés (couple station/date) est au nombre de 307. L’analyse de ces 307

relevés a permis d’identifier 343 taxons répartis dans 61 genres. Les abondances relatives

maximales des taxons recensés varient de 0,2 % (une valve observée) à 95,8 % et les

occurrences de 1 à 280 (figure 18).

Figure 18. Structure simplifiée des communautés.

La structure des communautés diatomiques de La Réunion est constituée à plus de 70 % par

des taxons rares ou sporadiques. Près du quart des taxons ne se retrouvent que sur un seul

relevé. A l’inverse, quelques taxons sont présents en abondance et sur un grand nombre de

relevés.

Nombre de taxons

Présence-absence 343

Genre 61

Abondance Relative Maximale

<1% (sporadique) 139

1-5% (rare) 94

5-10% (régulier) 33

10-30% (commun) 44

30-60% (fréquent) 20

60-100% (dominant) 13

Occurrence

>200 3

>150 9

>100 11

50-90 23

20-49 31

10-19 34

6-9 39

4-5 38

3 34

2 37

1 84

Dans le document Diatomées épilithiques des cours d’eau pérennes de l’île de la Réunion : taxinomie - écologie (Page 65-71)