Les modèles prédictifs développés dans le cadre de ce mandat (PREDIR-Plateau et PREDIC-Plateau basés sur les étangs du Plateau suisse, altitude < 1000 m ) ont mis en évidence 14 facteurs régulant la biodiversité des étangs: l’altitude, la surface, la profondeur moyenne, le développement des rives, l’âge du plan d’eau, la conductibilité, la transparence, l’ombrage de l’étang, le degré d’eutrophisation, la proportion de la surface de l’étang occupée par de la végétation submergée et/ou à feuilles flottantes, la proportion du bassin versant occupée par des surfaces agricoles, la présence de poissons, la proportion de forêts dans l’environnement immédiat (à 50m) de l’étang. L’influence respective de ces paramètres est plus ou moins importante et varie suivant les groupes taxinomiques pris en compte. Ces relations ont été quantifiées dans les relations mathématiques servant de base aux modèles prédictifs ; elles sont synthétisées dans le Tableau 5-1. Outre l’influence générale négative de l’altitude sur la diversité de tous
d’au moins trois groupes taxinomique et paraissent ainsi particulièrement importantes à prendre en compte : la profondeur moyenne, la transparence de l’eau, le niveau trophique, la présence de végétation aquatique submergée, l’ombrage et la proportion du bassin versant occupé par l’agriculture.
Relevons qu’une variable peut avoir à la fois un effet positif sur un groupe taxinomique et négatif sur un autre. C’est par exemple le cas de la profondeur. Une profondeur moyenne faible est favorable à la diversité des Coléoptères, alors qu’elle doit être relativement importante pour être bénéfique aux Odonates.
Tableau 5-1. Synthèse de l’influence des principales variables (modèle PLOCH-Plateau) sur la richesse et la valeur de conservation de différents groupes taxinomiques.
Valeur en % : augmentation de la richesse par la simulation du passage de la valeur la moins favorable à la valeur la plus favorable
Quantification de l’influence des variables :
♣: < 26% ♣♣: 26% à 50% ♣♣♣: 51% à 75% ♣♣♣♣: 76% à 100% ♣♣♣♣♣: >
100%
facteur positif facteur négatif
facteur positif (jusqu’à une valeur intermédiaire) puis négatif
Richesse Val.
Conserv. Richesse Val.
Conserv. Richesse Val.
Conserv. Richesse Val.
Conserv. Richesse Val.
Les 14 variables sélectionnées dans les modèles prédictifs PREDIR-Plateau ou PREDIC- Plateau sont celles qui régulent la biodiversité des étangs du Plateau suisse (altitude < 1000m). Il est toutefois évident que si le Canton de Genève était isolé du Plateau suisse, le jeu de variables sélectionné serait différent.
L’adaptation du modèle « Plateau suisse » au contexte genevois n’a pas été réalisée ici faute d’informations standardisées sur la biologie des étangs du Canton. Une étude parallèle à ce projet
(Bedeaux, 2001) a réalisé cette approche pour la flore aquatique et a souligné l’influence très importante de deux autres variables:
- l’occupation du territoire (ou des sols) : situation en milieu urbain, semi-urbain ou rural (forêt, agriculture …),
- l’introduction d’espèces végétales.
Il est également probable que la connectivité joue un rôle très important dans le Canton de Genève, puisque les obstacles naturels ou artificiels y sont très abondants (lac, Rhône, zones urbanisées, autoroute ...).
L’altitude
L’altitude est un facteur clé de la régulation de la biodiversité des étangs, et ceci même au niveau du Plateau suisse (Oertli et al. 2000). La décroissance de la richesse spécifique est marquée pour tous les groupes taxinomiques déjà avec une faible élévation de l'altitude. Les valeurs de conservation suivent aussi cette tendance, à l’exception de celles des plantes et des Coléoptères.
Ce facteur est également à prendre en considération dans le canton de Genève. Ainsi pour un étang fictif d’un hectare situé à Chancy (altitude de 360 m), le modèle prédit-il des richesses de 26 espèces de plantes aquatiques et de 20 espèces d’Odonates, alors que pour le même étang situé à Cologny (altitude de 500 m) ces valeurs tombent respectivement à 24 espèces de plantes et 17 espèces d’Odonates.
La surface
Plus la surface d’un étang est grande, plus la richesse spécifique en plantes ou en Odonates est grande.
Les richesses spécifiques en Coléoptères, Gastéropodes et Amphibiens ne semblent toutefois pas influencées par ce paramètre. En outre, les valeurs de conservation de tous les groupes taxinomiques se révèlent ici également indépendantes de la surface des étangs (voir également Oertli et al. 2002).
Ainsi pour un étang fictif présentant les mêmes caractéristiques (outre la surface), un accroissement de 1’000 à 10’000 m2 entraînerait une augmentation de 21 à 26 espèces pour les plantes et de 15 à 20 espèces pour les Odonates.
Le doublement de sa surface (de 1000 m2 à 2000 m2) permettrait quant à lui un gain d'une ou deux espèces seulement: on passerait d’une richesse de 21 espèces de plantes à 22 espèces. Pour les Odonates, on passerait de 21 à 23 espèces.
Les étangs du Canton de Genève sont généralement de faible surface. Les exceptions concernent les grands étangs des réserves du Moulin de Vert (09.04, 09.06 et 09.07), de Véré (37.01, 37.04 et 37.03), du Marais des Fontaines (30.01a) et du Marais du Château (14.01), qui tous dépassent 1 hectare.
La profondeur moyenne
La profondeur moyenne influence fortement la diversité en Coléoptères, Odonates et Amphibiens. La richesse en Coléoptères d’un étang est d’autant plus élevée que la profondeur moyenne est faible. La valeur de conservation des Coléoptères et des Amphibiens suit la même tendance. En revanche, il apparaît que la valeur de conservation des Odonates est nettement meilleure si la profondeur de l’étang est élevée (par ex. 3 m). Les diversités en plantes et en Gastéropodes ne semblent pas être influencées par ce paramètre.
Dans un étang dans lequel tous les paramètres concernant les Coléoptères, (y compris une profondeur moyenne de 0.5m) seraient à leur valeur la plus favorable, 42 espèces au maximum peuvent être attendues. Une augmentation de la profondeur à la valeur la plus défavorable (3m) réduirait ce nombre à 34 espèces. En même temps, la valeur de conservation diminuerait très fortement.
Dans le Canton de Genève, la majorité des étangs ont une profondeur peu importante. Ainsi, seuls 11 étangs présentent-ils une profondeur moyenne supérieure à 2 m, alors que 50 ont une profondeur moyenne de moins de 0.5 m.
Le développement des rives
Le développement des rives d’un étang est minimal (=1) quand sa forme est ronde (ex. : étang de la station de zoologie, 12.02) et augmente avec le rapport entre la longueur de rive et la surface (ex. : étang de la Combes Chapuis, 44.02) (valeur maximale= 2 ou plus).
Un développement des rives important est favorable à la diversité des plantes aquatiques et des Gastéropodes (richesse et valeur de conservation).
Un étang fictif dont on augmenterait de 1 à 2 le développement des rives verrait potentiellement sa richesse en plantes passer de 24 à 36 espèces. En même temps, les valeurs de conservation des plantes et des Gastéropodes augmenteraient nettement.
Age
La valeur de conservation des Odonates augmente avec l’âge de l’étang.
Les diversités des autres groupes taxinomiques semblent insensibles à cette variable.
Les étangs les plus anciens du Canton de Genève sont l’Île Calvin (34.03), la Pisciculture St-Victor (09.02), le Bassin de M. Meyer (04.03), le Marais de Sionnet (14.03), le Marais du Château (14.01), le Marais des Fontaines (30.01) et le Bois d'Avault (06.01).
La conductibilité
La conductibilité influence les diversités en plantes et en Coléoptères. Elle a peu d’influence sur les Gastéropodes, les Odonates et les Batraciens.
Avec une augmentation de conductibilité, on assiste à une diminution de la richesse en Coléoptères et de la valeur de conservation des plantes.
Certains étangs du Canton ont une conductibilité très élevée, qui s'avère néfaste à la diversité en plantes et en Coléoptères : Gravière d’Athenaz (04.01), Marais de Sionnet (14.03), Etangs du Golf de Bessinge (42.01, 42.02) et Etang de la Hoirie Borel (14.04).
La transparence de l’eau
Une transparence de l’eau élevée en période estivale est propice aux plantes, aux Gastéropodes et aux Coléoptères. Au contraire, la richesse en Batraciens diminue lorsque la transparence de l’eau augmente.
Les Odonates ne semblent pas influencés ici par la transparence.
Ainsi, avec une transparence minimale de 10cm, par exemple, la richesse en plantes aquatiques d’un étang fictif serait de 17 espèces. Il gagnerait 10 espèces si la transparence s'élevait à plus de 60 cm (mesure avec un tube Snellen). La richesse en Gastéropodes passerait de 6 à 13 espèces et celle des Amphibiens, a contrario, perdrait 2 espèces en passant de 9 à 7 taxons. De même, les valeurs de conservation (plantes, Coléoptères, Gastéropodes) augmenteraient considérablement avec une transparence élevée.
La transparence est influencée par la présence de particules minérales et organiques en suspension.
Par temps pluvieux, de petits ruisselets peuvent se former et apporter de grandes quantités de particules issues de l’érosion du bassin versant. C’est le cas pour beaucoup d’étangs forestiers du Canton (par exemple Les Rappes, 24.04). Par ailleurs, l’eutrophisation des eaux peut provoquer un développement algal important (phytoplancton), susceptible d’altérer fortement la transparence (ex. : Bassin du Parc de la Grange, 21.04).
Enfin, la présence de poissons (ex. : étang du Jardin Botanique, 21.08) ou de canards (ex. : étang de la Campagne Brot, 31.01) en quantité excessive est néfaste à la transparence (mouvements d’eau importants favorisant la remise en suspension des sédiments, apports de nutriments favorisant le développement exubérant des algues phytoplanctonique).
L’eutrophisation
Le stade hypertrophe est défavorable aux plantes, aux Coléoptères et aux Odonates. Toutefois un état mésotrophe, voire eutrophe est favorable à la richesse spécifique de ces groupes. Les Batraciens et les Gastéropodes ne semblent pas influencés par ce paramètre.
Par exemple, un étang fictif eutrophe, avec des richesses en plantes et en Odonates de 10 espèces, verraient ces richesses s'abaisser à 6 et 9 respectivement s’il évoluait vers un stade hypertrophe. Quant à
la valeur de conservation des Coléoptères, elle diminue très fortement si le niveau trophique passait du stade mésotrophe au stade eutrophe.
Comme mentionné dans le chapitre 4.1, rappelons que 66 des 132 étangs étudiés sont hypertrophes, 12 sont mésotrophes (beaucoup d’étangs alimentés par l’eau du réseau ; ex. : Etang du Jardin Botanique 21.08, Bassin du BIT 21.07, Bassin du Château de Penthes 34.04, Bassin de la Station de Zoologie 12.01), alors qu’aucun n’est oligotrophe.
La proportion du bassin versant occupé par l’agriculture
La proportion du bassin versant occupée par l’agriculture influence de manière diverse les diversités (richesse et valeur de conservation) en Gastéropodes, Coléoptères et Odonates. Notons que les diversités floristique et en Amphibiens ne semblent pas influencées par ce paramètre.
Plus la proportion du bassin versant occupée par l’agriculture est importante, plus la richesse en Odonates sera affectée ; ainsi pour un étang hébergeant 14 espèces, la transition fictive dans un bassin occupé à plus de 60% par des surfaces agricoles entraînerait-elle la perte de 4 espèces. En outre, l’influence de ce facteur est différente sur la diversité en Gastéropodes et en Coléoptères : des bassins versants totalement agricoles ou exempts d'agriculture sont négatifs pour la diversité, alors que la situation la plus favorable est obtenue avec une occupation de 50 % de la surface du bassin par l'agriculture.
De nombreux étangs du Canton sont situés en milieu urbain et ne sont donc pas influencés par l’agriculture. Parmi les autres, 35 ont un bassin versant fortement occupé par des surfaces agricoles (plus de 70% de sa surface), certains même en quasi-totalité (ex. : Le Miolan 14.02, le Marais du Château 14.01, les Prés de l’Oie 29.03, Bois Campex 35.02 et 35.03).
La présence d’herbiers de végétation aquatique submergée
Les richesses en Gastéropodes et en Coléoptères ainsi que la valeur de conservation des Odonates augmentent avec le recouvrement des fonds de l’étang par les plantes submergées. La richesse en Batraciens ne semble pas affectée par ce facteur.
Un étang fictif sans végétation submergée hébergerait en moyenne 10 espèces de Gastéropodes. Avec un recouvrement optimal (environ de 80 % de recouvrement), un gain de 3 espèces est prédit. Avec les mêmes changements de conditions, la richesse en Coléoptères augmenterait d’une dizaine d’espèces et la valeur de conservation des Odonates doublerait presque.
Plusieurs étangs du Canton présentent des fonds presque totalement couvert de végétation submergée.
Ils présenteraient ainsi des conditions favorables à la diversité en Gastéropodes, Coléoptères et Odonates (ex. : étang Hainard 09.04 ; étang des Evaux 18.03 ; Richelien 44.08). De nombreux autres étangs (70 sur les 132 étudiés) sont dépourvus de ce type de végétation. Des mesures de gestion adéquates permettraient de favoriser la colonisation des fonds par les plantes dans plusieurs d’entre eux (ex. : étang des tritons 43.01 , étang de la Clinique Bel-Air 40.01, étang de la campagne Brot 31.01, le Miolan 14.02, Moulin-de-Vert aval 09.07).
La présence d’herbiers de végétation aquatique à feuilles flottantes
Un fort recouvrement de la surface d’un étang par la végétation aquatique à feuilles flottantes est très favorable à la diversité des Gastéropodes. Les autres groupes taxinomiques semblent indifférents à ce paramètre.
Ainsi pour un étang fictif dépourvu de végétation à feuilles flottantes et hébergeant 8 espèces de Gastéropodes, peut-on s'attendre à trouver 5 espèces de plus si le recouvrement par cette végétation est important.
De nombreux étangs du Canton (46 sur 132) sont dépourvus de ce type de végétation ; une telle végétation pourrait être favorisée sur les 37 étangs dans lesquels la végétation aquatique submergée fait également défaut. Ces mesures devraient concerner en priorité les étangs dans lesquels la transparence de l’eau est faible car les plantes à feuilles flottantes supportent mieux ces conditions que les plantes à feuilles submergées (ex. : étang de la campagne Brot 31.01, étang de la clinique Bel-Air 40.01, étang du Bois de la Bâtie 21.05, Bois de Valavran 06.02, Pré Béroud bas 44.04, étang des tritons 43.01).
La présence de poissons
La présence de poissons est néfaste à une richesse élevée en Coléoptères et en Amphibiens. Ainsi, l’introduction de poissons dans un étang riche de 20 espèces de Coléoptères et 7 d’Amphibiens, ferait-elle chuter ces richesses de 7 et 1 espèce respectivement.
Les diversités en Odonates, en Gastéropodes et en plantes semblent insensibles à la présence de poissons.
Près de la moitié des étangs du Canton hébergent des poissons.
L’ombrage de l’étang
L’ombrage de l’étang est un facteur très important influençant les diversités en plantes, Coléoptères, Odonates et Amphibiens. En revanche, la diversité en Gastéropodes ne semble pas sensible à ce paramètre
Alors qu'un fort ombrage est préjudiciable à la diversité en plantes, Odonates et Amphibiens, il est profitable à la valeur de conservation des Coléoptères. L’absence total d’ombrage ne favorise toutefois pas une grande valeur de conservation des Amphibiens, qui est optimale avec un ombrage léger (1 à 5%).
Ainsi, par exemple, un étang fortement ombragé hébergeant 16 espèces de plantes, 4 d’Odonates et 4 d’Amphibiens peut-il potentiellement gagner respectivement 12, 6 et 2 espèces s’il est entièrement dégagé.
Dans le Canton de Genève, les étangs totalement ombragés sont toujours de petits plans d’eau de surface inférieure à 1200 m2 (ex. : Île Calvin 34.03, Château des Bois 38.01, La Bergerie 09.09). Les grands plans d’eau présentent inévitablement une partie de leur surface libre d’ombrage, même si les rives sont totalement ombragées (ex. les étangs des bois de Versoix et de Jussy).
La proportion de l’environnement immédiat (à 50 m) occupée par la forêt
La proportion de l’environnement immédiat (à 50 m) occupé par de la forêt influence négativement les valeurs de conservation de la flore et des Coléoptères. Cela signifie que, dans des étangs forestiers, les espèces menacées seraient moins fréquentes que dans des étangs situés en dehors des forêts.
L'occupation du territoire (urbain, non-urbain) Faune: ?
Cette variable n’a pas été retenue dans le cadre de l’étude PLOCH. Elle est de ce fait absente des modèles prédictifs. Toutefois, dans un Canton fortement urbanisé comme celui de Genève, il est essentiel de retenir cette variable. Ainsi Bedeaux (2001) a-t-il démontré l’influence primordiale de ce paramètre, le contexte urbain agissant négativement sur la diversité de la flore. On peut supposer que cette variable agit également sur les groupes faunistiques.
L’introduction d’espèces végétales
Cette variable n’a pas été retenue dans le cadre de l’étude PLOCH. Elle est de ce fait absente des modèles prédictifs. Toutefois, dans un Canton densément peuplé comme celui de Genève, la pression humaine est très forte sur les écosystèmes. Elle se traduit notamment par des introductions d’espèces végétales indigènes ou non par les gestionnaires ou les naturalistes amateurs. Par exemple, plusieurs étangs de petite taille hébergent en 2001 des diversités végétales relativement élevées et totalement artificielles (Bassin du Parc Louis Bertrand 28.02, Bassin de la Station de Zoologie 12.01, Bassin de l'école de Tréchaumon 18.01, Bassin de la Maison de convalescence 21.10, Etang du collège Rousseau 21.09, Etang du Jardin Botanique 21.08, Etang du chemin des Préjins 23.01, Bassin du Parc Chuit 28.01, Etang du Parc Bertrand 21.12, Etang des Evaux 18.03).
Ainsi Bedeaux (2001) a-t-il démontré la grande influence de ce paramètre, tout particulièrement en milieu urbain. Toutefois, si les introductions d’espèces augmentent artificiellement la richesse floristique, on n’en connaît pas les conséquences sur la diversité des groupes faunistiques. Augmente-t-elle aussi (hypothèses de diversification des habitats, de milieu non saturé) ou reste-t-elle similaire (hypothèse de milieu déjà saturé : "carriing capacity" atteinte) ?
La connectivité + autres groupes
Cette variable n’a pas été retenue dans les modèles prédictifs développés pour les étangs du Plateau suisse. Toutefois la connectivité entre milieux de même type devenus rares dans le paysage, comme c’est le cas pour les étangs, est un facteur particulièrement important à prendre en compte, d’autant plus dans un canton comme celui de Genève, occupé par un réseau dense d'obstacles aux migrations (routes, habitations, autres surfaces revêtues). La carte réalisée à partir des hotspots (Figure 4-5) illustre bien les discontinuités de connectivité dans le Canton et permet de préciser les régions où il serait souhaitable d’intervenir (création, restauration). Une telle approche graphique devrait également être effectuée en se basant sur la présence d'espèces menacées, comme réalisée par Ray (1999) pour Bufo bufo, Bufo calamita et Triturus alpestris.