1 Amont 2 Secteur médian 3 Aval
Figure 6.1 : Fonctionnement hydrologique des zones humides associées aux cours d’eau au sein du bassin versant, d’après TABACCHI et al., 1998
Débit
Diminution des pics
Temps
Accentuation des pics
Débit
Temps Dans le secteur médian (2), les écoulements qui transitent dans les
zones humides proviennent à la fois du versant et de la nappe allu- viale (nappe d’accompagnement du cours d’eau). Dans ces secteurs, l’alimentation de la zone humide peut être dominée par l’une ou l’autre de ces deux sources d’eau, selon le moment de l’année.
Enfin, dans la partie aval (3), la zone humide est alimentée essen- tiellement par la nappe alluviale ou directement par le cours d’eau lui-même en cas de débordement. Une plus faible proportion d’eau vient des versants (6.2 ; 6.3 ; 6.4).
A l’amont comme à l’aval, les relations entre la zone humide, la nappe et le cours d’eau peuvent varier au cours de l’année, notamment en fonc- tion des évènements météorologiques. Par exemple, en période estivale, la baisse du niveau de nappe peut engendrer des flux d’eau du cours d’eau vers la zone humide.
6.1.1.2. La régulation des crues
Grâce au volume d’eau qu’elles sont capables de stocker et au ralen- tissement des écoulements, les zones humides de l’ensemble du bassin versant participent activement à la régulation des crues. Elles permettent d’atténuer et de retarder les pics de crue(figure 6.2). L’infiltration en zones humides est possible jusqu’à saturation des sols. Une fois les sols saturés, leur efficacité dans la régulation des crues ap- paraît davantage liée à leur capacité de ralentissement et d’expansion des écoulements (6.5).
A l’amont, les zones humides ralentissent le transfert de l’eau principale- ment en provenance du versant : mise en charge, stockage puis décharge (6.6). A l’aval, les zones humides stockent l’eau amenée par la nappe d’accompagnement du cours d’eau, par un effet d’étalement.
La nappe occupe progressivement tout le volume du sol jusqu’en surface et peut déborder, provoquant ainsi une crue de nappe. A l’amont comme à l’aval, les zones humides favorisent le ralentissement physique des écoulements. Des hauteurs d’eau et des débits élevés sont généralement observés dans le cas de crues exceptionnelles par débordement du cours d’eau survenant plus communé- ment à l’aval du bassin versant. A l’inverse, de petits écoulements de crue ou le ruissellement issu du versant sont généralement de faible débit et hauteur d’eau.
Figure 6.2 : Illustration du rôle tampon des zones humides amont vis-à-vis des crues d’après WELSH et al., 2001
Rôle tampon hydrologique avec zones humides
Rôle tampon hydrologique sans zones humides
la réalisation de tout ou partie du cycle de vie des espèces l’accueil d’espèces ou d’habitats à forte valeur patrimoniale
l’existance de zones refuges, de reproduction et d’alimentation pour la faune, la flore et la fonge la participation au maintien de la continuité écologique*
6.1.1.3. Le soutien d’étiage
Les zones humides sont le plus souvent alimentées par l’eau souterraine. Par ailleurs, certaines zones humides peuvent participer au soutien des débits d’étiage dans le cas où elles stockent de l’eau lors d’évène- ments pluvieux et qu’elles la restituent progressivement en période estivale. Quand le niveau du cours d’eau diminue, il draine progressive- ment la nappe (soutien d’étiage) (6.1 ; 6.5).
Les zones humides liées au cours d’eau, mais déconnectées de la nappe souterraine (cas plus rares en Bretagne), soutiennent directement les étiages en alimentant les cours d’eau grâce à leur réserve.
6.1.1.4. La recharge de nappe
Certaines zones humides contribuent à la recharge de nappe souter- raine par infiltration d’une partie des apports d’eau superficiels qui les parcourent. Une recharge de la nappe n’a lieu que dans le cas où le niveau de la nappe est inférieur à celui de la zone humide (6.1). En Bretagne, les zones humides sont essentiellement des zones de résur- gence ou d’affleurement de la nappe. Ainsi, l’eau s’y infiltre et peut par- ticiper à la recharge la nappe uniquement lorsque le sol n’est pas saturé en eau (nappe basse). Dans le cas plus fréquent où la zone humide est alimentée par la nappe du versant (zones humides drainantes), la contri- bution à la recharge de nappe reste généralement faible (6.5).
Plus rarement, les zones humides rivulaires peuvent alimenter la nappe par infiltration de façon continue (zones humides dites « infiltrantes »), notamment lorsqu’il y a beaucoup de relief ou dans le cas d’une zone humide perchée ou de dépression (6.7 ; Com personnelle C. COUSSE- MENT, 2018). Dans ce cas, les apports d’eau sont principalement issus des précipitations (6.8).
6.1.2.1. Interception des matières en suspension et régulation des flux de nutriments
La position des zones humides au sein du bassin versant leur confère un rôle tampon stratégique entre le versant et le cours d’eau. En favorisant les processus de stockage végétal, de piège à matière en suspension, d’adsorption de nutriments et de polluants ainsi que de dénitrification, les zones humides participent activement à la régulation des flux de nutriments et de matières en suspension (MES) vers les cours d’eau et limitent les phénomènes d’eutrophisation* et de colmatage des milieux aquatiques* (6.1).
6.1.2.2. La séquestration du carbone
Les zones humides ont des capacités importantes de séquestration du carbone du fait des faibles taux de décomposition de la matière organique associés aux sols saturés en eau. Elles constituent en général des puits de carbone et participent ainsi à la régulation et à l’atténuation du changement climatique.
A l’interface entre milieux terrestres et aquatiques, les zones humides abritent et favorisent une grande biodiversité (6.1) en permettant :
6.1.2. Fonctions biogéochimiques
6.1.3. Fonctions biologiques
Le sujet d’EcoFriche est l’étude de l’effet d’un changement de végétation sur différentes fonctions des milieux aquatiques*.
D’autres éléments, ne faisant pas l’objet de cette étude, inter- viennent également sur ces fonctions, et souvent de manière pré- pondérante : le contexte climatique, topographique, pédologique, géologique du milieu étudié.
Par exemple, dans le cas d’une zone humide pentue, l’effet du type de couvert végétal serait moins marqué sur les écoulements, car le temps de résidence de l’eau dans le système est moins important que dans une zone humide plane.
De même, les effets du couvert végétal sur le cycle de l’eau pourront être d’autant plus importants que les contrastes saisonniers seront marqués, le déficit hydrique important en été, les réserves en eau du sol peu im- portantes et les précipitations fines et fréquentes (6.9).
On pourrait ainsi s’attendre à un effet plus marqué de ces changements de végétation dans l’est de la Bretagne que dans l’ouest, où le climat plus océanique atténue ces contrastes saisonniers.
Néanmoins, l’intégration du contexte géologique amène à nuancer ce propos car par exemple, les cours d’eau sur bassin schisteux présentent généralement une plus forte variabilité hydrologique au cours de l’année que les rivières des bassins granitiques (6.10).
Les différents usages qui exercent des pressions sur la réserve en eau, notamment les prélèvements, constituent également des para- mètres pouvant influencer les effets de l’enfrichement sur les fonctions des milieux aquatiques*.
Enfin, il est possible que des effets liés au changement climatique se superposent à ceux associés au développement du boisement spontané, rendant difficile l’identification des effets spécifiques de ces deux proces- sus sur les fonctions des zones humides.
Les éléments présentés dans ce document entendent donc comparer l’effet du changement de végétation, toutes choses étant égales par ail- leurs.
Quelques points
d’attention :
L’IMPORTANCE
du CONTEXTE
6.2
87Le développement du boisement spontané en bordure de cours d’eau (ripisylve) augmente l’ombrage et s’accompagne d’une baisse de la tem- pérature de l’eau. Plus précisément, la ripisylve réduit les variations jour- nalières de température et, en période estivale, limite le réchauffement des eaux en particulier sur les petits et moyens cours d’eau (6.11).
En comparaison avec une végétation basse*, le développement d’une ripisylve amène davantage de matière organique dans le cours d’eau. Cette matière organique présente des formes variables : arbres, troncs, branches, feuilles, litière*. C’est particulièrement le cas à l’amont, où l’ensemble du cours d’eau peut circuler sous le boisement, contrai- rement aux cours d’eau plus larges de l’aval où seules les berges sont concernées (6.12).
Les volumes et les quantités de bois apportés à la rivière dépendent de la proportion de cours d’eau bordé par un boisement. Une ripisylve peu développée sur le bassin versant apportera peu de bois vers la rivière.
Sur les petits cours d’eau, le développement d’un boisement dense et homogène peut limiter voire stopper la photosynthèse, ce qui inhibe la croissance de la végétation aquatique et réduit ainsi la diversité des habi- tats pour la faune du cours d’eau.
L’âge de la ripisylve a également une influence dans la mesure où plus il est important, plus le bois entrant dans la rivière peut être abondant, s’accumuler et ainsi migrer lentement (6.13).
L’apport de bois en rivière permet notamment de diversifier les habitats pour la faune aquatique (6.14).