Variables considérées

Comme les caractéristiques du biotope se définissent de manière multifactorielle, les variables à la base de cette typologie ont été sélectionnées de façon à représenter chacun des quatre groupes de facteurs. Ces variables sont la taille, la puissance spécifique, le substrat du lit, la forme alluviale, le style fluvial, l’alcalinité, le carbone organique dissous et la température (tableau 18). Plusieurs de ces variables ont aussi été utilisées dans la classification des cours d’eau de l’écorégion des Appalaches Nordiques et de l’Acadie réalisé par Nature Conservancy of Canada (Millar et Olivero-Sheldon, 2017). Les méthodes détaillées pour calculer les variables seront

100 expliquées dans le rapport méthodologique spécifique aux milieux aquatiques (Blais et collab., en préparation) et sont présentées succinctement dans le présent rapport.

Tableau 18. Variables considérées pour la typologie des biotopes aquatiques

Facteurs Variables Substitut Méthode

Hydrologie Taille Superficie du bassin

versant

Hydromorphologie Substrat du lit Substrat du lit Photo-interprétation Forme alluviale Forme alluvial Photo-interprétation Style fluvial Style fluvial Photo-interprétation Physico-chimie Alcalinité Géologie, Cultures GI,

dépôt argileux

La diversité des espèces aquatiques au sein d’un cours d’eau change spatialement le long du réseau hydrographique (Vannote et collab., 1980). Selon le concept de continuum fluvial (CCF) proposé par Vannote et collab. (1980), la structure et les fonctions des communautés biotiques s’ajustent, dans l’espace et dans le temps, de manière analogue aux ajustements de l’habitat physique le long des gradients environnementaux. Par conséquent, des changements pourront être observés dans la structure des communautés biotiques de l’amont vers l’aval. La taille du bassin versant s’avère donc un indicateur pertinent pour évaluer la diversité des biotopes aquatiques à l’échelle d’un territoire. À une échelle locale, dans une étude visant à explorer les liens entre la diversité biotique, Vander Vorste et collab. (2017) ont observé une augmentation significative de la diversité des espèces halieutiques et benthiques suivant la taille des cours d’eau. Bien que la pente de cette relation soit hautement significative, la quantité de variance expliquée est faible. Ceci suggère que d’autres facteurs sont plus importants que la taille pour expliquer la biodiversité à l’échelle locale mais qu’elle constitue un indicateur de fond pertinent.

Le substitut utilisé pour illustrer cette variable est la superficie du bassin versant en km².

101 13.5.4.2. Facteurs hydrauliques

Puissance spécifique en crue

La puissance spécifique d’un cours d’eau est directement liée au transport de sédiments. C’est la puissance moyenne disponible à une colonne d’eau en condition de crue par unité de lit (Bagnold, 1966). Elle contribue à l’interprétation du dynamisme hydro-sédimentaire d’un cours d’eau, un aspect fondamental du biotope. Elle est calculée en appliquant la formule suivante :

ω = (g ρ Q S) / w (W/m²)

Variable Description Valeur Unités

p Densité de l’eau 1000 kg/m3

g Accélération

gravitationnelle 9,81 m/s

Q Débit morphogène

niveau plein bord Variable m3s-1

w Largeur de la rivière

au niveau plein bord Variable m

s Pente (m/m) Variable sd

Les valeurs de largeur du cours d’eau ont été modélisées, tandis que les valeurs de débit proviennent d’un appariement des stations de référence du réseau de suivi des niveaux et débits à chaque point de référence du réseau hydrographique selon la ressemblance à l’égard de certaines variables (pente moyenne du bassin, pourcentage de dépôt, eau, etc.). Cette méthode avait été développée avant l’arrivée des données de l’Atlas hydroclimatique du Québec produit par la Direction de l’expertise hydrique. Les débits provenant de l’Atlas hydroclimatique du Québec seront utilisées dans la prochaine version de l’Atlas.

13.5.4.3. Facteurs hydromorphologiques

Il est généralement reconnu que l’hydromorphologie des cours d’eau contrôle les structures et les fonctions du biotope aquatique (Schmitt et collab., 2011; Amoros et Petts, 1993; Florsheim et collab., 2008; Choné et Biron, 2016). Les caractéristiques faisant partie des facteurs hydromorphologiques, bien qu’interreliées, contribuent chacune de manière particulière à la détermination du biotope. Le style fluvial reflète les processus gouvernant l’équilibre hydro-sédimentaire des cours d’eau. Le substrat influence fortement la distribution spatiale de plusieurs espèces benthiques (Rabeni et collab., 1977). On reconnait aussi certaines formes alluviales particulièrement significatives dans la détermination du biotope soit les deltas et les cônes alluviaux.

102 13.5.4.4. Facteurs physico-chimiques

Alcalinité

L’alcalinité de l’eau joue un rôle majeur dans la capacité d’un milieu aquatique à neutraliser les acides. Elle protège ainsi le biotope aquatique en tamponnant les apports acides susceptibles de faire varier le pH. L’alcalinité joue aussi un rôle important dans la distribution des plusieurs espèces vivantes (Hellquist, 1980). On observe aussi un lien positif entre l’alcalinité et la productivité de certaines espèces (Koetsier et collab., 1996). Par exemple, on observe de manière générale une plus grande productivité des invertébrés dans les cours d’eau dont l’alcalinité est élevée (Osborn et collab., 1981). L’alcalinité est obtenue par une modélisation empirique de la valeur médiane des huit mois de croissance des végétaux, soit de mars à octobre.

Carbone organique dissous

Le carbone organique dissous (COD) présent influence les processus biogéochimiques, la structure trophique, la productivité ainsi que le bilan carbone des écosystèmes aquatiques (Wetzel, 2001). En grande quantité, il limite la transparence de l’eau et peut ainsi influencer les stratégies d’alimentation de certaines espèces. Il joue aussi un rôle majeur dans le régime thermique des lacs, et de certains cours d’eau en limitant la pénétration de la radiation solaire.

Le COD joue un rôle dans la réduction de la toxicité de certains contaminants en favorisant l’adsorption des ceux-ci sur les molécules chargées constituant le COD (Despault, 2016). Il peut aussi jouer un rôle dans la capacité tampon de l’eau. La concentration en COD est obtenue par une modélisation empirique de la valeur médiane des huit mois de croissance des végétaux, soit de mars à octobre.

Température

La température influence pratiquement toutes les composantes des écosystèmes aquatiques.

Par exemple, étant exothermiques, le métabolisme des poissons est contrôlé par la température de l’eau. Elle contrôle la vitesse à laquelle les processus biochimiques se produiront, de l’émergence des larves au métabolisme de base des adultes. Les espèces ont pour la plupart des préférences d’habitat en termes de température, faisant de cet aspect, l’un des déterminants fondamentaux du biotope et de la distribution spatio-temporelle des espèces. La température est obtenue avec un modèle régressif développé pour estimer cette variable de manière systématique sur le réseau hydrographique à partir des données disponibles de maximum d’une moyenne mobile de 30 jours des températures journalières maximales.