Définition des sites de référence européens. Rapport d'étape.

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Définition des sites de référence européens. Rapport

d’étape.

S. Pedron, Christine Argillier, J. de Bortoli

To cite this version:

S. Pedron, Christine Argillier, J. de Bortoli. Définition des sites de référence européens. Rapport d’étape.. [Rapport de recherche] irstea. 2009, pp.22. �hal-02593204�

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Partenariat 2009 Domaine qualité des masses deau. -Action n°11

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de

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européens

Rappor

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dé

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Stéphanie Pédron, Julien De Bortoli, Christine Argillier,

CEMAGREF Aix-en-Provence

Décembre 2009

Avecles partenaires:

Logos et/outexte

Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Partenariat 2009

Domaine Qualité des masses deau Action 11

Contexte de programmation et de réalisation

Les auteurs Stéphanie Pédron Ingénieur détude

Stephanie.pedron@cemagref.fr Cemagref Aix en Provence Julien De Bortoli

Biostatisticien

Julien.debortoli@cemagref.fr Cemagref Aix en Provence Christine Argillier

Directeur de recherche

Christine.argillier@cemagref.fr Cemagref Aix en Provence

Les correspondants

Onema : Yorick Reyjol, DAST, yorick.reyjol@onema.fr Référence du document :

Cemagref : Christine, Argillier, UR Hydrobiologie, CEMAGREF Aix-en-Provence, christine.argillier@cemagref.fr

Référence du document :

Droits dusage : accèslibre Couverture géographique :

Niveau géographique [un seul choix] :

Européen

Niveau delecture [plusieurs choix possibles] :

Nature dela ressource : Experts Document définitif Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Partenariat 2009

DEFINITIONDESPLANSDEAUDEREFERENCEENVUEDELELABORATIONDUNINDICEPOISSONAUNIVEAU EUROPEEN

Rapportintermédiaire S. Pedron, J. De Bortoli, C. Argillier

SOMMAIRE

Résumé 4

Abstract 5

1. Rappel des pressions considérées pourla sélection des sites de référence _____________ 6

1.1 Eutrophisation ________________________________________________________________ 6

1.1.1 Pourcentage du bassin versant dontloccupation du sol est detype «naturel »... 7

1.1.2 Densité de population surle bassin versant... 7

1.1.3 Quantité moyenne de phosphoretotal... 7

1.2 Acidification __________________________________________________________________ 7 1.2.1 pH _______________________________________________________________________ 7 1.2.2 Acidification naturelle... 8

1.3 Modifications hydro-morphologiques _____________________________________________ 8 1.3.1Présence de barrages en amont du bassin versant______________________________________8 1.3.2 Perte de connectivité en aval... 8

1.3.3 Régulation du niveau deau significatif... 8

1.3.4 Berges anthropisées... 8

1.4 Pressions sexerçant surlelac ou dans son corridor rivulaire _________________________ 8 1.4.1 Présence de rejets urbains et/ouindustriels... 9

1.4.2 Manipulation biologique et/ou chimique... 9

1.4.3 Repeuplement dulac... 9

1.4.4 Activité de pêche... 9

1.4.5 Autres activités surlelac... 9

2. Seuils de sélection des sites de référence _________________________________________ 10 2.1. Définition sur base experte ____________________________________________________ 10 2.2. Cas particulier deleutrophisation ______________________________________________ 10 2.2.1 Occupation du sol et densité de population comme estimateur du phosphore total(Ptot)... 11

2.2.2 Occupation du sol et Phosphore total comme estimateur dela densité de population... 11

2.2.3 Phosphore total et densité de population comme estimateur deloccupation du sol detype naturel12 2.3. Pertinence dun seuil unique de phosphore pourla référence de tousles plans deau ____ 13 3. Sélection des sites de référence _________________________________________________ 15 3.1 Disponibilité des données de pressions collectées ___________________________________ 15 3.2 Sélection surla base des critères deutrophisation et dacidification définis sur base experte ____________________________ 16 3.3 Sélection des sites de référence en augmentantle seuil de Ptot à 20µg/l ______________ 17 3.3.1 Leslacs naturels... 17

3.3.2. Les réservoirs... 17

3.4 Comparaison entreles sites de référence définis parles états membres et ceux définis dansla présente étude __________________________________________________________________ 18 3.4.1 Leslacs naturels... 18

3.4.2 Les réservoirs... 19

3.5 Comparaison des caractéristiques des sites de références et des sites perturbés__________ 19

Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef REFERENCE 21

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Partenariat 2009

S. Pedron, J. De Bortoli, C. Argillier

Résumé

RESUME

Les conditions de référence doivent être établies pour chaque type de masse deau et chaque élément de qualité biologique(BQE) selonla Directive Cadre Européenne surlEau(DCE). Pourlichtyofaune, des pressions anthropiques et des seuils deréférence ont été établis en septembre 2008 à Ranco, afin de présélectionner des sites. Lutilisation de certains critères sest révélée difficile du fait du nombre important de valeurs manquantes et des seuils, notamment pour le phosphore total, ont été identifiés comme trop contraignants. La présélection a donc eulieu surles compartiments « eutrophisation et acidification ». A cejour, 494lacs naturels et 15 réservoirs européens ont été désignés comme sites de référence surla disponibilité des données et sur une base experte.

Les prochaines étapes seront :

- lanalyse dela cohérence générale des conditions de référence,

- La construction de métriques et lanalyse de leur réponse aux variables environnementales surles sites de référence et surles sites perturbés,

- La construction dun modèle pourles métriques à plus fortes corrélations,

- Lutilisation des résidus des modèles pour observerleurs réponses aux pressions, - La construction dunindice européen.

Lobjectif premier et primordial est de permettre une sélection des sites deréférence plus précise et harmonieuse pour, dune part, améliorer la connaissance commune des conditions de référence en Europe et, dautre part, assurer une plus grande comparabilité entreles différents éléments de qualité biologique,les types de masses deau etles pays membres.

MOTS CLES(THEMATIQUE ET GEOGRAPHIQUE)

Conditions de référence, sélection, sites de référence, pressions anthropiques, eutrophisation, seuils Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Partenariat 2009

Abstract

ABSTRACT

Reference conditions(RC) should be established by water categories andfor each biological quality element (BQE), following the Water Framework Directive (WFD). For fauna BQE, reference sites preselection was based on anthropogenic pressures and reference thresholds established in Ranco, in September, 2009. The consideration of all criteria was difficult because ofimportantincomplete data and somethreshold, especiallytotal phosphorus, was identified as too binding.

Then, the preselection of reference sites was based on eutrophication and acidification components. 494 naturallakes and 15reservoirsin Europe have been set asreference sites has this day, based on data availability and expertjudgment.

Next steps will be:

- Analyse of the general consistency of the reference criteria

- Building of metrics and analyse oftheir responseto environmental parameters on reference and disturbed sites,

- Building of a model for metrics with best correlations

- Application of models residuals on pressures to observe their response - Setting of a European fishindex.

The first and essential objective is to start a process to enable a more accurate and harmonized reference site selection, to improve the common understanding of reference conditions across Europe and assure better consistency and comparabilityin RC setting between quality elements, water categories and MS (Member State).

Key words (thematic and geographical area)

Reference conditions, selection, reference sites, anthropogenic pressures, eutrophication, thresholds

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Partenariat 2009

Réalisations 2009

La directive cadre européenne surleau(DCE) exigela caractérisation delétat des

masses deau par une mesure dun écart à des conditions de références. Ces

conditions de référence,i.e. pristine conditions, pourtoutesles eaux de surface,

indiquent une « correspondance totale ou presque totale aux conditions non

perturbées ». Ainsi,la définition des conditions deréférence passe parlidentification

de pressions anthropiques etla définition de seuils de perturbation acceptables pour

chacune dentre elles.

Ces deux étapes ont été discutées entretouslesreprésentants des pays européens

impliqués dans lexercice dinter-étalonnage lors dun meeting organisé à Ranco

(Italie) en Septembre 2008.

Les données ont ensuite été collectéesjusquenjuin 2009 etles seuils établis ont été

appliqués afin dobtenir une présélection de sites de référence au niveau européen.

1 .

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Trois paramètres ont étéretenus pour caractériserleutrophisation. Deux dentre eux

(occupation du sol et densité de population) concernentlactivité surle bassin versant

à même de se traduire par des apports de nutriments dans les systèmes; ils

sapparentent donc plutôt à desforces motrices selonle schéma conceptuel DPSIR

(IMPRESS, 2002; OECD, 1993; European commission, 2002). Dautre part, le

phosphoretotal des plans deau est un critère souvent utilisé pourrendre compte de

leutrophisation des systèmes. Nous avons donc retenu ce paramètre bien quil

sagisse enfait dunerésultante des apports et quele phosphore soit aussi un des

éléments chimiques soutenantla biologie pris donc en compte danslévaluation de

létat.

Ilfaut souligner que cest précisément parce queles apports du bassin versant sont

difficiles à quantifier àlarge échelle que nous avons recours à ces mesuresindirectes

dela pression « apports de nutriments ».

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Partenariat 2009

1.1.1 POURCENTAGE DU BASSIN VERSANT DONT LOCCUPATION DU SOL EST DE TYPE«NATUREL».

Il a été décidé de considérer « naturels »les occupations du sol detypeforêts

naturelles, prés, zones humides,tourbières et surfaces en eau(code Corine Land

Cover(CLC) 3,4 & 5). Même siles pâturages(Code CLC: 3.2.1) sontinclus dans

cette catégorie « naturel » dans certains groupes géographiques dinter-étalonnage

(GIGs),il a été décidéici deles prendre en compte dansle pourcentage dagriculture.

En effet,ils peuvent représenterjusquà presque 20% des apports en phosphore

(Terres & al. 2002).

Le pourcentage du bassin versant dontloccupation du sol est de type « naturel » tel

que nous venons dele définir a été calculé de deux manières:

- par mesure du pourcentageréel doccupation du sol detype « naturel » obtenu à

partir de Corine Land Cover pourles pays possédant cette donnée ou

- par expertise en classe dansle cas oùlaccès à du SIG nest pas possible ou sile

bassin versant dulac nest pas délimité.

Ces classes utilisées sont décrites ci-dessous:

100-80% natural = Classe 1

<80-60% = Classe 2

<60-40% = Classe 3

<40-20% = Classe 4

<20-0 % = Classe 5

1.1.2 DENSITE DE POPULATION SUR LE BASSIN VERSANT

La densité de population est mesurée en nombre dhabitants par km2_._De_p_lus_,_comp_te

tenu du peu de données disponibles en Scandinavie,les classes suivantes ont été

utilisées:

Classe 1: aucun habitant dansle bassin versant.

Classe 2: présence de 1 à moins de 10 habitants au km² et

Classe 3: présence de plus de 10 habitants(strictement) au km² dansle bassin

versant.

1.1.3 QUANTITE MOYENNE DE PHOSPHORE TOTAL

La valeur prise en compte estla moyenne annuelle de phosphoretotal calculée à

partir de 4 prélèvementsintégrés dansla zone euphotique etréalisés au cours de

lannée. Son unité est en g.L-1_._Le_pré_lèvemen_t_peu_t_avo_ir_é_té_réa_l_isé_dans_la_zone_la

plus profonde dulac, mais pas nécessairement; cette absence de contrainte surle

point de prélèvement permet daugmenterles données disponibles dans certains pays

européens.

1 .2

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1.2.1 PH

La mesure delANC(Acid Neutralizing Capacity) est plus pertinente quele pH pour

mesurer lacidification dorigine anthropique mais cest une mesure rarement

disponible. Cest doncle pH qui a été retenu. Cette mesure est basée sur une

moyenne de valeursissues de 4 prélèvementsintégrés,répartis surl

Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef année.

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Partenariat 2009

1.2.2ACIDIFICATION NATURELLE

Unjugement dexpert ninterviendra quen cas de pH observéinférieur à 6, afin de

signaler par un « oui/non »la présence dune acidification naturelle(principalement

pourles pays nordiques).

1 .3

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1.3.1 PRESENCE DE BARRAGES EN AMONT DU BASSIN VERSANT

Lensemble des barrages surlensemble des bras, en amont du bassin versant, sont

considérés. Une réponse en oui/non correspond à dela présence/absence dau moins

un barrage.

1.3.2PERTE DE CONNECTIVITE EN AVAL

Lévaluation de cette perte de connectivité sefait parla présence de barrage(s) ou

construction(s) empêchant untransfert ou une migration des communautés piscicoles.

Un oui/non dexpert a été demandé. Aucune précision na été apportée en termes de

nombres dobstacles présents, ni de distance àla source.

1.3.3REGULATION DU NIVEAU DEAU SIGNIFICATIF

La régulation hydraulique des plans deau peut être volontaire, pour des raisons

économiques et humaines(hydroélectricité, eau potable, ), ou naturelle. Le but de

ce critère est de déterminer sile marnage a uneinfluence significative surlafaune

ichtyologique ou non(avis dexpert).

1.3.4BERGES ANTHROPISEES

Pourles états membres utilisant la méthode du Lake Habitat Survey (LHS) (Rowan,

Carwardine et al. 2006),le pourcentage de « Shoreline Bank modifed » estretenu.

Pourles autres, un avis dexpert permet de classerleslacs, dansleslimitesimposées

ci-dessous:

- 0-10% de modification des berges = Classe 1

- 11-30% = Classe 2

- 31-50% = Classe 3

- 51-70% = Classe 4

- > 70% = Classe 5

1 .4

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Cinq critères de pressions affectant directementla cuvette et/oules communautés de

poissons ont été considérés. En fait, comme pourloccupation du sol etla densité de

population, deux de ces critères (présence de décharges et activités surleslacs) sont

plutôt des forces motrices quiinduisent des pressions que des pressions en tant que

telles. Cependant ces critères sont plusfaciles à mesurer queles pressions dordres

chimiques ou hydromorphologiques quils génèrent. Les autres pressions sont

relatives aux manipulations directes des compartiments biologiques quelon suppose

être àlorigine d Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Partenariat 2009

1.4.1PRESENCE DE REJETS URBAINS ET/OUINDUSTRIELS

Les rejets directs ouindirects en question se composent déléments organiques et/ou

toxiques, susceptibles de se retrouver danslelac par ruissellement, pénétration dans

les nappes phréatiques ou parlintermédiaire delessivages atmosphériques. Seulsles

plans deau sans aucune décharge à proximité pourront être considérés comme

référence.

1.4.2MANIPULATION BIOLOGIQUE ET/OU CHIMIQUE

La manipulation biologique comprendlintroduction oula commercialisation (ferme

aquacole) despèces autres quele poisson(exs: macrophytes, crevettes) surlelac.

La manipulation chimiqueinclus essentiellementla présence de chaulage, notamment

pourles pays scandinaves, présentant desforêts de conifères en bordure delacs.

Bien quil sagisse dactions de restauration visant à rehausserle pH, aucunlac avec

de telles manipulations ne pourra être considéré comme référence. Aucune précision

quant àlintensité de ces actions na été demandée, comptetenu dela difficulté

dobtenir detelsrésultats. Un oui/non dexpert permet son évaluation.

1.4.3REPEUPLEMENT DU LAC

Lintroduction danslelac despèces piscicoles dans un but derepeuplement pour

raisons économiques ourécréatives doit être signaléeici. Cette manipulation ne doit

en aucun cas perturberles communautés présentes dansle plan deau, auquel cas

celui-ci ne pourra êtreinclus danslesréférences. Un oui/non dexpert permet son

évaluation.

1.4.4ACTIVITE DE PECHE

Sont considérésicila pêcheindustrielle etla pêche commerciale.

Lintensité des activités est définie par un système dévaluation en 3 classes, basé sur

un avis dexpert ou en prenant en comptele « Commercialfishing cover »,le « angling

from boatintensity » etle« anglingfrom shoreintensity » du LHS:

- 1: effetrare ou minime surles communautés piscicoles existantes,

- 2: effet moyen, significatif

- 3:fortimpact des activités.

1.4.5AUTRES ACTIVITES SUR LE LAC

Les activités nautiques motorisées ou non,récréatives(baignade, ) sont prises en

compte et peuvent être évaluées en considérantles paramètres ci-dessous, décrit

dansla méthode du LHS:

- Motorboat sportingintensity

- Non motorboat sportingintensity

- Non boat recreationintensity

Lintensité de ces activités est estimée par avis d

expert selon un système de

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Partenariat 2009

2 .

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2 .1

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Les seuils ont été discutés avecles expertsimpliqués danslintercalibration;ils

résultent donc dun consensus.Ils sont donnés dansletableau (Table 1) suivant mais

pourront être ajustés enfonction desrésultats du groupe detravail européen chargé

de réfléchir àlharmonisation des conditions de référence.

Table 1 : Présentation des critères et des seuils de référence adoptés parles

membres européens.

Critère Seuil

Eutrophisation % doccupation du sol « naturel » >80% ou classe 1 (seuil de rejet = 70%) Densité de population 10 hab.km-2_ou_c_lasse₁

(seuil de rejet à déterminer) Ptot (µg/l) 12

(seuil de rejet à 50µg/l) Acidification pH > 6 et si <6:jugement expert Hydromorphologie Barrage amont Absence

Perte de connectivité aval Absence

Variation des niveaux deau Pas dimpact significatif Berges anthropisées < 10% ou classe 1 Activité surlelac Rejets urbains/industriels à proximité Absence

Repeuplement de poisson Absence Manipulations biologiques ou

chimiques Absence Activité de pêche Classe 1 Autres activités Classe 1

2 .2

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En ce qui concerneleutrophisation, des seuils de réjection ont été conçus afin de ne

pas exclure trop de sites silun des critères de pression utilisé nétait pas renseigné.

Cela signifie que si 2 des 3 paramètresrespectentle seuil deréférence,lon pourra

admettre une valeur allantjusquau seuil de rejection pourle 3ième_paramè_tre_.

Le choix dutiliser 2 critères avecles seuils stricts et un pouvant allerjusquau seuil de

réjection pourle compartiment « eutrophisation » permet dêtre plus souple et surtout

d Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

autoriser certaines valeurs manquantes. En effet, nous allons démontrer ci-dessous,

quelà où nous disposons de valeurs pourtousles paramètres, si 2 des 3 critères sont

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Partenariat 2009

2.2.1OCCUPATION DU SOL ET DENSITE DE POPULATION COMME ESTIMATEURS DU PHOSPHORE TOTAL(PTOT)

Un graphiquereprésentantle Ptot pourles sites ayant 80% doccupation du sol de

type naturel et une populationinférieure à 10 habitants au km² surleur basin versant

(BV), a étéréalisé(Figure 1), Le percentile est placé dunetellefaçon que 95% des

valeurs sontinférieures à 32 µg/L. On admet donc quelorsqueles 2 premiers critères

sontremplis,il y a defortes chances pour quela valeur du Ptot soit en dessous du

seuil de réjection,fixé à 50µg/L. Donc,loccupation du sol detype naturel etla densité

de population peuvent être des substituts du phosphore total lorsque nous ne

disposons pas de cetteinformation.

Figure 1 : Distribution des valeurs deteneur en phosphoretotal pourles sites(N=418)

ayant une occupation de sol detype naturel égale à 80% et une densité de population

inférieure ou égale à 10 hab.km-_²₍_c_lass₂₎

2.2.2OCCUPATION DU SOL ETPHOSPHORE TOTAL COMME ESTIMATEURS DE LA DENSITE DE POPULATION

La distribution deslacs ayant un minimum de 80% doccupation du sol detype naturel

surleur bassin versant et untaux de Ptotinférieur à 12µg/L estreprésentée surla

Figure 2 par classe de densité de population. Seulement 2%(6lacs) des 268 plans

deau se retrouvent dansla classe 3 (>10 habitants/km²).

On peut donc admettre quelorsqueles valeurs doccupation du sol et de phosphore

total sont disponibles mais pasla densité de population, et que ces valeurs disponibles

sontinférieures aux seuils de référence,il y a de fortes probabilité pour quela densité

de population soit telle quils puissent être considérés en référence pour le

compartiment eutrophisation. C'est-à-dire queles seuils doccupation du sol et de

phosphore total peuvent être utilisés comme des substituts de la densité de

population. Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef Percentile 95%

(13)

Partenariat 2009

Figure 2 : Distribution dela densité de population par classe pourles sites ayant une

valeur de phosphoretotal de 12µg/L et un pourcentage doccupation du sol naturel de

80% surleur bassin versant (N=268).

2.2.3PHOSPHORE TOTAL ET DENSITE DE POPULATION COMME ESTIMATEURS DE LOCCUPATION DU SOL DE TYPE NATUREL

La Figure 3 donnela distribution des 272 sites ayant untaux de phosphoretotal

inférieur à 12µg/L et une densité de population surle BVinférieure à 10 habitants/km².

Le percentile 5%, situé à 80% doccupation du sol de type naturel révèle que

seulement 14 sites sont en dessous de cette valeurlorsqueles seuils pourles deux

autres critères sont respectés. On peut donc admettre quelorsquelon ne dispose pas

deloccupation du sol mais des 2 autres critères, et queleurs seuils de référence sont

appliqués, alorsil y a defortes probabilités pour queles sites aient une couverture

naturelle > 70 %.

Figure 3 : Distribution du CLC naturel pourles sites(N=272) ayant un Ptotinférieur à

12µg/L et une densité de populationinférieure à 10hab/km².

Percentile 5% Percentile 5% Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Partenariat 2009

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Les résultats précédents nousindiquent quil existe une relation entreloccupation du

sol detype naturel,la densité de population etle phosphoretotal.

L'utilisation d'un seuil unique de phosphoretotal ne remporte pasl'unanimité des états

membres. Largument souvent avancé dansles échanges avec nos partenaires est

quelon devraitfixer des seuils de Ptot différents selonlestypes de plans deau

(définit selonla profondeur,laltitude,lalcalinité ) etleur position géographique (dans

les différents GIGs). Ainsi, par exemple,la proposition à 20 µg/l sembletrop élevée

pourles pays nordiques.

Concernantles différencestypologiques,il est en effet connu quela profondeur des

systèmesjoue unrôle dansla concentration en phosphore enraison du phénomène

de resuspension et de pénétration delalumière (Rawson, 1952; OECD, 1982; Ryder

& al, 1974 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

). Les plans d'eau moins profonds présentent ainsi naturellement des

teneurs en Ptot supérieures.

Afin detesterl'existence d'un effet"GIG"(géographique), une premièrerégression

simple est construite, prédisant le phosphore total par la profondeur (les deux

variables étantloguées). En toute rigueuril conviendrait d'élaborerle modèle sur des

plans d'eau peuimpactés uniquement, maisl'hypothèse estfaite quele gradient de

pression est similaire pourtoutesles profondeurs et que donclarelation avecla

profondeur est conservée. Le modèle obtenu est significatif et explique environ 11%

dela variabilité. Les résidus de ce modèle, qui constituent une mesure de phosphore

affranchie dela variation naturelle, sont confrontés au pourcentage du BV anthropisé.

Il existe en effet une relation étroite entrel'agriculture,l'urbanisation etla concentration

del'eau en phosphoretotale. Cetterelation apparaît clairement dansla Figure 4. Le

modèle exprimant les résidus en fonction de l'occupation naturelle du sol

(transformation sinus delaracine carrée) est significatif etfournit un R² de près de

(15)

Partenariat 2009

Figure 4 : Modèle de régression exprimantles résidus de phosphoretotal enfonction

du pourcentage doccupation naturelle du sol pourlensemble des GIG.

Commel'illustrelafigure 4;il estindéniable que pourla plupart des plans d'eau du

GIG nordique,l'occupation naturelle du BV esttrès élevée, contrairement par exemple

à celle des plans d'eau du CB qui présente un gradient plus homogène. Compte tenu

de ces distributions,il est évident qu'en calculant une moyenne de phosphoretotal

pourles plans d'eau nordique peuimpactés(occupation naturelle du sol > 70%)le

résultat sera bieninférieur à celui obtenu pourle CB. Pourtant pour une même valeur

d'occupation naturelle du sol,les valeurs de phosphorerésiduelles semblent assez

proches quelque soitle GIG(en dehors des plans d'eau du GIG méditerranéen qui

sont des retenues). En outre, en ne considérant queles GIGs nordique et CB (les plus

représentés),il n'y a pas de différence significative entreles valeurs de phosphore

résiduelles.

Il convient cependant de nuancer ce résultat. En effet,la part naturelle de

variation du phosphore totale reste encore élevée,la profondeur n'en expliquant

qu'une partie. Maislejeu de données à disposition ne permet pas detester d'autres

variables. Dansleur article, Cardoso et al (2007) établissent des modèles sites

-spécifiquesincluant entre autresl'alcalinité etla couleur del'eau. Cependant ces

paramètres peuvent êtreinfluencés par des pressions anthropiques (Conseil canadien

des ministres de l'environnement, 2001)

, rendant leur utilisation discutable. Par

ailleurs,ils obtiennent un effet"GIG" maisreconnaissent qu'il peut provenir en partie

d'un biais résultant d'une sélection hétérogène des sites de références selonles pays.

Ils précisent également quelefait queles plans d'eau des pays nordiques subissent

globalement moins de pressions anthropiques peut expliquer cerésultat.

(16)

Partenariat 2009

Pour conclure,il est évident quela profondeurinfluencelateneur en phosphore et qu'il

serait souhaitable de préférerla démarche site-spécifique pour déterminerle seuil de

référence (des variations peuvent être observées dans les types). Par contre il

apparaît que distinguer des seuils enfonction des GIGs n'est pas nécessairement

approprié: l'analyse menée ne permet pas d'affirmer un effet GIG. L'apparente

différence serait artéfactuelle.

Néanmoins dans un premiertemps, une seule valeur de phosphoretotal estretenue

pour simplifierlatâche, etla valeur de 20µg/L semble un bon compromis commele

montrele paragraphe 2.2.3.

3 .

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Surles 2105lacs(1794 naturels et 311 artificiels) pourlesquels des données de

pressions ont été recueillies,il existe de nombreuseslacunes (Tables 2). En effet,les

données de pressions surles compartiments deleutrophisation etlacidification sont

relativement bien complétées(excepté pourla densité de population)tandis queles

paramètres du compartiment « pressions hydro morphologiques » sont très peu

renseignés,tels que:

- la modification des berges(données mesurée sur 6.8% seulement des sites et en

classe sur 35.3%),

- les activités surlelac (36.1%) et

- les activités de pêche commerciale (43.3%).

Table 2 : Disponibilité des paramètres de pressions en nombre de lacs et en

pourcentage pour les catégories eutrophisation et acidification (a) et hydro

morphologiques (b).

Lacs (en nombre et %) Barrières en amont Perte de connectivité en aval Régulation du niveau deau significatif

Modification des berges (en %)

Modification des berges (en classe) Présence dune décharge urbaine et/ou industrielle Activité surlelac Repeupl ement du lac

Manipulation biologique et/ou chimique Présence de pêche 2105 2105 2105 1909 144 743 2105 759 2105 2105 911 100 100 100 90.69 6.84 35.30 100 36.06 100 100 43.28 (b) Lacs (en nombre et %) %Naturel

(CLC) %Agr(CLCiculture ) (cNalasseturel) Agr(ciculasselture)

Densité de population (hab./km²) Densité de population (classe) Total P pH Ac idification naturelle 2105 1038 1040 1087 1098 371 1777 1231 1567 2105 100 49.31 49.41 51.64 52.16 17.62 84.42 58.48 74.44 100 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Dès quune donnée de pression nest pas renseignée,lelac ne peut pas être pris en

compte dansla pré sélection des sites de référence, au risque delui voir attribué un

statut quil ne mérite pas. Néanmoins, avecles données bancarisées à cejour, et en

utilisantles critères dutableau 1,le nombre de sites deréférence est extrêmement

faible (Table 3). Illest dautant plus silon exclutles plans deau dela zone nordique

delEurope. Il nest donc pas envisageable de procéder à dela modélisation avec un

nombre sifaible. On saperçoit également que 1325 sites ne sont pas classés, pour

cause de valeurs manquantes. En effet,les pays nordiques ne disposent que de très

peu de données concernantla modification des berges etla présence des pêches.

Table 3 : Distribution deslacs naturels considérés comme perturbés et deréférence

suivantles critères établis à Ranco parmiles GIGs: Alpin (AL), Central Baltique (CB),

Méditerranéen (MED) et Nordique (NO). 1325lacs sont classés en «Indéfini » carils

possèdenttrop de valeurs manquantes pour être distribués dans un GIG ou dans un

état (référence ou perturbé).

3 .2

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te

Suite àla disponibilité des données,il a donc été décidé de sélectionnerles sites de

référence en procédant en deux étapes:

- dans un premiertemps, seulesles pressions detype eutrophisation et acidification

seront prises en compte surla base des critères précédemmentlistées. Les plans

deau soumis à ces pressions seront donc écartés.

- dans un secondtemps,leslacs sélectionnés au cours dela première étape seront

validés ou non en tant que référence surla base dun examen des pressionslocales

lorsquelles sont disponibles, ou sur avis dexpertle cas échéant. Cette étape est

réalisée parles correspondants des différents pays.

Parallèlement, un effort va êtrefourni afin de récolter des données quantitatives (avec

au minimum 3 degrés dintensité) surla modification des berges etles activités surle

lac.

Indéfini AL CB MED NO Total Perturbés 0 25 197 3 148 373 Reference 0 0 9 0 88 97 Indéfini 3 12 75 2 1233 1325 1795 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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3 .3

Sé

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augmen

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l

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à

20µg

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l

3.3.1LES LACS NATURELS

En utilisantles critères de Ranco et un seuil de phosphore à 20µg/L, on obtient 494

sites de référence au total: 10 dansle GIG alpin, 34 dansle GIG Central Baltique, 1

dansle GIG méditerranéen et 449 dansle GIG nordique (Table 4).

On remarque que 809 sites ne peuvent être classifiés du fait delexistence de valeurs

manquantes.

Table 4 : Distribution deslacs naturels considérés comme perturbés et deréférence

selon nos critères parmi les GIGs: Alpin (AL), Central Baltique (CB),

Méditerranéen(MED) et Nordique(NO). 809lacs sont classés en «Indéfini » carils

possèdenttrop de valeurs manquantes pour être distribués dans un GIG ou dans un

état de référence ou perturbé.

3.3.2.LES RESERVOIRS

Tousles réservoirs peuvent être affectés à un GIG, maisil reste des données

manquantes empêchant de classer certainslacs enréférence ou en sites perturbés.

Néanmoins, untotal de 15lacs de référence a été répertorié, dont 6 dansle GIG alpin,

2 dansle GIG Central Baltique et 1 danslest continental(EC).

Table 5 : Distribution des réservoirs considérés comme perturbés ou de référence

selon nos critères, parmiles GIGs: Alpin(AL), Central Baltique (CB), Méditerranéen

(MED) et Nordique (NO).

Indéfini AL CB MED NO Total Sites Perturbés 0 25 197 2 268 492 Sites de Reference 0 10 34 1 449 494 Indéfini 3 2 50 2 752 809 1795 AL CB EC MED Total Sites Perturbés 34 47 0 59 140 Sites de Reference 6 2 1 6 15 Indéfini 10 73 1 71 155 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Cette sélection delacs deréférence(lacs naturels etréservoirs) définie surla base

dabsence des critères deutrophisation et dacidification dorigine humaine a été

envoyée aux pays membres afin quils procèdent àla deuxième étape de sélection en

considérantles pressionslocales. Les responsables de chaque pays ont pu vérifier et

confirmer ouinfirmerla validité de ces sites de référence.

3 .4

Compara

ison

en

tre

les

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ceux

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f

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présen

te

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tude

Chaque état membre nous afourni uneliste de sites deréférence pertinente pourle

poisson, établie par ses soins.

En réalisant un graphique des valeurs de Phosphore pour ces sites de référence, on

observe que 95% dentre eux ont une valeur de Ptotinférieure ou égale à une valeur

proche de 30µg/L (Figure 5).

Figure 5 : Histogramme des valeurs de Phosphore total parmiles sites de référence

établis parles états membres participant àlintercalibration. Le percentile 95% est

indiqué parla barrerouge.

Aucune explication ne nous a été donnée quant àla manière dontles états membres

avaient sélectionnéleurs sites de référence. Notreliste delacs de référence diffère en

quelques points de celle quils nous onttransmise etla comparaison effectuéeici,

permet de mettre en évidenceles divergences.

3.4.1LES LACS NATURELS

La classification des sites de référence se fait comme suit en comparaison avec ceux

établis parles états membres(Table 6). 164 sites concordent et sont classés en

référence dansles 2 cas. Par contre, 62 sites ont été déclassés (44 dansle NO GIG,

16 dansle CB et 2 danslAL), majoritairement pour cause de pHtrop acides (38 sites)

et de pourcentages doccupation du sol detype natureltropfaibles (9).

Total Phosphorus (µg/l) Fr eq ue nc y 0 5 10 15 20 25 30 0.5 1 5 10 20 50 100 200 300 500 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef Percentile 95%

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18 sites ne sont pas répartis à cause de données manquantes sur au moinslun des

critères ayant permisla sélection.

Par contre, 330 sites sont classés comme perturbés parles états membres mais en

référence par nous,il convient donc de préciser que pour avoir suffisamment de sites

deréférence afin de construire des modèles « pressions-impacts », nous acceptons

des siteslégèrement eutrophisés.

Table 6 : Comparaison entreles sites deréférence etles sites perturbés définis par

les états membres et ceuxissus de nos calculs, pourleslacs naturels.

MS définition Références Perturbés Références 164 330 Perturbés 62 430 cross GIG Indéfini 18 791 3.4.2LES RESERVOIRS

Surles 15lacs établis en référence par nos calculs, 2 coïncident avecles références

des pays participant à lintercalibration et 13 sont considérés comme perturbés.

Aucune deleurréférence na été classée dans nos sites perturbés, mais 5 HMWB

(High modified water body) nont pas été définis pour cause de valeurs manquantes. Il

en est de même que pourleslacs naturelsici, on accepte davoir des siteslégèrement

eutrophisés dans nos références.

Table 7 : Tableau comparatif entreles sites de référence etles sites perturbés définis

parles états membres et ceuxissus de nos calculs, pourles réservoirs.

3 .5

Compara

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carac

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t

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férences

e

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des

s

i

tes

per

turbés

Il existe très peu de différence entreles sites de référence etles sites perturbés pour

les variables environnementales concernées: superficie dulac, du BV, profondeur

moyenne et maximale du PE, altitude et alcalinité(Figure 7); excepté pourla géologie

du bassin versant, oùles sites de référence semblent être plus siliceux (Table 8).

Les sites de référence reflètent donc bienlensemble dujeu de données.

MS définition Références Perturbés Références 2 13 Perturbés 0 140 cross GIG Indéfini 5 150 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Figure 7 : Distribution en boxplot des sites de référence et des sites perturbés pourles

variables environnementales suivantes: superficie dulac (a), profondeur moyenne (b)

et maximale (c) du plan deau, altitude (d), alcalinité(e) et surface du bassin versant.

Table 8 : Tableau de répartition des sites par géologie du bassin versant.

La révision dela méthodologie et des critères de sélection pour établirles conditions

deréférence(RC) estlactivité prioritaire qui va être mené parle groupe detravail

transversal,i.e.le Cemagref durantla période 2010-2011. Cettetâche va consister

enlanalyse dela cohérence générale des conditions deréférence. Pour cela, de

plus amplesrecherches vont être poursuivies surlesrelations pressions-impacts

aveclidée de confirmerles concepts etles seuils établis. Lobjectif est de permettre

une sélection des sites deréférence plus précise et harmonieuse pour, dune part,

améliorerla connaissance commune des conditions de référence en Europe et,

dautre part, assurer une plus grande comparabilité entreles différents éléments de

qualité biologique,lestypes de masses deau etles pays membres.

Calcareous Siliceous unkown

Perturbés 209 279 4 Références 45 447 2 Ce m OA : a rc hi ve o uv ert e d'I rs te a / C e ma gr ef

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Définition des plans deau de référence européens,