L’eau douce : un écosystème hautement dynamique

Les écosystèmes d’eau douce regroupent à peine 0,01% de toute l’eau disponible sur notre planète mais abritent environ un tiers des vertébrés répertoriés et près de la moitié des espèces de poissons connues.

lake near forest

Sous la surface des eaux en apparence tranquille, une biodiversité florissante, parmi les plus diversifiées au monde, s’est développée au fil du temps, logée dans une multitude d’habitats différents essentiels à sa survie. Des écosystèmes tout aussi essentiels à la nôtre, et dont l’altération se fait de plus en plus visible.

Des eaux courantes aux eaux souterraines

On parle généralement d’eau douce pour désigner une eau suffisamment pauvre en sel pour être propre à la consommation. Seuls 3% de l’eau douce disponible sur notre Terre remplissent ce critère, les trois quarts étant d’ailleurs retenus sous forme de glaces et de neiges permanentes. Autrement dit, de l’eau douce à l’état liquide, il n’y en a pas tant que ça.

Ce sont les lacs, les étangs, les rivières par exemple, en opposition à l’eau de mer, regroupés globalement en trois catégories bien distinctes :

  • Les eaux de surface courantes, ruisseaux, fleuves, torrents, rivières et cours d’eau divers.
  • Les eaux de surface stagnantes, plans d’eau ou zones humides telles que les tourbières, qui abritent France 30% des espèces végétales remarquables et les deux tiers des poissons que l’on retrouve dans notre alimentation.
  • Les eaux souterraines, issues de l’infiltration des eaux de pluie et que l’on retrouve sous la surface du sol. En France, on estime ce stock à 2 000 milliards de m3, ce qui nous permet de nous approvisionner en eau potable.

La végétation des écosystèmes d’eau douce se partage forcément entre toutes sortes de plantes de berge, immergées ou flottantes, adaptées au caractéristiques de leur environnement. De quoi accueillir de manière permanente ou ponctuelle une faune très diverse. Poissons, mollusques, crustacés, insectes, mammifères, reptiles, amphibiens et oiseaux s’y pressent quotidiennement en nombre.

Les écosystèmes d’eau douce de la planète

Mais l’eau douce n’est pas répartie de manière uniforme autour du monde. Sa distribution dépend largement des conditions géologiques et de la pluviométrie, elle-même liée à l’évaporation des eaux marines et terrestres.

Certains pays tels que la Libye, Malte, les Émirats Arabes Unis ou le Koweït ne disposent par exemple que de très peu d’eau douce et sont forcés d’avoir recours au dessalement pour leur propre consommation. D’autres concentrent au contraire une importante part de la ressource mondiale en eau, comme c’est le cas du Pérou, de la Chine ou des États-Unis.

Les grands lacs d’Amérique du Nord par exemple comptent à eux seuls pour environ 21% de l’eau douce terrestre de surface disponible à l’état liquide. Très dépendants des événements climatiques qui modèlent en permanence leur écoulement, les écosystèmes d’eau douce se façonnent également au rythme de la photosynthèse.

On remarque ainsi que les lacs se divisent en deux zones bien distinctes.

Une zone supérieure, où le phytoplancton et la végétation prolifèrent, et une zone inférieure, où la pénétration du rayonnement solaire ne s’effectue plus. Plus pauvres en oxygène, ces milieux accueillent une vie végétale limitée mais une faune tout à fait étonnante. Crustacés, truite lacustre, omble chevalier, la faune des profondeur prolifère jusque dans les eaux souterraines où malgré l’obscurité permanente, de nombreuses espèces de vers, d’escargots et de bactéries sont à l’œuvre. Tous participent par leur activité à débarrasser l’eau potable de ses impuretés.

Plus propices à la vie, les milieux humides fourmillent d’une biodiversité d’une incroyable richesse. Bon nombre de poissons et d’oiseaux aquatiques en ont fait leur lieu de reproduction et d’hivernage privilégié comme le butor étoilé ou le courlis cendré.

Avec plus de 100 000 hectares de superficie, la réserve naturelle de Kaw-Roura en Guyane est considérée comme la plus vaste zone humide française. Caïmans noirs, hérons, ibis rouges ont trouvé refuge au cœur des savanes inondables bordées de cours d’eau. On y retrouve également la loutre géante, aussi surnommée «tigre de l’eau», aujourd’hui fortement menacée par la destruction de son habitat.

Au total, ce sont environ 126 000 espèces recensées qui dépendent des habitats d’eau douce. Et le chiffre pourrait dépasser la barre du million en incluant toutes les espèces encore inconnues.

Vie et fonctionnement du plan d’eau

Caractérisé par ses eaux stagnantes, le plan d’eau varie en taille et en profondeur pour prendre des formes diverses.

  • Les mares, temporaires ou permanentes. Elles ont généralement une origine artificielle liée aux activités humaines (pêche, élevage, pisciculture…).
  • Les étangs, un peu plus profonds, où la plupart de la végétation parvient à se développer de manière homogène.
  • Les lacs, souvent si vastes que l’on observe des variations de température selon les zones. À une certaine profondeur, plus aucune vie végétale ne parvient à se développer.
  • Les marais et les tourbières, qui font le lien entre vie aquatique et vie terrestre.

La vie dans les plans d’eau se façonne au rythme des températures, de la lumière ou de la teneur en oxygène mais la biodiversité y est toujours exceptionnellement riche, bien au-delà des seuls poissons.

Reliés aux eaux du bassin versant qui s’y écoulent progressivement, les plans d’eau sont amenés à s’enrichir progressivement en nutriments, permettant le développement d’une faune et d’une flore de plus en plus abondantes.

Avec le temps, les sédiments (vase, graviers, sable…) et les débris de la vie organique s’accumulent sur le fond. Le plan d’eau vieillit, perd en profondeur jusqu’à passer à l’état de marais. Même les lacs les plus profonds sont ainsi amenés à se transformer en permanence. Ils connaissent une vie puis une mort, selon un processus qui peut s’étaler sur des milliers d’années et qui modifiera régulièrement l’habitat des espèces locales.

Les sédiments de la zone la plus profonde (zone benthique) du plan d’eau dissimulent une multitude de bactéries qui constituent la nourriture de nombreux invertébrés habitués aux profondeurs tels que les vers et les larves de certaines espèces. Bien qu’inadaptés à la vie, ces milieux pauvres en oxygène accueillent le passage de nombreux poissons à la recherche de nourriture comme la perche par exemple.

En remontant vers la surface, les rayons du soleil recommencent progressivement à traverser les flots. Dans la partie éclairée de la zone pélagique, située au centre du plan d’eau, la photosynthèse s’effectue de nouveau permettant le développement du phytoplancton consommé par une multitude d’organismes marins situés à la base de la chaîne alimentaire.

La profondeur empêche toutefois le développement d’une vraie vie végétale. La flore y est réduite mais existante, avec notamment les lentilles d’eau.

Quant à la zone littorale, elle s’étend de la rive jusqu’au centre du plan d’eau, là où la profondeur devient telle que la végétation enracinée sur le fond cède la place à des espèces flottantes. C’est ici, entre les massifs denses, que les poissons se reproduisent et que la nourriture se fait la plus abondante.

Parfaitement adaptées à leur milieu, les plantes alternent entre espèces immergées telles que la littorelle à une fleur ou le nénuphar, plantes semi-aquatiques (trèfle d’eau, roseau), arbres et arbustes (aulne glutineux, frêne, sureau…). Des sources de nourriture et de cachette essentielles pour bon nombre d’espèces animales. C’est ici que vivent notamment les gerris, petits insectes capables de marcher sur l’eau, et que les oiseaux migrateurs font une halte dans leur voyage le temps de laisser passer l’hiver. Le fuligule milouin, canard reconnu pour ses excellentes qualités de plongeur, ne manque jamais d’y faire son nid.

L’activité permanente de la vie animale et le mouvement de l’eau sous l’effet du vent permettent de connecter entre elles chaque zone du plan d’eau. Comme dans tous les milieux naturels, les différentes couches de l’écosystème sont étroitement liées les unes avec les autres.

Les eaux courantes et le cycle de l’eau

Mais les écosystèmes aquatiques ne se résument pas aux eaux stagnantes et aux eaux souterraines. Maillon essentiel du cycle de l’eau, l’eau douce liquide trouve sa source dans les précipitations qui viennent gonfler les cours d’eau mais aussi dans la fonte des neiges, lorsque la hausse des températures marque le retour de la saison chaude.

Au-delà de 0°C, la neige et la glace accumulées au sommet des montagnes quittent leur état solide. Elles ruissellent alors le long des pentes, alimentant les bassins versants qui regagneront les cours d’eau (fleuves, torrents, rivières…) jusqu’à atteindre la mer.

30 à 60% de l’eau douce proviennent des bassins versants d’altitude, aussi la montagne joue t-elle un rôle stratégique dans la gestion de l’eau sur notre planète et par extension, dans la protection de la biodiversité qui en a fait son lieu de vie.

Les rivières accueillent par exemple une foule colossale de poissons de toutes sortes, truite arc-en-ciel, saumon de fontaine, brochet ainsi que de nombreux crustacés comme les écrevisses dont les espèces se comptent par centaines.

Un repas de choix pour de nombreux prédateurs comme la loutre d’Europe, la musaraigne aquatique, le balbuzard pêcheur mais aussi l’ours qui ne raterait pour rien au monde sa chasse au saumon.

Les insectes, présents eux aussi en grand nombre, font quant à eux le bonheur des amphibiens et des reptiles, tritons, salamandres, crapauds, rainettes… Sur les berges s’étend le royaume des frênes, des saules, des noisetiers, de la menthe aquatique et de la violette des marais, tous très dépendants de l’eau pour leur croissance.

Très dynamiques, on constate également que les rivières sont changeantes. Leur débit varie en fonction du ruissellement ou des précipitations, leur courant se modifie au rythme de la pente pour se rapprocher parfois de celui des torrents. La couverture végétale a ici un grand rôle à jouer. Les zones boisées aident à canaliser l’eau pour en contrôler plus facilement le débit tandis que le déboisement aura tendance à accentuer la torrentialité.

Mais c’est aussi le paysage qui façonnera le lit des rivières. Tour à tour au fil de leur course, elles croiseront des cascades et des reliefs qui ne seront pas sans conséquence pour la faune locale. Parfois même, en fonction des crues et de la nature de la roche, l’eau douce des rivières sera en mesure de dissoudre la paroi, donnant ainsi vie à des canyons.

Les habitats naturels varieront alors d’un paysage à un autre tout autant que la faune associée, très attachée à certaines conditions spécifiques de courant, de profondeur ou de végétation.

Les espèces de plantes aquatiques, de poissons ou d’invertébrés seront donc bien distinctes selon qu’elles se trouveront en amont ou en aval du cours d’eau.

Au terme de leur voyage, les eaux courantes retrouvent la mer pour un temps avant de s’évaporer à nouveau. Et le cycle recommence.

Condition essentielle à la vie, les écosystèmes d’eau douce sont donc partout. Ils s’entrecroisent avec pratiquement tous les autres écosystèmes de notre Terre que ce soit pour s’abreuver, pour se nourrir ou pour installer sa progéniture dans un milieu agréable. La plupart des habitats situés en bordure des rivières (rives, bancs alluvionnaires, forêts…) abritent d’ailleurs une multitude d’espèces bien différentes de celles évoluant sous l’eau.

Une vraie relation d’interdépendance qui laisse d’autant plus craindre les conséquences des menaces qui pèsent aujourd’hui sur la nature. Une pollution de l’eau douce au tout début du cycle de la rivière par exemple pourra se propager dans tous les écosystèmes suivants.

Le soutien écologique des écosystèmes d’eau douce

Les milieux d’eau douce ont pourtant plus d’un rôle à jouer.

En contribuant au stockage du carbone et à l’augmentation du taux d’humidité dans l’air autour d’elle, la flore des milieux humides participe notamment à la régulation du climat. Les tourbières sont tout particulièrement reconnues pour être des puits de carbone essentiels à la planète.

Dans les écosystèmes d’eau douce, on constate aussi que la photosynthèse s’effectue à deux niveaux différents. Par la vie végétale, très abondante dans ce type de milieu, et par le phytoplancton présent dans les eaux de surface.

Autrement dit, les milieux humides sont des zones de fortes productivité où l’énergie et la matière organique circulent et se transforment sans cesse. Une matière organique indispensable à la construction de la biodiversité.

Et puis les écosystèmes d’eau douce influent aussi directement sur la qualité de l’eau. La végétation retient ou absorbe les éventuels polluants comme les phosphates et les nitrates, un travail que poursuivront par la suite certains crustacés présents dans les nappes souterraines. Au terme de son voyage, l’eau aura ainsi été purifiée de manière naturelle, prête à être prélevée pour les besoins de la consommation humaine, de l’énergie ou de l’agriculture. Le tout en minimisant les risques de contamination.

Épuratrice mais aussi stabilisatrice, la flore des milieux humides d’eau douce aide à la fixation des berges grâce à ses racines et à la prévention de l’érosion des sols. Les crues, nécessaires au renouvellement des éléments nutritifs charriés par les cours d’eau, sont ainsi mieux maîtrisées tandis que le ruissellement est limité, au profit de l’infiltration des eaux jusqu’aux nappes souterraines. L’altération des écosystèmes aquatiques aura au contraire tendance à accroître le risque d’inondations.

Quant à la faune des écosystèmes aquatiques, nombreuses sont les espèces à être entièrement dépendantes des milieux humides. En France par exemple, dans les eaux souterraines où les conditions de vie sont pourtant si rudes, on dénombre plus de 230 espèces différentes parmi lesquelles des micro-organismes, des invertébrés et même quelques poissons et amphibiens.

Des animaux extrêmement sensibles aux variations des propriétés de l’eau.

Pour nos sociétés humaines, les écosystèmes d’eau douce offrent aussi de formidables sources de nourriture. Perches, carpes, anguilles, lamproies, canards, crustacés, élevage bovin, riziculture, autant de soutiens essentiels à notre alimentation, à exploiter de manière durable.

Exploitation durable nécessaire également en ce qui concerne les tourbières, si précieuses pour les cultures, et dont le renouvellement est si lent qu’il est impossible de l’observer à l’échelle d’une vie humaine. Ici se cachent notamment les droséras, petites plantes insectivores si caractéristiques des tourbières. Elles sont aujourd’hui utilisées comme antiseptiques par le secteur pharmaceutique, comme c’est aussi le cas de l’airelle rouge par exemple.

Les écosystèmes d’eau douce regorgent en effet de substances médicinales tandis que d’autres espèces végétales telles que le roseau et la massette fournissent d’excellents matériaux de construction.

Équilibre du vivant

Mais les écosystèmes aquatiques ne seraient pas aussi essentiels sans l’étroite collaboration de leurs nombreux êtres vivants.

Les insectes pollinisateurs tels que l’Azuré des mouillères assurent en se nourrissant le renouvellement d’environ 80% des plantes à fleurs et 75% des plantes d’eau douce cultivées.

De quoi entretenir une vie végétale riche, reconnue pour abriter une multitude de microhabitats et pour être l’un des maillons essentiels de toute chaîne alimentaire. Les insectes assurent le développement des plantes et font le bonheur des amphibiens et des reptiles tels que le dragon d’eau. Les poissons mangent les plantes puis sont mangés à leur tour par de nombreuses espèces d’oiseaux, de reptiles et de mammifères tels que les crocodiles, les lamantins, les castors et les tortues géantes.

Certains de ces animaux comptent d’ailleurs parmi les espèces rares et menacées inscrites sur la liste rouge mondiale de l’UICN. C’est le cas notamment de la tortue alligator, redoutable prédatrice au son bec tranchant que l’on retrouve particulièrement dans les rivières des États-Unis, et du dauphin rose, mis en danger par la déforestation et la pollution de l’Amazone et de ses affluents. La moitié de sa population pourrait avoir disparu d’ici à 50 ans.

Essentiels à l’équilibre de l’ensemble, nous retrouvons enfin sous la surface ou dans les sols humides toute une armée de décomposeurs, bactéries, acariens et micro-organismes, grâce à qui les plantes auront en permanence accès à de la matière organique en quantité suffisante.

Chaque être vivant occupe donc une place bien précise et puisera dans l’activité de ses voisins tout ce dont il aura besoin pour se nourrir, s’abriter ou se reproduire.

Pour certaines espèces, les écosystèmes aquatiques d’eau douce représentent les environnements qu’elles occuperont tout au long de leur vie. D’autres au contraire ont pris l’habitude de diversifier leurs habitats naturels pour accomplir leur cycle vital.

L’anguille européenne par exemple grandit en rivière puis se reproduit ensuite en mer tandis que le saumon atlantique fait l’exact opposé.

Quoi qu’il en soit, c’est en tout cas la composition chimique de l’eau qui déterminera la répartition, l’adaptation et l’interaction des différents êtres vivants avec leur milieu. Son oxygénation, sa température ou sa luminosité se devront d’être suffisantes tout comme ses crues ou la diversité de ses sources de nourriture et de ses lieux de reproduction. Un équilibre fragile que de nombreux facteur viennent aujourd’hui bouleverser.

L’eau douce face aux dangers

Le drainage, l’expansion urbaine, les prélèvements divers, l’intensification de l’agriculture grignotent progressivement les zones humides de notre planète. Cela vaut notamment pour les prairies humides, les forêts alluviales, les tourbières et les marais, non seulement en recul mais aussi fortement dégradés par la pollution des engrais et des composés toxiques.

Tandis que de nouveaux plans d’eau artificiels font régulièrement leur apparition pour satisfaire la demande touristique, la biodiversité des milieux d’eaux courantes tels que les rivières souffre des nombreux aménagements qui entravent son passage. Endiguements, artificialisation des berges, barrages compliquent la migration des espèces aquatiques, entraînant la réduction de leurs population.

C’est le cas notamment de l’anguille européenne, de la grande alose ou du chabot du Lez, tous classés «en danger critique» comme l’esturgeon européen, également victime du braconnage pour ses œufs à partir desquels se fabrique le caviar.

Au total, ce sont près de 3700 grands barrages hydroélectriques qui sont actuellement prévus ou en construction, certains situés dans des zones de diversité de la mégafaune d’eau douce comme sur l’Amazone, le Gange ou le Mékong. C’est pourtant dans ce dernier que se rencontrent certaines des plus grandes espèces de poissons au monde parmi lesquelles la raie géante ou la carpe géante siamoise. Toutes deux aujourd’hui menacées d’extinction.

Face à la destruction de leur habitat naturel, la faune et la flore des écosystèmes d’eau douce présentent aujourd’hui un déclin alarmant. L’axolotl et le vison d’Europe sont désormais considérés «en danger critique d’extinction», tout comme la salamandre géante, plus grand amphibien au monde que l’on pouvait encore croiser il y a quelques décennies sur l’ensemble du territoire chinois.

Mêmes menaces pour le rat trompette (ou Desman des Pyrénées), le babiroussa, cousin du sanglier, ou le chat-pêcheur, déjà affaibli en Inde par la surpêche qui le coupe de sa principale source de nourriture.

Quant au braconnage, il couvre à travers le monde un territoire de plus en plus étendu qui englobe des espèces telles que l’hippopotame nain et le Bec-en-sabot, déjà fragilisées par le déboisement.

De son côté, la teneur en oxygène des écosystèmes d’eau douce déjà altérée par le réchauffement climatique, est aussi aggravée par les nombreux polluants industriels ou agricoles rejetés dans la nature. 80% de toutes les eaux usées du monde sont ainsi rejetées sans avoir été préalablement traitées, emmenant avec elles toutes sortes de substances hautement toxiques.

Parmi elles, les phosphates et les nitrates qui conduiront à une prolifération exceptionnelle d’algues, et au déséquilibre profond de l’écosystème. Une végétation dense, gourmande en oxygène, qui empêchera le passage des rayons du soleil. Dans ces conditions, la qualité de l’eau se dégrade, l’envasement s’accélère et la biodiversité s’effondre. C’est le phénomène d’eutrophisation.

Le développement de pratiques agricoles alternatives n’a pas encore permis d’empêcher durablement la contamination de l’eau douce par les nitrates.

La prolifération d’espèces envahissantes est également la conséquence de l’introduction, volontaire ou involontaire, d’une faune et d’une flore exotiques dans un milieu donné. Aux espèces natives du fleuve La Siagne, situé dans les Alpes Maritimes, se sont par exemple greffées 6 espèces non-natives issues d’Asie ou d’Amérique du Nord. Un risque supplémentaire pour des écosystèmes à l’équilibre fragile.

Au total ces 40 dernières années, les espèces d’eau douce se sont vues réduites de 81%, soit plus du double de la disparition déjà observée chez les espèces terrestres et océaniques. En tête, de nombreux produits de consommation courante tels que les mollusques, victimes de la surpêche. Selon les estimations de l’UICN, environ un tiers des espèces d’eau douce serait aujourd’hui menacé d’extinction.

Renouvelable mais pas illimitée

Trop souvent considérée comme infinie, la ressource en eau, bien que renouvelable, n’est en aucun cas illimitée. Depuis l’apparition de la vie sur notre Terre, la faune et la flore des milieux aquatiques ont contribué à modifier la composition et le cycle de l’eau. Des modifications que poursuivent les activités humaines dans des proportions tout à fait alarmantes.

Avec la demande en eau qui continuera de croître au cours des années à venir, le réchauffement climatique global et la multiplication probable des phénomènes naturels extrêmes, la ressource est désormais l’une des plus rares et des plus précieuses au monde, tout comme les écosystèmes qui lui sont associés.

Sachant que seuls 40% des lacs, rivières et eaux côtières de l’Union Européenne sont actuellement en bon état écologique, de nombreux efforts restent à fournir pour limiter les pressions exercées sur eux et prendre durablement en compte les nombreux services rendus.

Reportage gratuit de 45mn pour en savoir plus (sous-titré en français)

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