Indice d’intégrité biotique basé sur les macroinvertébrés benthiques et son application en milieu agricole

Cours d’eau peu profonds à substrat grossier

Résumé

La surveillance biologique est reconnue comme une composante essentielle des programmes de surveillance de la qualité de l’eau. Les indices d’intégrité biotique, dont ceux basés sur les macroinvertébrés benthiques (benthos), servent à évaluer l’état de santé global des écosystèmes aquatiques. En effet, les organismes vivants intègrent, dans le temps et l’espace, l’ensemble des caractéristiques de leur habitat. L’élaboration de l’indice de santé du benthos pour les cours d’eau peu profonds à substrat grossier (ISB_g) a nécessité une campagne de collecte de données qui s’est échelonnée de 2003 à 2008. Celle-ci a permis de récolter 83 échantillons de macroinvertébrés benthiques provenant de 64 stations localisées dans des petits cours d’eau à substrat grossier des basses-terres du Saint-Laurent, du piedmont laurentien et des Appalaches. Parmi ces 83 échantillons, certains correspondent à des stations de référence (peu ou pas perturbées) et à des stations dégradées, alors que d’autres présentent un gradient de pressions anthropiques, principalement de pollution diffuse d’origine agricole (stations tests). Les stations désignées sous les vocables « référence » et « dégradées » le sont à partir de critères indépendants de la communauté benthique en place. L’évaluation du niveau d’intégrité biologique est effectuée en utilisant l’Approche des conditions de référence (ACR). Ainsi, les communautés de macroinvertébrés des stations dégradées et tests sont comparées aux communautés des stations de référence. C’est le niveau de différence entre les communautés qui détermine le niveau de dégradation des stations.

Deux objectifs sont poursuivis dans cette étude : évaluer la performance de l’ISBg du Québec et utiliser cet indice pour statuer sur l’état de santé des cours d’eau à substrat grossier dans les stations échantillonnées entre 2003 et 2008.

Selon les résultats obtenus lors de l’évaluation de la performance, de la discrimination et de la sélection des variables de l’indice de santé du benthos des cours d’eau à substrat grossier, aucun point majeur ne justifie d’effectuer des modifications à la version actuelle de l’indice. Ainsi, l’ISB_g est constitué des six variables suivantes : le nombre total de taxons, le nombre de taxons EPT (éphéméroptères, plécoptères et trichoptères), le pourcentage d’EPT sans Hydropsychidae, le pourcentage de Chironomidae, le pourcentage des deux taxons dominants et l’indice biotique d’Hilsenhoff (HBI). L’ISB_g s’accompagne d’une échelle variant de 0 à 100 séparée en cinq classes de qualité. La borne principale, ou biocritère, se situe à 72,7 %. Ainsi, des valeurs de l’ISB_g égales ou supérieures à 72,7 % désignent des cours d’eau en « bonne » santé. Cette classe de « bonne » santé a été subdivisée afin de former une classe de « très bonne » santé regroupant les valeurs supérieures à 89,1 %. Les valeurs inférieures au biocritère appartiennent à la classe de qualité « précaire », « mauvaise » ou « très mauvaise ». Ces trois classes ont la même amplitude, et une zone d’incertitude ou « zone grise » de 10 points est située sous le biocritère de 72,7 %.

Les résultats obtenus du calcul de cet indice aux 83 échantillons recueillis entre 2003 et 2008, montrent que les communautés de macroinvertébrés benthiques sont en très bonne et bonne santé à 43,4 % des stations, en santé précaire à 36,1 % des stations, en mauvaise santé à 19,3 % des stations et en très mauvaise santé à 1,2 % d’entre elles. L’utilisation du territoire dans ces petits bassins versants influe grandement sur la composition de la communauté benthique. Plus les superficies en culture occupent une grande portion du territoire, occasionnant par le fait même une diminution du territoire forestier, plus la communauté benthique est susceptible d’être en mauvaise santé. Selon les résultats obtenus dans cette étude, les communautés de macroinvertébrés se trouvent sous le biocritère, c’est-à-dire sous la classe « bonne » santé, lorsque la superficie en culture occupe plus de 40 % du bassin versant. Il n’est toutefois pas possible de mettre en évidence la ou les causes directes de cette diminution de l’intégrité. Lorsque l’agriculture occupe une forte proportion du territoire, plusieurs composantes de l’écosystème sont modifiées en même temps et sont susceptibles d’avoir des effets sur les communautés benthiques. Ainsi, des modifications ont été observées tant sur le plan de la qualité de l’eau, particulièrement avec l’augmentation des concentrations en éléments nutritifs (azote et phosphore), de la conductivité et de la turbidité, que sur celui de la qualité des habitats, particulièrement avec la diminution et la perte d’habitats aquatiques et riverains. En somme, l’ISBg élaboré pour les basses-terres du Saint-Laurent, le piedmont laurentien et les Appalaches s’est avéré un outil sensible pour déceler les effets de la pollution diffuse d’origine agricole ainsi que des pressions d’origine urbaine. L’ISB_g permet donc d’évaluer l’état de santé des cours d’eau peu profonds à substrat grossier à partir du niveau d’intégrité des communautés de macroinvertébrés benthiques.

Rapport (format PDF, 1,5 Mo)

Ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs (MDDEFP), 2012. Indice d’intégrité biotique basé sur les macroinvertébrés benthiques et son application en milieu agricole – Cours d’eau peu profonds à substrat grossier, Québec, Direction du suivi de l’état de l’environnement, ISBN 978-2-550-66035-4 (PDF), 72 p. (dont 7 annexes).