Indicateurs du niveau d'eutrophisation des milieux lagunaires méditerranéens

Les lagunes méditerranéennes sont des milieux particulièrement sensibles à l'eutrophisation. Il devenait urgent de mettre en place un réseau de surveillance pour connaître et hiérarchiser leurs niveaux d'eutrophisation, afin de mener des actions concrètes pour protéger ou restaurer ces écosystèmes de grande valeur. Ce réseau est le RSL (Réseau de Suivi lagunaire).

Suite aux réflexions menées dans le cadre du Schéma Directeur de l'Aménagement et de la Gestion de l'Eau (SDAGE) Rhône Méditerrranée Corse et du Réseau Littoral Méditerranéen (RLM), l'Agence de l'Eau s’est portée maître d'ouvrage d'une étude visant à mettre à jour un outil d'évaluation du niveau d'eutrophisation des milieux lagunaires Méditerranéens.

Dans un premier temps, les résultats d’une étude bibliographique réalisée par le Cemagref et l'IARE avait identifié des indicateurs potentiels physiques, chimiques et biologiques de l’eutrophisation à travers les différents compartiments de l’écosystème lagunaire (phytoplancton, macrophytes, macrofaune benthique, sédiments, eau).

Le groupement Ifremer - Université de Montpellier II - Creocean a été sélectionné pour cette étude. Neuf lagunes ont été sélectionnées pour constituer un pool de référence représentatif de la diversité des écosystèmes (géomorphologie, régime hydraulique, physico-chimie, écologie, utilisation) et des niveaux d'eutrophisation rencontrés sur le littoral méditerranéen. Il s'agit des étangs de Salses-Leucate, de Bages, de l'Ayrolle, de Campignol, de Gruissan, de Thau, de l'Ingril, du Grec et de l'Or, les plus grandes de ces lagunes ayant été découpées en plusieurs secteurs pour tenir compte de l'hétérogénéité des milieux. Des campagnes de mesures ont été menées mensuellement pendant un an (1998-99) pour la colonne d'eau et le phytoplancton, en février 1999 pour les invertébrés benthiques et au cours l'été 1999 pour les sédiments et la macroflore.

L'analyse croisée des résultats par variable et par lagune a permis de sélectionner, pour chaque compartiment, les variables pertinentes pour caractériser l'état et/ou le niveau de l'eutrophisation. Les signes de l'eutrophisation vont se manifester dans des compartiments de l'écosystème concernés par les apports en éléments nutritifs dans l'eau :

- Le phytoplancton peut être considéré comme un indicateur "objectif" de l'eutrophisation. Les proliférations phytoplanctoniques ou blooms sont en relation étroite avec les apports d'azote et de phosphore. Les niveaux de proliférations doivent être formalisés au travers des comptages. Les chlorophylles qui constituent des indicateurs de biomasses phytoplanctoniques sont associées aux variables de routine.

- Les macrophytes sont aussi en relation directe et indirecte avec les apports d'azote et de phosphore dans le milieu. La relation indirecte provient de l'augmentation de turbidité liée à l'accroissement des densités phytoplanctoniques. Ce dernier entraîne le déclin des phanérogames au profit des algues. La prolifération d'algues vertes constitue la relation directe sur les apports en azote de phosphore dans les lagunes. Les changements dans les biomasses de macrophytes, au fur et à mesure que les apports en azote et phosphore augmentent, doivent faire l'objet d'une formalisation.

- Le sédiment est en relation indirecte avec les apports d'azote et de phosphore car il constitue le "lieu de passage" des matières eutrophisantes dans l'écosystème lagunaire. Le phytoplancton et les macrophytes sont recyclés à son interface, consommant de l'oxygène et libérant des sels minéraux. Ces derniers viennent enrichir en partie le sédiment. Ce processus fait du sédiment un compartiment intégrateur des apports d'azote et du phosphore dans le milieu. Aussi, les niveaux de concentration en matière organique, azote et phosphore, doivent présenter une graduation.

- Placée en aval de la production primaire dans la chaîne trophique, la macrofaune benthique est en relation indirecte avec les apports d'azote et de phosphore. Les excès de matière organique entraînent une diminution de l'oxygène dissous dans les sédiments ce qui change les conditions de vie pour les animaux. L'excès de phytoplancton peut aussi entraîner la prolifération de filtreurs benthiques.

- La colonne d'eau comporte une batterie de variables, certaines révéleront les causes et d'autres les conséquences de l'eutrophisation. Les sels nutritifs constituent les causes, la turbidité et les chlorophylles restituent les conséquences. Enfin, les formes totales d'azote et de phosphore intègre les causes et les conséquences, car les formes organiques (plancton, matière détritique) constituent à terme des matières eutrophisantes en raison du recyclage efficace à l'interface eau-sédiment.

La mise à jour d'une grille de seuil des variables de l'eau pouvant permettre, au moins chaque année, d’indiquer l'état trophique des environnements lagunaires, repose au préalable sur la définition des niveaux d’eutrophisation. Cette définition ne peut s'effectuer qu'à partir des variables biologiques indicatrices couplées à celles du sédiment très intégratrices dans le temps.