Massey, William; Marchand, Jean-Philippe; Biron, Pascale; Buffin-Bélanger, Thomas et Larocque, Marie
(2019).
Identification of criteria to determine the restoration potential of riparian wetlands in highly degraded agricultural environments: Final Report presented to the Fonds National de Conservation des Milieux Humides(FNCMH).
Montreal, 131 p.
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Résumé
Les milieux humides riverains sont étroitement liées à la dynamique des méandres, la migration des chenaux conduisant au développement des plaines inondables y compris aux microtopographies, aux avulsions et à la formation de bras morts (“oxbow”). Les méandres abandonnés sont fréquemment inondés et fournissent des services écosystémiques essentiels à long terme. Malheureusement, dans les bassins versants agricoles, la linéarisation et le remblayage des creux topographiques ont entraîné l’élimination des milieux humides riverains ainsi que de leurs processus morphogénétiques. De nombreux projets de restauration n'atteignent pas les objectifs visés car ils se concentrent généralement sur la réhabilitation de fonctions spécifiques des milieux humides, utilisant souvent des seuils pour contrôler les niveaux d'eau, par exemple, sans s'attaquer aux causes sous-jacentes de la dégradation. Le consensus scientifique actuel est que la restauration des processus naturels, c'est-à-dire la migration du chenal, est nécessaire pour concevoir des milieux humides dynamiques dans le temps et dans l'espace.
Un facteur clé dans la restauration des fonctions de l'écosystème des milieux humides riverains est la nature des liens hydrologiques entre le chenal et la plaine inondable. L'hypothèse est que d'anciens méandres peuvent être de bonnes cibles de restauration en raison de leurs connexions hydrologiques potentiellement plus élevées associées à leurs sédiments fluviaux plus grossiers. Cependant, davantage d'informations sont nécessaires pour mieux comprendre leur potentiel de reconnexion dans des contextes agricoles dégradés. L'objectif de cette étude était de définir des indicateurs des zones qui offrent le meilleur potentiel de restauration des zones humides dans les bassins versants agricoles. Cet objectif a été atteint 1) en déterminant d’abord l’état des connaissances sur la restauration des anciens méandres afin de mettre en évidence les indicateurs de succès ou d’échec de projet dans la littérature, et 2) en fournissant des exemples du potentiel de restauration des milieux humides par l’étude détaillée de trois cours d’eau redressés dans les Basses Terres du Saint-Laurent au Québec. Les trois cours d'eau (environ 1 km de long) sont situés dans des régions d'agriculture intensive (principalement du maïs et du soja) sur la rivière Des Fèves (Branche 53, bassin versant 2,41 km2; DF), sur la Petite rivière Pot-au-Beurre (près de la baie Lavallière, aire de drainage de 8,62 km2; PPauB), et sur le ruisseau Martin (bassin versant de la rivière Bulstrode, aire de drainage de 27 km2; RM). Les trois tronçons sont situés dans l'environnement géologique limoneux argileux de la mer de Champlain partiellement érodé par les ruisseaux et accompagné de sédiments plus grossiers dans la plaine alluviale.
À chaque site, les caractéristiques physiques du chenal et de l’ancien méandre (géométrie du chenal, topographie du méandre, géologie de surface, niveau d’eau aux stations de jaugeage ainsi que dans les puits / piézomètres, température) et composantes écologiques (végétation riveraine et poissons), ont été mesurés par une combinaison de mesures quantitatives (ex: sondes à pression) et qualitatives (ex: interprétation par des experts et caméras). Le potentiel de connexions hydrologiques par des processus de surface et / ou souterrains a été évalué en utilisant des techniques de traitement du signal afin de déterminer les délais entre les niveaux d’eau maximaux dans le chenal et dans les piézomètres en réponse à des précipitations importantes. Le potentiel de re-méandrisation a été évalué à l'aide du modèle RVR Meander afin de simuler la migration du chenal.
Les résultats indiquent que les trois cours d’eau peuvent potentiellement re-méandre, bien que la cohésion des berges constituées d’argile à PPauB et à DF limite probablement la migration du chenal à ces sites. De nettes différences entre les sites ont été trouvées à la fois dans le potentiel de restauration et dans la connectivité hydrologique latérale. Au RM, des facteurs tels que le changement d’utilisation du sol de l’agriculture vers la forêt suite au redressement initial (dernier redressement entre 1950-1960) et la topographie des anciens méandres qui permettent à l’eau de surface de se regrouper et des temps de latence courts entre la réponse des piézomètres dans l'ancienne dépression de méandre et dans le chenal résultent en un potentiel important de connectivité hydrologique latérale et de restauration passive des milieux humides riverains. En effet, les résultats des évaluations de la végétation et d'habitat du poisson ont révélé que RM avait la plus forte proportion de sa plaine inondable classée comme milieux humides et une excellente qualité d'habitat du poisson dans les sections de chenal adjacentes aux anciens méandres. Inversement, les sites PPauB et DF, où des activités humaines persistantes telles que le dragage (dernier redressement en 2013 pour les deux cours d’eau),
l'enlèvement de la végétation riveraine et le remplissage de l’ancien méandre avec d'épaisses couches de matériaux fins, ont conduit à la déconnexion des dépôts alluviaux grossiers du chenal, sans signe de connectivité hydrologique latérale sur ces sites. Sans restauration active pour améliorer la topographie des anciens méandres et la largeur de la bande riveraine entre l'ancien méandre et les champs agricoles adjacents, le potentiel de restauration de ces milieux humides riverains apparaît compromis. L'approche de restauration active sera probablement également nécessaire pour promouvoir la migration du chenal aux sites PPauB et DF car la cohésion des particules d'argile sur la rive limite la migration du chenal à ces sites, contrairement au RM.
Cette étude suggère qu'après des décennies sans intervention dans le cours d'eau, dans des conditions similaires à celles du site du RM, des méandres commencent naturellement à se former et des milieux humides riverains peuvent se redévelopper, garantissant ainsi une meilleure qualité des habitats et une plus grande biodiversité. Ce potentiel de restauration naturelle semble être limité dans des secteurs tels que PPauB et DF où des interventions humaines sont toujours en cours, où le remblayage a considérablement modifié le potentiel de connectivité hydrologique latérale entre le cours d’eau et l’aquifère et où la cohésion des berges peut limiter la migration du chenal. La restauration des processus physiques dans ces cas exigerait la participation des propriétaires riverains afin de limiter les interventions directes dans le cours d'eau et dans les bandes riveraines. Cette étude souligne qu'il est utile de travailler sur le potentiel de restauration des cours d'eau agricoles redressés, car ils peuvent fournir des services écosystémiques importants lorsque les processus hydrogéologiques naturels sont en mesure de fonctionner.
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