Identification de critères pour déterminer le potentiel de restauration de milieux humides riverains en milieux agricoles fortement dégradés

Ce projet permettra d'identifier des facteurs-clés et des éléments favorisant la restauration de milieux humides riverains et de leurs services en milieux agricoles.

Détails du projet
Programmation scientifique
Programmation 2014-2019
Thématique(s) et priorité(s)
Agriculture, pêches et aquaculture commerciales
Début et durée
Août 2017 | Avril 2019
Statut du projet
Terminé
 
Responsable(s) scientifique(s)
Pascale Biron
Université Concordia

Contexte

Les milieux humides riverains résultent de la dynamique de migration latérale et de recoupement des méandres. Les méandres abandonnés, ou bras morts, constituent des milieux humides riverains riches en biodiversité qui demeurent hydrologiquement connectés au cours d'eau.

En milieu agricole, plusieurs milliers de kilomètres de cours d’eau sinueux ont été linéarisés et leurs bras morts remblayés au 20ème siècle, résultant en une perte importante de superficie de milieux humides riverains mais aussi en une destruction des processus de formation de nouveaux milieux humides riverains.

Le potentiel de réhabilitation ou de reconnexion des anciens bras de méandres, permettant dans le futur la création de milieux humides riverains au Québec, pourrait servir à orienter des mesures de compensation et d’adaptation aux changements climatiques à l’échelle régionale.

 

Objectif(s)

  • Identifier les anciens bras de méandres ou les dépressions dans les champs à proximité des cours d’eau offrant le plus fort potentiel de rétablissement d’un milieu humide et de ses fonctions écosystémiques.

Démarche

  • Analyse de projets de réhabilitation et de reconnexion d’anciens bras de méandres abandonnés à travers le monde pour dégager les principaux indicateurs de restauration et leurs retombées ;

  • Étude de la connexion hydrologique entre les trois cours d’eau linéarisés ciblés dans l’étude (sur la rivière Des Fèves, Petite rivière Pot-au-Beurre et ruisseau Martin) et les anciens bras de méandres (mesures morphologiques et hydrologiques);

  • Modélisation en climats actuel et futur du potentiel de reméandrisation et de création de nouveaux milieux humides riverains sur les trois sites ;

  • Analyse combinée des résultats de la revue de littérature et de la modélisation pour proposer des critères de potentiel de restauration de milieux humides riverains en milieux agricoles.

Résultats

Un état des connaissances sur la restauration des anciens méandres a permis de mettre en évidence les indicateurs de succès ou d’échec de projet dans la littérature, avant d'étudier en détail le potentiel de restauration des milieux humides de trois cours d’eau redressés dans les Basses Terres du Saint-Laurent au Québec.

Les trois cours d'eau étudiés (environ 1 km de long) sont situés dans des régions d'agriculture intensive (principalement du maïs et du soja) sur la rivière Des Fèves, sur la Petite rivière Pot-au-Beurre et sur le ruisseau Martin. 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 (par exemple : sondes à pression) et qualitatives (par exemple: 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.

De nettes différences entre les sites ont été trouvées à la fois dans le potentiel de restauration et dans la connectivité hydrologique. La cohésion des berges constituées d’argile à la Petite rivière Pot-au-Beurre et à la rivière Des Fèves limite probablement la migration du chenal à ces sites. Des activités humaines persistantes telles que le dragage, 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.

Au ruisseau Martin, de nombreux facteurs tels que par exemple, le changement d’utilisation du sol de l’agriculture vers la forêt suite au redressement initial (dernier redressement entre 1950-1960), résultent en un potentiel important de connectivité hydrologique latérale et de restauration passive des milieux humides riverains (figure 1).

Figure 1

Figure 1. Simulation du potentiel de re-méandrisation du ruisseau Martin (A. section amont B. section aval) avec le modèle RVR Meander en climat actuel (actual 2014) et en climat projeté pour les 100 prochaines années selon différentes hypothèses de restauration passive ou active : aucun changement (sim actual parameters), adoucissement de la pente de la berge de 25% (sim decreased slope), augmentation du débit proportionnellement à l'augmentation des précipitations annuelles totales projetée par 12 scénarios de changements climatiques (sim increased discharge) et élargissement de 25% du chenal (sim increased width).

En effet, les résultats des évaluations de la végétation et d'habitat du poisson ont révélé que le ruisseau Martin 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.

L’approche de restauration active permettra d'améliorer la topographie des anciens méandres et la largeur de la bande riveraine entre l'ancien méandre et les champs agricoles adjacents et ainsi de promouvoir la migration du chenal et de restaurer les processus hydrogéologiques naturels afin de concevoir des milieux humides dynamiques dans le temps et dans l'espace.

Retombées pour l'adaptation

Retombées pour l'adaptation

Identification des facteurs-clés et des éléments favorisant la restauration de milieux humides riverains et de leurs services en milieux agricoles.

Recommandations d’indicateurs à utiliser pour favoriser la restauration de milieux humides riverains dans des bassins versants agricoles.

Analyse détaillée du potentiel de re-méandrisation en climats actuel et futur pour des tronçons de trois cours d'eau agricoles linéarisés selon différentes hypothèses de restauration active ou passive.

Publications scientifiques

Date
Titre
Auteur
Type de document
Langue(s)
2019
Identification of criteria to determine the restoration potential of riparian wetlands in highly…
Massey, W.; Marchand, J-P.; Biron, P.; Buffin…
Anglais

Financeurs

Contribution d'Ouranos dans ce projet sous forme d'expertise

Autres participants

  • Université du Québec à Rimouski

  • Université du Québec à Montréal

  • Pleine-Terre

  • Institut de recherche et de développement en agroenvironnement

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