Écologie des rivières ou des lacs pyrénéens

Origine, caractéristiques et évolution des rivières

Arthur Elosegi

Bien que les lacs puissent se former par des processus très divers, la plupart des rivières pyrénéennes ont une origine glaciaire. Dans les dépressions provoquées par l'érosion provoquée par les glaciers de la dernière ère glaciaire, où le substrat est imperméable, il y a eu accumulation d'eau et formation de lacs. Les rivières sont donc jeunes: les plus âgés n'ont que 40.000 ans, la plupart 10.000 et les plus élevés encore moins. La plus grande influence des glaciations dans le nord des Pyrénées (non seulement par le froid, mais par les plus hautes précipitations) rend les rivières plus abondantes sur ce versant, atteignant une centaine de mètres en dessous. Bien qu'ils puissent être trouvés dans n'importe quel type de lithologie, les régions avec la plus grande densité de gué (Néouville, Aran, Pallars, etc.) sont principalement situés dans des zones de substrat granitique, dans des matériaux durs et imperméables.

La lithologie siliceuse et insoluble du bassin du lac impose ses limites aux communautés locales. L'alcalinité (ou capacité de tamponner le pH) des eaux est très faible et le pH peut varier beaucoup tant par l'action des êtres vivants que par la cause de la pluie acide. En fait, le carbonate provenant des calcaires est l'élément principal qui pompe le pH de l'eau et aide à combattre les pluies acides. En outre, les ibons peuvent être très oligotrophiques (avec des concentrations d'aliments très faibles), ce qui les amène à des communautés appauvries. Il faut tenir compte, en outre, que dans les hauteurs les sols sont fins et peu développés. Le sol, en plus d'être le lieu de fixation de l'azote indispensable pour les êtres vivants, est le principal accumulateur de phosphore, magnésium et d'autres éléments, de sorte que dans les vallées de sol mince les lacs sont également pauvres.

Début de l'hiver (pas encore accumulé de neige). (Photo: Arthur Elosegi).

En concentrant les sédiments du bassin dans les lacs, ces systèmes ont tendance à se colmater: au fil du temps, ils deviennent plus superficiels, entraînant des zoicistes et des marais si le climat est assez humide et froid, disparaissant finalement. Par conséquent, il n'y a pas de lacs d'origine glaciaire très anciens. Bien sûr, il ya des lacs de millions d'années dans des endroits où le substrat coule (lac Baïkal, grands lacs de la vallée du Rift en Afrique, etc. ). ), mais son origine est très différente. La colmatation des lacs s’accompagne de changements dans les communautés locales, dans la production du lac, etc.

Dynamique des rivières

Malgré son aspect statique et doux dans la zone des ruisseaux, tout au long de l'année, ils présentent des phases de turbulence et un fort mouvement d'eau. Ce cycle hydrodynamique, quant à lui, a une grande influence sur les habitants du lieu. Voyons d'abord la séquence de changements subis par un grand fleuve tout au long de l'année.

Lac typique du cirque: Ibón de Tebarray (Pyrénées de Huesca). (Photo: Arthur Elosegi).

Dans les rivières profondes, pendant le printemps (juin) toute l'eau apparaît à une température de 4 ºC et le lac est bien mélangé, avec des conditions physico-chimiques semblables dans toute la colonne d'eau (ayant la densité la plus élevée à 4 ºC, la masse d'eau à cette température tend à couler). À l'arrivée de l'été, l'insolation augmente et augmente considérablement la température de l'air. Par conséquent, la surface de l’eau est chauffée, diminue sa densité et commence à «flotter» sur la masse d’eau froide inférieure. En outre, ce processus sera de plus en plus rapide, car plus la différence de température est élevée, plus le mélange des masses d'eau supérieure et inférieure est faible.

Fin juillet on peut observer un gradient vertical fort de température (et densité) à une profondeur de 20-25 m: si dans la partie supérieure (dans la couche appelée epilimnion) l'eau peut atteindre 12ºC, dans la partie inférieure (hipolimnion) elle reste à environ 4ºC toute l'année. Ce gradient est appelé thermocline. En raison de cette distribution, l'hipolimnion est isolé de l'atmosphère et les caractéristiques de ces deux masses d'eau changent progressivement: dans la couche supérieure se produit une augmentation du plancton, une forte concentration d'oxygène, une diminution de la concentration en nutriments, ... dans la partie inférieure, une diminution de la concentration d'oxygène les échanges d'oxygène.

Lac semi-colmaté, très bien visible la ceinture végétale.

Arthur Elosegi

En automne (octobre à décembre) la température de l'air descend considérablement, de sorte que la surface de l'eau refroidit jusqu'à 4º C et coule. Cela, à l'aide de vents forts, mélange toute la colonne d'eau et élimine la thermocline. À l'arrivée de l'hiver, la surface du lac est gelée, avec un gradient de température inverse: la surface de l'eau à environ 0º C et l'eau à moins de 4 ºC. La première conséquence de cette couche de glace, qui peut atteindre 30-40 cm, est d'empêcher l'action du vent, laissant l'eau tranquille. Comme l'hiver progresse, la couche de neige d'environ 2 m couvrira la glace, de sorte que la perte de chaleur va diminuer, de sorte que la glace ne sera pas très épais. Dans les Pyrénées l'hiver est assez long, ce qui limite la production primaire (photosynthèse), car la lumière vient à peine à l'eau.

Au printemps, lorsque la glace fond, la surface de l'eau est chauffée jusqu'au 4ème C, elle coule et le deuxième mélange de l'année est produit. Le dégel de ces grandes masses de neige (étant donné que la moitié des précipitations annuelles peuvent tomber dans la neige hivernale) a un autre effet: il dilue les aliments qui étaient déjà assez rares, les rendant encore plus accessibles au plancton. Plus vous accumulez de neige en hiver, plus le lac sera fondu plus tard, donc moins vous aurez les êtres vivants à se développer. En conséquence, et le vieux dicton des paysans ici se trompe, on peut affirmer que dans les rivières l'hiver neigé suivi par les étés pauvres. Avec le mélange de printemps, le lac capte l'oxygène de l'atmosphère et commence la période de reproduction de nombreuses espèces.

Arthur Elosegi

Selon le cycle que nous avons vu jusqu'à présent, les lacs qui mélangent les eaux deux fois par an (printemps et automne) sont diermiques. Ce schéma dépend logiquement de la forme, orientation et surtout de la profondeur du lac. Les lacs de calendrier sont chauffés plus, de sorte qu'ils auront une thermocline plus profonde et stable, qui ne sera brisé par des vents très forts. Dans les ibons peu profonds, au contraire, toute la colonne d'eau est chauffée, il n'y a pas de séparation entre les deux couches, car les petites différences qui peuvent survenir peuvent également être éliminées par de légères rafales de vent. Ce sont les soi-disant lacs polymictiques, qui se mélangent plusieurs fois tout au long de l'année.

L'évolution de la colmatation des lacs nous amène donc d'un profond lac dimictique, à un mince lac polymystique et, enfin, à une zone humide en forme de carbonère. Cette évolution est accompagnée d'un changement dans l'état trophique des rivières. En fait, les aliments accumulés au fond sont augmentés par le mélange des eaux, de sorte que les lacs polymyctiques ont tendance à être eutrophiques (riches en nutriments).

Classification des rivières

Nous pouvons classer les rivières en fonction de différents critères. En raison de leur emplacement, les rivières peuvent être classées en deux groupes. D'une part, les lacs du cirque, à haute altitude, issus des circuits où la neige s'accumule, sont généralement circulaires et assez profonds. D'autre part, les glaciers, tant par l'excavation excessive que par la cause de la moraine avant, donnent lieu à des lacs de vallée de plus grande longueur.

A partir de la morfométrie du lac on peut distinguer les types suivants d'ibones:

• Grandes et profondes rivières ( 15 hm3, 30 m). Dans ces lacs, la durée de l'eau est généralement supérieure à deux ans, de sorte que les processus intrinsèques contrôlent grandement les caractéristiques des eaux. Ils sont généralement des lacs diérmiques, bien oxygénés tout au long de l'année. Ses arêtes raides ne présentent pas de ceintures végétales. La bentosa (communauté du sédiment), quant à elle, est assez faible, car la lumière n'atteint pas le fond. En raison de la tendance des aliments à s'accumuler dans les sédiments, ces rivières sont généralement oligotrophiques, de couleur bleu transparent.
• Ibons diptiques plus superficiels (15-20 m). L'éclairage atteint le fond, de sorte que la ventouse est plus abondante, soulignant les algues. Ce sont des lacs de plus grande production et en hiver une hypoxie (pénurie d'oxygène) peut se produire en raison de la décomposition de la matière organique produite en été. La pénurie d'oxygène provoque l'appauvrissement de la communauté, éliminant les espèces les plus sensibles.
• Ibones polymystiques. Comme son nom l'indique, ces lacs sont plus souvent mélangés en raison de leur faible profondeur, en raison de l'influence des vents. Ils ne sont pas formés thermoclines et sont généralement plus eutrophiques. En raison de la forte concentration de nourriture, ils contiennent généralement beaucoup de plancton et sont de couleur verte.
• Les rivières intermédiaires de la vallée sont alimentées par des ruisseaux plus grands, de sorte que leur rénovation est généralement plus rapide, maintenant des concentrations élevées d'oxygène toute l'année. De nombreux sédiments argileux arrivent à ces rivières, souvent sur les rives, dans des processus deltaïques, où se forment des lastres et des charbons.

Copépode Cyclops : dernière étape de la chaîne trophique planctonique.

Arthur Elosegi

Bien sûr, nous pouvons trouver tous les cas intermédiaires de ces principaux types de gué. Cependant, à travers ces lignes, on veut souligner le rapport existant entre la forme du lac, la dynamique de l'eau et le développement de la communauté.

Communautés d'Ibones

Comme nous l'avons dit, les rivières sont assez jeunes, car elles ont été formées parmi les dernières glaciations. En conséquence, les communautés de ces lacs sont de faible diversité et sont constituées principalement d'espèces cosmopolites. Il existe d'autres espèces de distribution boréoalpine, qui, outre l'Extrême Nord de l'Europe, sont distribuées dans les principales chaînes de montagnes. En raison de la pénurie de nourriture, à la température froide et à la brièveté du bon marais, ces lacs ont souvent peu de vie et prennent beaucoup de temps à se développer.

Hemiptero Gerris: Proie superficielle.

Arthur Elosegi

Quant au phytoplancton, les espèces principales sont les petits chrysostéens et flagellés de large distribution, typiques des eaux oligotrophiques. La petite mesure représente un avantage dans les milieux à faible concentration d'aliments, ce qui permet un plus grand rapport surface/volume corporel. De plus, le fléau est utilisé pour éliminer les microgradients des concentrations alimentaires générées dans l'environnement cellulaire.

Dans le cas du zooplancton prédominent aussi quelques espèces cosmopolites (à grande distribution) qui ont développé des mécanismes spéciaux pour affronter le long hiver. Beaucoup de crustacés investissent dans leur naissance comme adultes (p. ex. Copépodes de cyclops) ou avec des œufs en forme de résistance (p. ex. de Daphnia). La plupart des espèces sont concentrées dans le dégel, donc à la fin de l'été, la plus grande biomasse du zooplancton, qui peut être 20 fois plus grande que celle du phytoplancton. En raison de l'absence de poissons planctophages dans les Pyrénées, le crustacé Cyclops mentionné ci-dessus est le prédateur principal de la chaîne trophique du plancton.

En ce qui concerne la végétation, les macrophytes n'apparaissent pas à des gués supérieurs à 2400 m, car l'été est trop court. Dans ces lacs prédominent les mousses, atteignant une profondeur de 30 m. Dans les lacs les plus bas et les plus tempérés se forment des ceintures de végétation, où les différentes espèces végétales présentent une tolérance d'immersion et des besoins d'éclairage différents. De l'extérieur vers l'intérieur, nous trouverons d'abord les cyberperacées et les joncs: Carex nigra, Juncus filiformis, ou Eriophorum angustifolium, parfois avec Parnassia palustris et Pinguicula vulgaris.

Le triton pyrénéen ( Euproctus asper ) nécessite des eaux froides et bien oxygénées. (Photo: Arthur Elosegi).

Dans les cas où le sédiment argileux est déjà présent, prédominent les mousses du genre Sphagnum, formant des champs de culture. Dans les ceintures suivantes, nous avons des plantes immergées: Dans des profondeurs de quelques centimètres de Carex cara et Menyanthes trifoliata, Isoetes lacustris, Subularia aquatica et Ranunculus aquatilis 2 m, Potamogeton, Ranunculus trichophyllus ou Miriophillum alternifolium 4 m, tandis que sous les 5 m de profondeur se trouve la Cimiacters.

Cette dernière algue a un rôle spécial dans les lacs, car il a la capacité de fixer N 2, enrichissant ainsi le lac dans les aliments. Comme déjà mentionné, dans la plupart des rivières l'alcalinité et la concentration de carbonate de calcium est très faible. Par conséquent, le carbone est un limiteur de la photosynthèse. Pour le contrer, les plantes des lacs froids ont développé des mécanismes comme la prise de CO 2 des racines ou le métabolisme acide des crasulacées.

Parmi les macroinvertébrés benthiques, les cnidaires du genre Hydra abondent. Même le marasquillo Lymnaea ou le bivalvo Pisidium qui se nourrissent d'algues, bien que ces mollusques, pour former la coquille, présentent des problèmes fréquents en raison de la pénurie de carbonate de calcium des eaux. Dans les fonds argileux il peut y avoir anoxie, où prédominent les oligoquètes rouges Tubifex, avec une forte concentration d'hémoglobine, et les larves des moustiques Chironomus. Parmi les invertébrés, citons les coléoptères du genre Dytiscus.

Le txantxikua ( Alystes obstetricans ) est un amphibie qui peut atteindre des altitudes très élevées. Comme on le voit dans l'image, le mâle prend à son dos soin des œufs. (Photo: Arthur Elosegi).

Ce sont d'excellents nageurs capables d'attraper les invertébrés, même les mamelons, à travers leurs mâchoires redoutables. Pour respirer, les digestifs ont un curieux système: ils forment une bulle d'air dans le cul, d'où ils obtiennent l'oxygène dont ils ont besoin. La bulle, en outre, fonctionne sous forme de poumon et prend de l'oxygène de l'environnement en libérant continuellement CO 2. Il y a d'autres prédateurs dans les Ibones comme les planaires, les larves de txitxiburduntzi ou les hémistères du genre Notonecta.

Aussi de la part des vertébrés, les rivières sont assez pauvres, avec seulement deux espèces de poissons autochtones: la truite commune ( Psaume trutta fario ) et l'escalier ( Phoxinus phoxinus ). Les populations de ces poissons sont rares, car la production d'invertébrés benthiques servant de nourriture n'est pas élevée. En outre, ils prennent beaucoup de temps à se développer (en raison de la basse température) et ne sont généralement pas grands. Il existe deux autres espèces de poissons introduites par l'homme: la truite arc-en-ciel ( Psaume gardneri ) et Salveinus fontinalis .

Quant aux amphibiens, il existe deux espèces d'urodelos dans les Pyrénées. Le triton pâle ( Triturus helveticus ) est une espèce vikuiste de grande distribution et de faible exigence. Il habite la plupart des ibones et de petits radeaux et des écorces d'environ 2200 m, où il pond ses œufs dans sa végétation. Le triton pyrénéen ( Euproctus asper ), quant à lui, est une espèce endémique et goimenienne qui demande des eaux hautement oxygénées, il n'apparaît donc que dans des ruisseaux rapides ou dans des rivières hautes et froides, en collant les œufs à la pierre.

Le cnidaire Hydra est généralement abondante dans la végétation de fond des lacs.

Arthur Elosegi

Parmi les amures apparaissent la grenouille rouge ( Grenouille temporaire ) et la brochette ( Alytes obstetricans ) dans les ibons. Cette dernière espèce peut s'élever à une hauteur très élevée pour frayer, ce qui fait que les coupes prennent beaucoup de temps à se développer. En fait, on a trouvé des coupes de caries de plus de vingt ans, qui semblent ne pas avoir pu obtenir suffisamment d'énergie pour la métamorphose en lacs si pauvres.

L'influence humaine sur les Ibons

L'influence humaine dans les Pyrénées a été ancestrale et les rivières ont inévitablement subi des modifications. Rappelons que les lacs reflètent les conditions de votre bassin. L'élevage a provoqué la déforestation de plusieurs vallées avec l'érosion conséquente. Cela signifierait probablement une augmentation de la colmatation des lacs et, comme on peut le voir dans certains petits fleuves, aussi une eutrophisation, favorisée par le bétail.

Au début du printemps, la glace fond encore.

Arthur Elosegi

Un autre type d'affection plus moderne est la pollution atmosphérique. On sait que la pluie a été acidifiée par l'utilisation de combustibles fossiles et que dans de nombreux endroits (surtout en Scandinavie) les lacs sont restés complètement acides et morts, même s'ils semblent propres. Dans les Pyrénées, l'accent n'a pas été mis sur le moment, mais les chercheurs craignent l'avenir, car le substrat insoluble et acide de plusieurs régions rend beaucoup de rivières très peu capables de résister à la pluie acide. À proximité de plusieurs refuges de montagne, stations de ski et stations thermales, la pollution a également augmenté en raison de l'accumulation de déchets et de l'abondance d'algues.

Cependant, la plus grande influence humaine sur les Ibons a été produite par la construction de barrages et de systèmes hydroélectriques. Parce que le niveau d'eau du barrage est variable, il évite l'apparition d'une ceinture de végétation riveraine. En outre, les eaux de plusieurs lacs sont mélangées, éliminant les communautés locales. Il y a actuellement peu de rivières inexploitées pour obtenir du courant électrique et celles existantes risquent de le faire par la même voie.

Nous ne pouvons pas oublier que les rivières sont des écosystèmes très fragiles et que dans les systèmes aquatiques dans les zones plus tempérées, une série d'actions durables peuvent être très préjudiciables aux milieux montagneux. Il faudrait maintenir au moins les lacs des aires protégées si nous laissons ces écosystèmes aux générations futures.