Impacts potentiels du changement climatique sur la faune piscicole des cours d’eaux français
Extrait de la Lettre du Changement global n°19 - Programme International Géosphère Biosphère (IGBP) - Programme Mondial de Recherches sur le Climat (WCRP) - Programme International «Dimensions Humaines» (IHDP) - Diversitas - Earth System Science Partnership (ESSP)

Les variations climatiques, qu’elles soient d’origine naturelle ou humaine, ont un impact sur de nombreux aspects de notre environnement, et en particulier sur les espèces piscicoles.

Comme pour la plupart des poïkilothermes (poisson à sang froid : leur température variant avec la température de leur environnement externe), la température agit sur leur métabolisme. En zone tempérée, la température joue ainsi un rôle majeur dans le cycle biologique de nombreuses espèces de poissons alors que le facteur hydrologique est prédominant en zone intertropicale. De façon générale, les capacités de réponse d’une espèce piscicole à la température vont contrôler l’aire de répartition de cette dernière, les exigences thermiques de l’espèce durant la période la reproduction jouant le plus souvent un rôle prépondérant. De nombreuses études ont analysé les modifications prévisibles des aires de distributions des poissons en Amérique du Nord, et plus particulièrement des Salmonidés. Par contre, les études sont beaucoup plus rares en Europe.

Le programme AQUABIO

Dans le cadre du programme AQUABIO (2000-2003), financé par le programme GICC du MEDD et regroupant 9 unités de recherche du CEMAGREF et du CNRS, nous avons notamment cherché à évaluer dans quelle mesure les changements climatiques tels qu’actuellement attendus en France sont susceptibles de modifier la distribution des espèces et la composition des peuplements piscicoles dans les cours d’eau français. A la différence de la plupart des travaux réalisés antérieurement, nous avons cherché à évaluer les réponses spécifiques à la température en prenant également en compte les contraintes liées autres paramètres environnementaux, dans la mesure où, quelque soit le régime thermique observé en un point du cours d’eau, une espèce donnée ne pourra pas coloniser ce point si les autres conditions environnementales requises par l’espèce ne sont pas remplies. Nous avons eu recours à la modélisation statistique (modèles linéaires généralisés) en exploitant des bases de données couvrant une fraction significative des cours d’eau français. Ces données sont issues des activités du Conseil Supérieur de la Pêche et en particulier du Réseau Hydrobiologique piscicole mise en place par cet organisme depuis maintenant plus de 10 ans.

La méhode

En préalable, les températures moyennes par mois de la période 1980-99 (soit 12 x 20 ans = 240 valeurs) ont été interpolées sous S.I.G. à partir de données Météo-France. Ceci nous a permis de disposer au droit de chaque tronçon de cours d’eau des températures saisonnières moyennes durant les cinq années précédant la date d’échantillonnage. Cette durée a été retenue dans la mesure où elle correspond à la durée de vie moyenne des espèces et donc du climat thermique qu’elles ont subi durant leur existence.

Sur cette base, les données du réseau Hydrobiologique Piscicole (972 stations) ont permis de construire des modèles probabilistes permettant de prédire les probabilités d’occurrence de 22 espèces en fonction de la température saisonnière de l’air au droit des stations et du contexte hydro-morphologique et régional du tronçon de cours d’eau considéré (pente, superficie du bassin drainé, bassin hydrologique).

Les réponses de 22 taxons à 5 scénarios de variabilité climatique (2xCO₂ atm., pour des anomalies moyennes annuelles variant de 1,53 à 3,66°C) ont ensuite été simulées. Pour chacun des scénarios fournis par le Laboratoire du CNRS de Météorologie Dynamique (Modèles Lmda avec schéma de surface SECHIBA ; LmdB, idem avec schéma de surface simplifié; CnrmA, modèle standard Météo-France ; CnrmB, idem avec une réponse végétale au CO₂) et Météo-France (modèle à haute résolution spatiale), nous avons estimé les anomalies thermiques saisonnières moyennes au droit de chaque station.

Les résultats

Quatre espèces fréquentant préférentiellement les eaux froides (Truite, Chabot, Loche franche, Lamproie de Planer) présentent des réductions potentielles fortes de leurs occurrences (39% dans le cas de la Truite pour le scénario le plus sévère). A l’inverse, de nombreuses espèces de cyprinidés, plus thermophiles, sont affectées positivement avec l’accroissement de l’anomalie thermique : Chevaine, Ablette, Perche, Hotu, Barbeau commun. Pour de nombreuses espèces, les anomalies d’occurrence les plus faibles se situeraient dans les bassins côtiers de la Manche et en Bretagne. L’occurrence de la truite serait gravement affectée sur le bassin de la Seine en raison de l’absence de zone de refuge en altitude (figure 1) et plus généralement dans les zones de plaine pour une anomalie thermique relativement faible (1,5°C). Les populations de cette espèce devraient alors se replier dans les sites d’altitude, avec de forts risque de fragmentation de leur zone d’habitat initial.

Des conséquences potentielle sévères d’un réchauffement
De façon générale, les tendances décrites précédemment entraîneraient une raréfaction des espèces actuellement caractéristiques des zones amont des réseaux et une extension des cyprinidés rhéophiles (espèces qui affectionnent les eaux courantes), avec un possible accroissement des processus de compétition dans les zones intermédiaires des cours d’eau (zones de piémont notamment). Les conséquences potentielles du réchauffement sur la faune piscicole apparaissent ainsi comme assez sévères et entraîneraient des modifications profondes de la biodiversité de nos rivières mais aussi de l’ensemble des activités liées à la pêche.

Les modification d’hydrologie à prendre en compte
Cette première approche n’a pas considéré les possibles altérations des régimes hydrologiques des cours d’eau et en particulier la tendance à un renforcement des étiages. Des interactions possibles entre altérations thermiques et hydrauliques restent donc à étudier. De plus, si l’analyse des modifications potentielles des aires de distributions est une étape indispensable, d’autres paramètres relevant de l’analyse de la dynamique des populations et des processus de dispersion sont à prendre en compte pour fournir des modèles de réponses biologiques à même de déboucher sur des outils de gestion à long terme de la faune aquatique.