Réponses des communautés biologiques à des actions de restauration de grands fleuves (Vieux Rhin, France)

Abstract

Au cours des deux derniers siècles, l'hydrosystème du Rhin Supérieur a été soumis à des travaux hydrauliques importants. Ces aménagements ont entraîné des pertes de fonctionnalité écologique notamment dans le Vieux Rhin, un tronçon résiduel rectifié de 50 km localisé en aval du barrage de Kembs. Pour pallier ces déficits fonctionnels, plusieurs actions de restauration ont été menées : (i) une augmentation du débit réservé, (ii) des injections sédimentaires, et (iii) une érosion maîtrisée avec implantation d'épis transversaux artificiels. L'érosion maîtrisée a consisté à favoriser l'érosion naturelle de la berge afin d'augmenter le transport solide et diversifier les habitats naturels. L'objectif de l'étude a été de caractériser sur trois ans les réponses de la végétation alluviale et des macro-invertébrés à ce type de restauration. Les résultats obtenus via une analyse des zones témoins versus restaurées, montrent (i) un gain en hétérogénéité d'habitats naturels, (ii) un retour des milieux pionniers, et (ii) une augmentation de la richesse en espèces floristiques/faunistiques inféodées à des substrats fins. Le rôle majeur des crues, à l'origine du transport solide et de la dynamique des habitats restaurés, a aussi été mis en évidence. Afin d'évaluer au mieux les réponses biologiques, il est important de considérer que le fonctionnement de l'hydrosystème résulte de la combinaison des effets de la restauration avec d'autres déterminants tels que les invasions biologiques. En effet, les nouvelles niches écologiques peuvent favoriser l'installation d'espèces invasives dont l'impact peut être structurant (réseau trophique) sur la biodiversité nouvellement créée.

Over the last two centuries, the Upper Rhine River was subjected to important hydraulic engineering works which have severely damaged its functioning. This concerned especially the Old Rhine River, a 50-km long by-passed single bed paved and incised channel, located downstream the Kembs dam. Given these functional deficits, restoration actions were initiated via (i) instream flow increase, (ii) experimental gravel augmentation and (iii) controlled bank erosion associated to the implementation of artificial transverse groynes. The controlled bank erosion consisted of rip rap protection removing to induce lateral erosion, to feed the main channel in bedload and diversify the fluvial mosaic. The objective of the study was to characterize responses of selected aquatic-riparian compartments (riparian plants, macrophytes and macroinvertebrates) to this type of restoration, thanks to a three years monitoring program. A control-impact analysis of the dynamics of these biological communities allowed to identify both physical and ecological functional changes, and the relationships between them. Results showed (i) an increase in the habitat heterogeneity, (ii) a recovery of riparian biocenosis and (ii) a higher richness of fauna (Odonata) and flora (aquatic plants) species adapted to finer substrate in newly created habitat. Results also stressed the major role of floods which control bedload transport and the habitat dynamics. To better assess how biology responds to restoration actions, it should be considered that the functioning of the fluvial hydrosystem results from the combined effects of restoration actions and other drivers as the arrival of invasive species. Indeed, the new ecological niches created can favor the settlement of invasive species, with a more or less structuring impact (food web changes) on the newly created biodiversity.

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• érosion maîtrisée de berge
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• restauration écologique
• Vieux Rhin

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• controlled bank erosion
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• invasive species
• Old Rhine