Lettre pigb-pmrc France - Changement global
Les signes d'acidification en France et leur
conséquence
En France, les premiers signes d'acidification des ruisseaux
sont apparus dans les Vosges au début des années 80. C'est
ainsi que des associations de pêcheurs constatant la dispari-
tion de populations de truites alertèrent la communauté sci-
entifique régionale. Il fût difficile de réunir des arguments
permettant de démontrer une dégradation des systèmes en
raison notamment de l'absence de suivi sur le long terme
de la qualité des écosystèmes situés en tête de bassin ver-
sant. Toutefois certaines études ponctuelles (Nisbet, 1958)
ainsi qu'un suivi sur 30 ans de la qualité de différentes
sources (Dambrine et al., 1998) ont apporté des informa-
tions venant corroborer les faits rapportés par la mémoire
collective (forestiers, pêcheurs). Les études menées en
automne 1995 sur 394 cours d'eau (voir figure 1 pages
couleur) montrent que plus de 50 % d'entre eux présentent
un pH inférieur à 5,5 (cours d'eau fortement acidifié). Parmi
ceux-ci, 15 % sont caractérisés par un Ph inférieur à 4,8.
Outre les conséquences néfastes pour les écosystèmes, l'acid-
ification des eaux se traduit localement par des problèmes
relatifs au captage, adduction et distribution d'eau. Ainsi,
une récente étude (Dambrine et al., 1999) a révélée que les
concentrations en plomb pouvaient atteindre près de
5000 µg L-1, c'est-à-dire des valeurs dépassant 100 fois la
norme actuelle de potabilité. Dans ces conditions, de nom-
breux cas de saturnisme ont été détectés dans les Vosges
depuis le début des années 80. Face à ce grave problème de
santé publique, les collectivités initièrent une vaste opération
de remplacement des conduites en plomb.
Qu'est-ce qu'un cours d'eau acidifié ?
Nous exclurons de la définition les cours d'eau naturellement
acides, issus par exemple de tourbières, ces cours d'eau étant
avant tout caractérisés par une acidité d'origine organique et
fortement chargés en carbone organique dissous. Les cours
d'eau acidifiés sont caractérisés quant à eux par une diminu-
tion marquée (temporaire ou continue) de leur pouvoir tam-
pon ou capacité à neutraliser les acides (ANC : Acid
Neutralizing Capacity). Il en résulte alors une baisse du pH
(temporaire ou permanente) qui s'accompagne d'une aug-
mentation parfois très importante des concentrations en alu-
minium (mobilisé à partir des sols) et, le plus souvent, d'une
carence en calcium et en magnésium.
Ces caractéristiques physico-chimiques n'apparaissent
que lorsque certaines conditions sont réunies :
·
substratum géologique composé de roches difficile-
ment altérables et pauvres en cations dits " basiques "
(certains grès ou granites par exemple),
·
sols acides,
·
faible temps de séjour et circulation latérale de l'eau
dans les sols...
What is an acidified stream ?
Acidified streams are characterized by a significant decrease
of the acid neutralizing capacity, leading to a decrease of the
water pH. Usually, waters with a low pH value also have
high Al concentrations (mobilized from the surrounding soils)
and exhibit Ca and Mg deficiencies.
Acidification occurs only under certain conditions such as
on acidic soils underlain by low-weathering bedrock poor in
base cations (e.g. granite, sandstone...). The type of vege-
tation cover (e.g. coniferous trees) also plays a major role
by collecting acidic dry deposits which are leached with
rain. Usually, acidified streams have a better water quality
during low flow periods but the chemical characteristics
depend on meteorological events such as heavy rainfall or
snowmelt. Under such conditions, streams undergoing
acidic stress can exhibit significantly high proton concen-
trations (figure 2).
Effect of acidification on aquatic animals
Toxicity leading to ion-regulation failure
During the last three decades many studies have described
the toxicity of acidic waters on aquatic organisms, espe-
cially on acid-sensitive fish species. In particular, research
has clearly demonstrated that fish are faced with a dis-
ruption of ion-regulation. Similar physiological problems
also occur in macroinvertebrates such as in the acid-sensi-
tive shredder Gammarus fossarum (Crustacean, Amphipod)
(figure 3).
Heavy loss of biodiversity
One of the most striking consequences of acidification is
the loss of biodiversity. If we consider the macroinverte-
brate compartment, which represents a major component
of aquatic ecosystems, the loss of species in the most acidi-
fied streams may reach 70% (figure 4). In the Vosges mas-
sif all major taxonomic groups are affected by acidification.
Molluscs, Crustaceans and Ephemeroptera are fully eradi-
cated in streams with a mean pH <6.3 and Plecoptera,
Trichoptera, Diptera and Coleoptera are progressively
impoverished as the pH decreases. When considering the
functional feeding groups (after Merrit and Cummins,
1996), shredders, predators, scrapers, filtering collectors
and gathering collectors are also all affected in terms of
richness (figure 5).
A decreasing processing of organic material
What are the consequences of the loss of biodiversity on
ecosystem functioning? During recent years, there has been
growing interest in answering this pertinent question (see
the article by M. Loreau, this issue).
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