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Quelles solutions de gestion pour l’espèce invasive, Spartina alterniflora, en Rade de Brest ? Etat des connaissances, synthèse bibliographique et perspectives de travail Joy Toupet – Mai 2010
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Quelles solutions de gestion pour l’espèce invasive, Spartina alterniflora,
en Rade de Brest ?
Etat des connaissances, synthèse bibliographique et perspectives de travail
Joy Toupet – Mai 2010
Les espèces invasives
Sont le résultat de l’augmentation des pressions anthropiques sur les espaces naturels
2 conséquences
- Modifications profondes des écosystèmes- Outil économique et social
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La spartine - fiche d’identité
Famille des Poacées, 14 espècesDiffusion par semences et rhizomesInféodée aux marais maritimes, zone intertidale (slikke => schorre)Répartition mondiale (Etats-Unis, Europe, Asie, Australie)
Facteurs limitants- Salinité- Hydrodynamisme- Temps d’immersion- Photosynthèse- Granulométrie
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
Une productivité importante
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
AgriculturePrincipales tendances
La spartine ‐ Propriétés et impacts
Source: Querné, 2010
La fixation de CO2, facteur limitant de l’effet de serre
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La spartine ‐ Propriétés et impacts
Source : Wan et al, 2009
La fixation de Si
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La spartine ‐ Propriétés et impacts
Source : Querné, 2010
Le potentiel épurateur
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La spartine ‐ Propriétés et impacts
- N et P
- Métaux lourds
Source : Zhou & al, 2008, d’après Liu & Tian, 2002
La capacité d’accrétion et de sédimentation
- Un outil anti-érosif et de protection du linéaire côtier
- Un outil d’ingénierie environnementale (poldérisation)
- L’exhaussement des fonds et la perturbation hydrogéologique
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La spartine ‐ Propriétés et impacts
Impacts sur les activités littorales
- Stabilisation des berges mais envasement des fonds d’estuaires = problème pour la navigation
- Perturbations de l’aquaculture
- Bouleversements paysagers = critère esthétique (peut ou non favoriser le tourisme), production de matière organique en décomposition (peu attractif)
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La spartine ‐ Propriétés et impacts
Les changements dans la biodiversité des sites colonisés
- La flore
- La faune
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La spartine ‐ Propriétés et impacts
Source: Zhou et al, 2007
La spartine – Tableaux synthèse
Fig. – Tableau synthétique des impacts de la spartine
- La valorisation génère un coût d’investissement : machines de récolte, captation des marchés, communication/publicité, etc.
- L’utilisation de machines peut endommager les habitats proches : perturbation de l’avifaune ou du benthos.
- Une productivité importante = biomasse pouvant être utilisée dans la filière animale (fourrage, litière)
- Très riche en Si = filière parapharmacieValorisation
- L’exhaussement du fonds des estuaires ou rias peut poser des problèmes au niveau de la navigation en rétrécissant les chenaux ou en diminuant leur profondeur
- Par sa capacité d’accrétion, la spartine permet la poldérisation et l’extension des surfaces cultivables ou le développement de nouvelles activités (Chine et Hollande notamment)
- Stabilisation des berges pour la navigation
Activités
- La colonisation par la spartine limite la fréquentation touristique des plages
- Par sa capacité d’accrétion, la spartine protége les côtes sujettes àl’érosion et préserve ainsi les paysages
- La végétalisation de la vase nue empêche la putréfaction des matières organiques retenues dans les sédiments et ainsi inhibe les émanations nauséabondes
Paysage
- Perte de biodiversité- Concurrence des espèces indigènes du fait de son importante
productivité et de sa capacité d’hybridation- Déstabilisation de l’équilibre écosystémique local- Du fait de sa large répartition intertidale, réduction de la diversité
avifaune se nourrissant notamment sur les vasières- Provoque une chute de la productivité benthique en Baie de Somme- L’accrétion des sédiments et l’exhaussement corrélatif perturbe
fortement les conditions hydrogéologiques locales- Modifie les réseaux trophiques existants- Bouleverse les chaînes alimentaires (cf. cycle Si)- Provoque une régression des zones sablo‐vaseuses présentant la plus
grande production secondaire des estuaires- Peut limiter les nutriments disponibles pour l’aquaculture- La production naturelle de chaume peut perturber les habitats
- Une productivité importante- La fixation de CO2- Potentiel phytoépurateur : captation des nutriments, métaux lourds
et autres substances toxiques- Rétention de Si- Bénéfice écologique = création de nouveaux habitats- Peut, dans certaines conditions, favoriser les invertébrés‐ Peut servir de zone de nidification pour certaines espèces d’oiseaux - Stabilisation et consolidation des vasières
Ecologie
Impacts négatifs = inconvénientsImpacts positifs = avantages
La spartine – Tableaux synthèse
Source: Lacambra et al, 2004
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La spartine ‐ Conclusion⇒ L’invasion de la spartine possède des atouts comme des inconvénientsselon le point de vue adopté et le contexte écosystémique
⇒ Il appartient donc aux gestionnaires de hiérarchiser ces caractéristiques pour déterminer les conséquences locales de l’invasion et prendre des décisionseffectives en rapport avec ces conclusions
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La gestion – Une démarche globale, des questions préalables
• Nécessaire prise en compte de la complexité du contexte écologique, économique et social de l’écosystème considéré, et ce à différentes échelles
• Quels sont les enjeux d’une telle invasion selon les points de vue des usagers de l’espace (gestionnaires, scientifiques, touristes, plaisanciers, pêcheurs, agriculteurs/éleveurs, etc.) ?
• Peut-on hiérarchiser ces enjeux ?
• Quel est le bilan des coûts économique et écologique dans le processus de gestion ? Autrement dit, quels bénéfices et quels inconvénients peut-on retirer de la gestion ?
• Quelle méthode de gestion adopter ?
• Quelle place accorder à la non-intervention ?
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valorisationPerspectives de travail
La gestion – Quels objectifs?
Quel est le but de notre action?
- La prévention
- Le contrôle / stabilisation de l’invasion
- La réduction
- La méthode Bradley
- L’éradication
- La diversification des habitats
- La restauration
- La valorisation
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La gestion – Stratégies et balance des coûts
Quelle stratégie adopter dans le déploiement d’un budget limité pour satisfaire aux objectifs préalablement définis?
5 paramètres fondamentaux à respecter :
- Dimension spatiale de la méthode de contrôle (sens altitudinal)
- Budget total alloué à la gestion
- Importance de la précocité des interventions, réduisant de fait les coûts économiques et écologiques
- Régularité et répétition des interventions, l’interruption prématurée du mode de gestion pouvant aggraver le phénomène d’expansion
- L’influence du type d’habitat et du contexte local est prépondérante dans le processus de restauration
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La gestion – Stratégies et balance des coûts
Source : Grevstad, 2005
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valorisationPerspectives de travail
La gestion – Stratégies et balance des coûts
Source : Grevstad, 2005
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valorisationPerspectives de travail
La gestion – Stratégies et balance des coûts
Source: Reeder & Hacker, 2004
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La gestion – Les différentes méthodes
Méthodes physiques
Méthodes chimiques
Méthodes biologiques Gestion par le vivant
Manuelles
Mécanisées
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La gestion – Les méthodes physiques – La fauche
Objectifs = contrôle + diversification + valorisation
Pour un effet cumulatif, combinaison de 4 paramètres:
- Durée du traitement (2 ans au minimum)
- Fréquence ou intervalle du traitement (variable selon les sources bibliographiques)
- Moment du traitement (variable selon les conditions climatiques et le cycle de la plante)
- Prise en compte des types d’habitats dans la conduite du traitement (dépendant surtout des modalités de recouvrement par la mer)
Fauche tardive => sous-compensationFauche précoce => sur-compensation (sauf essais Etats-Unis)
La gestion – Les méthodes physiques – La fauche
Haut de l’estran = 4 fauches/an ; bas de l’estran = 3 fauches/an (+ efficace)1ère fauche au moment de la floraison (Chine)Source : Tang et al, 2010
La gestion – Les méthodes physiques – La faucheDouble fauche tardive effectuée à 9 semaines d’intervalle (Chine)
Résultats de la fauche 1ère année Résultats de la fauche 2ème annéeSource : Tang et al, 2009
La gestion – Les méthodes physiques – La fauche
Fauche efficace durant saison floristique avec de meilleurs résultats en Août (Chine)
Source : Li & Zhang, 2008
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La gestion – Les méthodes physiques – L’arrachage manuel
Objectifs = éradication localisée + contrôle de l’invasion
- Méthode de contrôle utilisée en combinaison d’autres techniques de gestion
- Economique si travail bénévole
- Efficace sur petits clones- arrachage à la main: < 1m - utilisation d’une bêche: 3-4m
- 1h avant la basse mer, moins solidaire du sédiment, moins de risque de rompre les rhizomes
⇒ Limite = exhaustivité quasi-impossible
La gestion – Les méthodes physiques – La destruction des rhizomes
Efficacité limitée dans le temps: retour à l’état initial la 2ème année (Chine)
Source : Li & Zhang, 2008
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La gestion – Les méthodes physiques – Le recouvrement
Objectifs = éradication localisée + contrôle
Le recouvrement dirigé
- Avant de recouvrir un clone, il faut éliminer par fauche le maximum de matériel végétal afin de stresser la plante en réduisant sa biomasse
- Enfouir les bordures du dispositif dans une saignée du substrat et les bloquer avec des câbles et des piquets
- Le dispositif doit être laissé en place pendant au moins 2 ans
Le recouvrement naturel = chaume et laisses de mer
Haut estran => litière => étouffement/ombre => réponse 2e année => formation végétale + hauteBas estran => submersibilité => moins O2 => moins photosynthèse => formation végétale + basse
La gestion – Les méthodes physiques – Le confinementPlaques de PVC
Tests effectués en rade de Brest par le Conservatoire National Botanique dans la gestion du limonium humile = efficacité variable selon les sites (pas de résultats exploitables dans l’état actuel de nos recherches)
Inondation
La construction de diguettes permet l’inondation permanente de S. alternifloraet la succession végétale à 90% de P. australis après 5 ans de gestion (Chine)
Source : Wang et al, 2008
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La gestion – Les méthodes physiques – L’enfouissement
Objectif = éradication
L’enfouissement manuel
Concerne les jeunes pousses de l’année, enfouissement à l’aide d’un long bâton àau moins 30 cm de profondeur
⇒ Champ d’application restreint
L’enfouissement mécanique (rotoburying)
- Nécessite une profondeur ne permettant pas la régénération de la plante- Lourd de mise en œuvre, nombreux inconvénients à l’image de l’extraction mécanique
⇒ Efficacité relative selon les contextes
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La gestion – Les méthodes physiques – Autres techniques
Objectif = éradication
- Le labour simple (rototilling)
- Le labour avec charrue à disques (disking)
- L’écrasement (crushing-pulverizing)
- L’extraction mécanique
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La gestion – Les méthodes chimiques – L’épandage de chaux
Objectifs = éradication + diversification
- Essais menés en Baie de Somme et Bassin d’Arcachon
- Epandage de chaux vive en granulés et rotavator
- Période et fréquence d’application?
- Minimum 2 ans de gestion
- Efficace mais fortes perturbations du milieu
La gestion – Les méthodes physiques – L’épandage de chaux
Biomasse totale de benthos avant et après gestion = impacts variables suivant les espèces (Baie de Somme)
Synthèse des actions de gestion (Baie de Somme)
Source : Cornette et al, In Drévès & Chaussepied, 2000
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La gestion – Les méthodes chimiques – Les herbicides
Objectif = éradication définitive, or dans certains cas, cela n’empêche pas la progression (Glyphosate, Dalapon, Roundup, Rodeo, Imazapyr, Fusilade, etc.)
- Méthode pouvant être utilisée en combinaison avec fauche ou recouvrement = meilleure efficacité
- Réservé à la partie haute de l’estran car lessivage
- Très peu de recul sur les impacts à long terme
Persistence du composant Imazapyr dans l’eau et les sédiments (Etats-Unis). Source : Patten, 2002
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La gestion – Les méthodes biologiques – Le pâturage
Objectifs = contrôle de l’invasion (ralentissement de la croissance mais pas de la diffusion) + diversification des habitats + parfois substitution végétale + valorisation
- Mise en œuvre délicate et maintenance rigoureuse
- Prise en compte de 3 paramètres pour une efficacité optimum:
- Le type d’habitat initial et l’évolution spatiale de la diversité des communautés végétales
- La compétition inter-spécifique (favorisée par le pâturage, comportements différents selon les espèces mises en présence et leur position sur l’estran)
- Le type (espèce) et intensité (UGB + durée) du pâturage
La gestion – Les méthodes biologiques – Le pâturage
Le pâturage modéré augmente généralement la richesse et la diversité végétale alors que l’absence de pâturage et le surpâturage favorisent des communautés pauvres en espèces
Effet du piétinement = compactage ou érosion des sols => diversification/substitution végétale
Effet des excréments = changement composition du sol => diversification/substitution végétale
Richesse, diversité et occurrence des communautés végétales selon leur répartition sur l’estran et l’intensité du pâturage (Mont Saint Michel) Source : Bouchard et al, 2003
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La gestion – Les méthodes biologiques – La contamination
Objectif = contrôle de l’invasion(ralentissement de la croissance)
- Agents de biocontrôle = insectes herbivores inféodés à la spartine
- Processus lent = 5 à 10 ans avant premiers résultats significatifs
- Pas de recul sur les effets à long terme
Essais menés à Willapa Bay (Etats-Unis) avec Prokelisia marginata:- Réduction de 50% de la biomasse- Réduction de 15% de la hauteur
Source : Grevstad et al, 2003
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La gestion – Les méthodes biologiques – La substitution
- Espèce de substitution privilégiée = Phragmite australis
- Combinaison de plusieurs modes de gestion = réduire la densité de spartineau préalable pour garantir la reprise de l’espèce de substitution
- Taux de survie élevé
La gestion – Les méthodes biologiques – La substitution
Transplantation de pieds de 1m après destruction des rhizomes ou enfouissement (Chine)Source : Li & Zhang, 2007
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La gestion – La non‐intervention
Le choix de la non-intervention = la place laissée aux dynamiques naturelles
Principe d’autodétermination biologique avec ou sans gestion préalable
Le phénomène du « dieback »
⇒ Réunion de 4 caractéristiques- Mort soudaine (en quelques mois) ;- Mort inattendue, sans causes apparentes ;- Phénomène affectant plusieurs sites dans une même zone d’étude ;- Cette disparition laisse la place à une reconquête végétale spontanée, pas nécessairement composée de spartine ou alors en mosaïque. Cette reconquête peut nécessiter plusieurs années.
⇒ Causes indirectes = sécheresse, accrétion sédimentaire, submersion marine, changement des conditions pédologiques, phytotoxines en excès, sol anaérobie
- filière animale- filière matériaux de construction
Valorisation possible
- faible si travail manuel volontaire- plus élevé dans le cas d’une fauche
mécanique (achat ou location du matériel)
Coût
- possible dispersion des graines- piétinement important pouvant
endommager certains habitats- dérangement de la faune- si mal effectuée, la fauche peut engendrer
une croissance compensatoire de la plante
Possibles impacts négatifs
- peut être utilisée en technique complémentaire d’un autre mode de gestion
Recommandations de mise en oeuvre
- haut et bas selon les moyens utilisésZones d’intervention sur l’estran
- plants isolés ou petits clones dans le cas d’une fauche manuelle
- champs monospécifiques dans le cas d’une fauche mécanisée
Type d’implantation concerné
- diversification des habitats- ralentissement et contrôle de la progression
de spartine- valorisation
Objectif visé
- technique sélective- solution à court ou moyen terme- nécessite des actions répétées, une grande
régularité et un suivi attentif- mise en œuvre délicate dans le cas d’une
gestion mécanisée compte tenu des difficultés d’accès à certaines zones de l’estran
Caractéristiques
Gestion Physique : la fauche
Pour chaque type de gestion
⇒1 fiche synthèse
La gestion – Impacts des modes de gestion
Source : Lacambra, 2004
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La gestion – Conclusion
Rappel des critères pour l’aide à la décision et/ ou au choix d’intervention
- Complexité des domaines biologiques, écologiques et climatiques
- Approche globale des caractéristiques d’un site
- Prise en compte des différentes échelles
- Clarifier les objectifs de gestion = peuvent être différents selon les sites d’expérimentations
- Combinaison des modes de gestion
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La gestion – Conclusion
Source : PROGIG, 2010
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
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La valorisation
Valorisation = outil de la gestion intégrée des invasives
But = générer le maximum de bénéfices économiques et écologiques
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La valorisation – Filière élevage
- Production lait, viande, fourrure, etc.
- Diversification de l’alimentation et du roulement pastoral
- Problème de stockage du fourrage = humidité (fonction du sel contenu dans le feuillage)
Source : Wang et al, 2008
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
La valorisation – Filière santé
Vertus de la silice biogénique:
- Stimulation cardiaque
- Renforcement immunitaire
- Anti-inflammatoire
- Soins des ongles
- Etc…
⇒ Quel calendrier de fauche?
⇒ Quels débouchés/contacts?
Source : Querné, 2010
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La valorisation – Autres filières
- Matériaux de construction écologique
- Compostage
- Epandage
- Filière énergie
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
Perspectives de travail
L’approfondissement des recherches
- Evaluation des enjeux selon le point de vue des usagers de la Rade : pêcheurs, touristes, plaisanciers, agriculteurs/éleveurs, gestionnaires, scientifiques, etc.
- Techniques de gestion et innovation : coquilles d’huîtres ou de crépidules(effets sur le PH, la granulométrie et la photosynthèse ?)
- Contacter les acteurs concernés (propriétaires, entreprises, associations, centres de recherche, etc.)
- Se déplacer sur le terrain (Morbihan, Baie de Somme, Bassin d’Arcachon) pour observer les dispositifs mis en place, constater les évolutions et rencontrer les gestionnaires
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
Perspectives de travail
Etablir un programme de gestion ou la mise en place d’expérimentations
- Localiser et cartographier la distribution actuelle de l’espèce et faire des mises à jour régulières
- Mettre à contribution la population dans la « veille écologique » en organisant des campagnes de sensibilisation
- Prioriser les sites d’intervention en déterminant ceux où la plante pose le plus de problèmes économiques, sociaux et environnementaux
- Mettre en place un suivi régulier d’après gestion
La problématique de gestionEtat des connaissances Les possibilités de
valorisationPerspectives de travail
Perspectives de travail Contacts
- SIBA (Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon) : prêt à nous accueillir
- Marais de Séné : attente d’une réponse
- ODEM (Observatoire Départemental de l’Environnement du Morbihan) : contact établi et prêt du mémoire de S. Letort (1999)
- SMACOPI (Syndicat Mixte Baie de Somme Grand Littoral Picard) : contact àétablir
- Particuliers et professionnels : contact à établir
- Micheline Grignon-Dubois, chercheuse au CNRS, Bordeaux I, laboratoire PhyValBio travaillant sur les débouchés de valorisation de la spartine : attente d’une réponse
MERCI DE VOTRE ATTENTION
