LE PROJET RUISSEAUX URBAINS DE LAVAL : DYNAMIQUE ÉCOLOGIQUE EN MILIEU URBAIN

Beatrix Beisner, Laurent Fraser et Alexandre L. Bourassa

Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal

et

Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique, Montréal, Canada

SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES DES RUISSEAUX URBAINS

•  Corridors écologiques naturels•  Aménagement de l’eau en ville•  Bénéfices sociaux et culturels

L’URBANISATION AU QUÉBEC

(Sta%s%queCanada, 2011)

6 368 000

0

1

2

3

4

5

6

7

Popu

latio

n Ur

bain

eMillions

Année

LAVALGrande croissance économique

et démographique

2e ville en densité au Québec: 1711 ind./km2

L’URBANISATION AU QUÉBEC : LAVAL

Population 2013 :410 000

Population 2030 :±500 000

Perte de 50% de milieux humides depuis 2004 dans la zone blanche

Stationnement 4 % Aires protégées < 1%

STRESSEURS URBAINS

•  Infrastructures urbaines•  Régimes de débits extrêmes•  Pollution par ruissellementurbain•  Cours d’eau homogénéisés•  Biodiversitéréduite

« URBAN STREAM SYNDROME » : CONSÉQUENCES

DébitDébit maximum extrême Débit minimum faible

Qualité de l’eauPollution élevée Températures élevées

Temps (heure)Dé

bit (

L/s)

« URBAN STREAM SYNDROME » : CONSÉQUENCES

Morphologie des ruisseauxBerges érodées Accumulation des sédiments« Riffle – Pool » à Run

BiodiversitéPerte d’habitats Espèces très tolérantes Perte de biodiversité

« URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES

Aménagementdeseauxde

pluie

é Utilisation urbaine du territoireé Recouvrement imperméableé Bandes riveraines dysfonctionnelles

(Walshetal.,2004;EPA, 2003)

40 % 30%

25% 10%55%10%

« URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES

é Utilisation urbaine du territoireé Recouvrement imperméableé Bandes riveraines dysfonctionnelles

Recouvrement terrestre urbain,

politiques et pratiques d’aménagement

(Walshetal.,2004;EPA, 2003)

40 % 30%

25% 10%55%10%

« URBAN STREAM SYNDROME » : CAUSES

Réactions des municipalitésStabilisation artificielle des bandes riveraines Retrait mécanique des sédimentsBacillus thuringiensis Enfouissement Canalisation ReprofilageNettoyageetc.etc.etc.

NAISSANCE DU « PROJET RUISSEAUX »

QUALITÉ DE L’HABITAT ET BIODIVERSITÉ

LE PROJET RUISSEAUX : BUTS

1. Évaluation de l’état biologique et physique

2. Évaluation du potentiel pourdes projets d’aménagementéventuels.

3. Surveillance scientifique

4. Évaluation d’outils scientifiques en milieu urbain

LE PROJET RUISSEAUX

Poli%queset pra%quesde l’aménagement

Donnéesscien%fiqueset

recherche

Aménagement duterritoire urbain

HYPOTHÈSES GÉNÉRALES

FAUNE / ÉCOLOGIE

HABITAT LOCAL

URBANISATION

é URBANISATION

êQualitédel’eau

êQualitédel’habitat

ê Biodiversité

PLAN

1. Variables environnementales

2. Macroinvertébrés benthiques

3. Poissons

1. L’ENVIRONNEMENT

1. LES RUISSEAUX ÉTUDIÉS

7 ruisseaux45 km au total

77 stationstous les 500 m

Vivian

Gascon

Paradis

laPinière

ChampagnePapineau

Ste-Rose

1. QUANTIFIER L’URBANISATION

Corridors latéraux: 200 m

Utilisation du territoire:résidentiel, industriel, forestier, agricole et autre

Recouvrement imperméable (RI)Orthophotos 2013

1. ANALYSES SPATIALES - RÉSULTATS

ChampagneGascon

delaPinièrePapineau-Lavoie

ParadisSte-Rose

Vivian

U6lisa6on RIIndustriel Résiden%elAgricoleFores%erAbandonné

0.640.52-0.68

-0.63-0.07

Corrélation Pearson:

PC1

PC2

1. ENVIRONNEMENT LOCAL

Qualité de l’eau

Température Conductivité

pHOxygène dissout Azote total (TN)

Phosphore total (TP) Coliformes totaux

Qualité de l’habitat physique

Débit Profondeur

Substrat Hétérogénéité

Qualité des berges (IQBR) Qualité de l’habitat (IQH)

Couvert forestier Habitats stables

1. ENVIRONNEMENT LOCAL - RÉSULTATS

ChampagneGascon

delaPinièrePapineau-Lavoie

ParadisSte-Rose

Vivian

Coliformes(U

FC/10

0mL)

Cond

uc%vité

(µS/cm

)

1. ENVIRONNEMENT LOCAL - RÉSULTATS

PC1

PCA:Variables localesetpaysage,cadragedetype1,explique36%delavariance totale.

PC2

=Posi%fà urbain

=Néga%fà urbain

=Nonliéà urbain

1. EAU – RÉSULTATS

Résultats non-attendusê TP et TN

Associé à l’agriculture.

ê TempératureEnfouissement

N/A OxygèneL’eau froide urbaine augmente la dissolution de l’oxygène dans l’eau.

Résultats attendus

é Conductivité, coliformes

1. HABITATS – RÉSULTATS

Résultats non-attendusé Débit minimum

Bassin versant réel inconnu;empêche de corriger pour leréel apport en eau.

Microhabitats Aucune variation

IQBRNormes respectées peu importe le paysage.

Résultats attendusê Structures physiques

2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB)

2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB)

- Qu’est-ce qu’un MIB?

MACROINVERTÉBRÉ BENTHIQUE

Qu’on voitàl’oeil nu

Dépourvudecolonne vertébrale

Vivantaufondd’un planoud’uncoursd’eau

(Paul&Meyer, 2001)

2. MACROINVERTÉBRÉS BENTHIQUES (MIB)

- Qu’est-ce qu’un MIB?- Pourquoi les MIB?

a. Nombreux et diversifiésb. Sédentaire et longévifc. Importante part de la chaine alimentaire aquatique et

terrestre.

(Paul&Meyer, 2001)

2. MIB - MÉTHODES

Quand:Avril – mai 2014 et 2015

Comment: Filet SurberEffort d’échantillonnage constant

Où:Racines, remous et débris ligneux

Identification: À la famille

2. MIB – TAXONS COMMUNS

©La

ndcareresearch

©NAB

S©M

.Manas

©K.A

.Crandall

©La

ndcareresearch

©polarlife.ca

©M

ar%n

Kohl

2. MIB – INDICES BIOLOGIQUES

1. Abondance2. Richesse spécifique3. Diversité Shannon (alpha)4. Diversité bêta (LCBD)

5. Hilsenhoff

Diversité

Tolérance

Qu’est-ce que la LCBD?

Sigle pour « Local contribution to beta-diversity »

Indique le caractère unique d’une communauté…...en comparaison aux autres de la région.

2. MIB – RELATION À L’URBANISATION

Shannon,RichesseetLCBDdiminuentavecRI

AbondanceetHilsenhoffaugmententavecRI

2. MIB – RELATION À L’URBANISATION

RDA:Variables localesetpaysage,explique10%delavariancetotale.Les+représentent les famillesdeMIB

coliformesRI

2. MIB – RÉSULTATS

Résultats non-attendusé Abondance totale

Absence de prédation et decompétition bénéfique pourles Oligochaeta.

Résultats attendusê Diversité alpha et bêta

é Espèces tolérantes

3. POISSONS

3. POISSONS - MÉTHODES

Quand:en Juin-Juillet 1x par station

Où:Chaque siteavec assez d’eau…!

Comment:3 bourrolles appâtées avec du pain pendant 24 heures

Identification:À l’espèce, in situ puis relâché

3. POISSONS – ESPÈCES COMMUNES

Ménéàgrossetête,P. promelas Ménéventre-citronouMénéventre- rouge,Chrosomussp.

Épinocheà5épines,C. inconstansMeuniernoir,C. commersonii

3. POISSONS – INDICES BIOLOGIQUES

1. Abondance2. Richesse spécifique3. Diversité Shannon (alpha)4. Diversité bêta (LCBD)5. Tolérance

3. POISSONS – RELATION À L’URBANISATION

Abondance, Shannon,Richesseet LCBDdiminuentavecRI

3. POISSONS – RELATION À L’ENVIRONNEMENT LOCAL

RDA:Variables localesetpaysage,explique10%delavariancetotale.Les+représentent les espèces depoissons

-0.5 0.0 0.5 1.0RDA1

-0.5

0.0

0.5

RDA2 1.

0

3. POISSONS – DIVERSITÉ BÊTA

LCBD augmente vers les embouchures

3. POISSONS – RÉSULTATS

Résultats attendusê Diversité alpha et bêta

ê Abondance totale

Effets locaux et régionnaux de l’environnement sur la composition de la communauté.

Résultats non-attendusN/A Tolérance

Peu de variation : tous les poissons échantillonnés sont tolérants à la pollution.

4. DISCUSSION ET CONCLUSIONS

4. RETOUR SUR LES RÉSULTATS

ê TN, température é Conductivité, coliformes

éDébit minimumê Structures physiques

L’ENVIRONNEMENT:

N/A : Oxygène, microhabitats, qualité des rives (IQBR)

4. RETOUR SUR LES RÉSULTATS

LA BIODIVERSITÉ

êα et β diversité, abondance (poissons)

é espèces tolérantes (mib), abondance (mib)

N/A espèces tolérantes (poissons)

4. RETOUR SUR LE « URBAN STREAM SYNDROME »

- Recouvrementimperméable (bonindicateur)

- Bergesdysfonctionnelles (IQBR)

- Canalisations importantes- Déversements des

eaux usées communs- Présence d’infranchissables

(Walshetal.,2004;EPA, 2003)

40% 30%

25% 10%55%10%

4. LE BASSIN VERSANT URBAIN

SituationRuissellement entrainé par les tuyaux souterrains

ProblèmesBassin versant réel inconnu

Effet de ces tuyaux sur :- Débit minimum- Température- IQBR- Oxygène dissout

4. ÉCHANTILLONNAGE EN MILIEU URBAIN

Macroinvertébrés- Beaucoup de sédiments

ou de surfaces dures (filet Surber)

Poissons- Haute conductivité (pêche électrique)

MI

- Pics de débits extrêmes (verveux)

B : meilleur indicateur que les poissonsLa solution

ADN environnementale (eDNA)?

4. CONCLUSIONS

Les bonnes nouvelles:•  Il y a de la vie tolérante, mais peu diversifiée, dans les

ruisseaux urbains•  Il y a des populations qui se maintiennent (isolées?)•  Potentiel de colonisation par les poissons

À considérer:•  Restauration au niveau de la qualité de l’eau est requise•  Aménagement des aqueducs sera nécessaire•  Inclure les ruisseaux dans les plans d’aménagement

futurs

4. REMERCIEMENTS

M.-C. Bellemare J. FranssenCollaborateurs:

G. GarandM. Noiseux-Laurin

Assistantsetaide technique:Y. BaudouinV. CypihotC.C. Guo

K. BouvetM. DraméB. Kiepura

F. CasasantaC. DumaisK.Mac Si-Hone

R. Richard M. Robidoux K. VelgheN.ForJn St-GelaisC. Vanier

P. Legendre L. Landreville

Partenaireset subven6onnaires: