ADAPTATION ET VALIDATION D’UN INDICE POISSON (FBI) POUR L’ÉVALUATION DE LA QUALITÉ BIOLOGIQUE DES COURS D’EAU FRANÇAIS.

DEVELOPMENT AND VALIDATION OF A FISH-BASED INDEX (FBI) FOR THE ASSESSMENT OF « RIVER HEALTH » IN FRANCE.

¹ Conseil Supérieur de la Pêche, Direction Générale, 134 avenue de Malakoff, 75016 PARIS, France.
² IRD, Laboratoire d’Ichtyologie Générale et Appliquée, MNHN, 43 rue Cuvier, 75005 PARIS. E-mail : oberdorf@mnhn.fr
³ Laboratoire d’Ecologie des Eaux Douces, ESA-CNRS 5023, Université Lyon I, 43 Bld du 11 Novembre 1918, 69622 VILLEURBANNE Cedex, France.
⁴ Agence de l’Eau Seine-Normandie, 51 rue Salvador Allende, 92025 NANTERRE Cedex, France.
⁵ Conseil Supérieur de la Pêche, Délégation Régionale de Bretagne, 84 rue de Rennes, 35510 CESSON-SÉVIGNÉ, France.

Reçu : 2 Avril 2002
Accepté : 13 Juin 2002

Résumé

La récente Directive Cadre sur l’Eau (DCE) demande aux états membres de la communauté européenne la préservation et la restauration de l’état écologique des écosystèmes aquatiques au travers de leurs composantes chimiques et biologiques. Satisfaire cette demande nécessite de disposer d’indicateurs biologiques capables d’apporter une information pertinente sur l’état de santé de ces écosystèmes. Ces indicateurs doivent être scientifiquement valides, efficaces, rapides à mettre en œuvre et applicables à différentes régions géographiques. Parmi les indicateurs potentiels, les peuplements de poissons peuvent apporter une information originale en raison de la capacité qu’ont ces organismes à intégrer la variabilité environnementale à différentes échelles spatiales. Dans ce contexte, les Agences de l’Eau, le Ministère de l’Environnement et le Conseil Supérieur de la Pêche ont lancé conjointement un programme national d’adaptation d’un indice biotique fondé sur les peuplements poissons applicable à l’ensemble du réseau hydrographique. Adapter ce type d’indice à une échelle spatiale telle que le réseau hydrographique national nécessite la prise en compte des facteurs environnementaux majeurs responsables des variations des peuplements en conditions naturelles. La démarche adoptée pour l’établissement de l’indice s’établit comme suit. Dans un premier temps et en utilisant un jeu de donnée de 650 stations de référence réparties de manière homogène sur l’ensemble du réseau hydrographique national, la probabilité d’occurrence sur une station de 34 espèces les plus communes de nos cours d’eau a été modélisée en fonction d’un certain nombre de variables environnementales locales et régionales (i.e. position de la station sur le gradient longitudinal, altitude, vitesse moyenne du courant, conditions thermiques, appartenance à une unité hydrologique). Dans un deuxième temps, un certain nombre de « métriques » fonctionnelles relatives aux peuplements et prenant en compte l’occurrence et l’abondance des espèces ont été sélectionnées sur base bibliographique. Dans un troisième temps, ces métriques ont été modélisées et les résidus standardisés des modèles obtenus ont été utilisés comme valeur des métriques indépendante des facteurs environnementaux. Dans un quatrième temps, chacune des métriques a été validée sur deux jeux de données indépendants de stations « de référence » et de stations « perturbées » (i.e. altérations de l’habitat et altérations de la qualité physico-chimique). Dans un dernier temps, les métriques les plus discriminantes ont été sommées afin d’obtenir la note de l’indice final. L’indice multi-paramétrique obtenu devrait être capable de fournir une évaluation pertinente de la qualité écologique des hydrosystèmes fluviaux.

Abstract

In Europe, water policy is currently undergoing considerable change as emphasised by the recent European Water Framework Directive (WFD), which requires the restoration and maintenance of « healthy » aquatic ecosystems by the assessment of their hydromorphological, chemical and biological characteristics. If the requirements of the WFD are to be met, effective biological tools are needed to measure the « health » of rivers at scales large enough to be useful for management. These tools need to be ecologically based, efficient, rapid and applicable in different ecological regions. Among potential indicators, fish assemblages are of particular interest because of their ability to integrate environmental variability at different spatial scales. To meet the goals of the WFD, the French Water Agencies and the Ministry of the Environment initiated a research programme to develop a fish-based index that would be applicable nationwide. Such an index should encompass the relative importance of geographic, ecoregional and local factors influencing the distribution of riverine fish. A variety of metrics based on occurrence and abundance data and reflecting different aspects of the fish assemblage structure and function were selected from available litterature and for their potential to indicate degradation. Logistic and multiple linear regression procedures were applied, using an initial data set of 650 reference sites fairly evenly distributed across French rivers and defined by some easily measured regional and local characteristics, to elaborate the simplest possible response model that adequately explains the observed patterns of each metric for a given site. Models obtained for each metric were validated using two independent data sets of 88 reference sites and 88 disturbed sites. These procedures allowed us to select the most effective metrics in discriminating between reference and disturbed sites. This multimetric index of fish assemblages integrity could serve as a practical technical reference for conducting cost-effective biological assessments of lotic systems.