Fonction écologique et importance des petits cours d’eau en milieu forestier

Les cours d’eau – qu’il s’agisse de petits ou de grands cours d’eau, en milieu forestier ou en paysage ouvert – assurent deux fonctions de base :

• Les cours d’eau constituent un riche réseau hydrologique : c’est un élément indispensable du cycle naturel de l’eau et donc une composante essentielle des ressources hydrologiques.
• La force développée par le mouvement de l’eau a creusé des lits de ruisseaux et de fleuves, mais aussi sculpté des vallées et des zones fluviales. Tous les paysages que nous connaissons ont été et sont encore formés et sculptés par la force de l’eau – un processus permanent, invisible pour l’œil humain : cette évolution se produit à une échelle de temps géologique.

Parallèlement à ces effets à long terme sur les paysages, les cours d’eau ont également une influence perceptible par l’homme, sur des surfaces limitées : les cours d’eau creusent les berges, les font s’écrouler, ruissèlent et créent des glissements de terrain, trient les matériaux déposés sur le fond en fonction de leur grosseur, créent et modifient la composition des microbiotopes. La force du courant est le facteur qui crée la diversité des structures de cours d’eau et leur impose une évolution spatiale et temporelle permanente. La diversité structurelle et la dynamique des cours d’eau proches de la nature et des zones inondables ne seraient pas concevable sans la présence de cette force exercée par le courant.

La fonction de l’eau en temps qu’élément sculptant nos paysages est représentée en fig. 2 pour différentes échelles de temps et d’espace.

Faune

Les ruisseaux de montagne et le fort courant qu’ils développent représentent un biotope aux caractéristiques extrêmes dans lequel seules les espèces animales possédant une faculté d’adaptation particulièrement marquée peuvent survivre. Dans les parties du ruisseau où le courant est le plus fort, les espèces animales en particulier piscicoles sont particulièrement rares. Il s’agit ici en particulier de la truite fario, qui est bien souvent la seule espèce piscicole présente dans les eaux tempérées froides des zones amont de ruisseaux. En conséquence, la présence presque exclusive de la truite fario dans cette zone des ruisseaux lui a conféré l’appellation de « région à truites ». En progressant plus en aval, c’est à dire en aval de la région à truites, on rencontrera souvent des associations de truite fario, chabot commun, de vairon et, moins fréquemment, de lamproie. L’association de l’ombre et de quelques autres espèces piscicoles marque le début de la « région des ombres », ce qui signifie que le ruisseau se transforme progressivement en petite rivière.

Pour ce qui est des invertébrés, la situation est différente des espèces piscicoles : aucune espèce d’invertébrés n'est en mesure de survivre durablement dans les zones à fort courant d’un ruisseau de montagne. Le courant y est trop fort et emporterait les invertébrés, ce qui ne leur laisserait aucune possibilité de s’alimenter. Les invertébrés présents dans un ruisseau de montagne se trouveront donc forcément dans les zones où existent des habitats favorables à leur installation : des roches ou des branchages auxquels ils peuvent s’accrocher ou se coller sont indispensables. De plus, leur physionomie et leur comportement sont spécifiquement adaptés pour répondre au risque permanent de dérive dans le courant. Certaines espèces se maintiennent collées aux rochers par l’intermédiaire de ventouses, d’autres exploitent les zones plus calmes en aval de rochers ou de bois mort. Certaines espèces présentent une physionomie particulièrement aplatie, ce qui leur permet d’opposer le moins de résistance possible à la force du courant.

Il faut remarquer qu’un biotope important des ruisseaux de moyenne montagne reste complètement ignoré à nos yeux, bien qu’il joue un rôle essentiel. Il s’agit des couches se trouvant en dessous du fond du ruisseau : l’interstitiel qui se compose de graviers ou gravillons fermement tassés et qui sont traversés en permanence par l’eau du ruisseau. Grâce à des conditions de température et de courant stables, on constate que les conditions de vie y sont beaucoup plus favorables que dans le courant du ruisseau. Le fond du ruisseau, ainsi que l’interstitiel placé directement en dessous constituent donc les biotopes les plus densément peuplés des ruisseaux de montagne. Un grand nombre d’espèces animales de la faune des cours d’eau réside, pendant la période où ils sont particulièrement fragiles, c’est à dire la période juvénile, dans le système protecteur de l’interstitiel. Des exemples de ce comportement sont la truite fario, les ombres et d’autres espèces de poissons pondant sur fond de gravier (fig. 11).

Si les conditions de vie qu’ils offrent sont extrêmes à de nombreux égards, les ruisseaux de montagne constituent des biotopes exceptionnellement riches en espèces animales. La clé d’une telle biodiversité réside dans la grande richesse des structures : c’est cette richesse qui, du point de vue biologique, est décisive pour le nombre et la composition des biotopes et habitats propices à l’installation d’espèces animales. De nombreuses espèces animales, du fait de leur mode alimentaire et de leur adaptation au biotope « ruisseau de montagne » présentent des relations spécifiques avec certains types d’habitats. La figure 12 montre le tronçon d’un ruisseau de montagne avec sa mosaïque typique des substrats et habitats, ainsi que les différentes espèces résidant spécifiquement dans ces biotopes.

Flore

Dans les tronçons supérieurs des ruisseaux de montagne, au courant rapide et turbulent, les hautes plantes aquatiques sont pratiquement inexistantes. Seules les zones à faible courant et particulièrement bien protégées du charriage peuvent accueillir certaines espèces de plantes aquatiques. Ce n’est que dans les régions à truites ou à ombres que les plantes aquatiques parviennent à constituer un élément permanent des associations biologiques des cours d’eau. Il s’agit principalement d’espèces particulièrement adaptées au courant, telles que par exemple la callitriche hamulata, la renoncule peltée (ranunculuspeltatus) ou la berle dressée (berula erecta f. submersa).

Par contre, la situation des algues et des mousses est complètement différente. Elles font partie intégrante de la végétation de nombreux ruisseaux de montagne. Il s’agit en particulier des ruisseaux pauvres en calcaire (les ruisseaux siliceux): ceux-ci présentent souvent une riche végétation de mousses typique des ruisseaux. Les algues et mousses constituent une microstructure importante qui sont un enrichissement pour la mosaïque des microbiotopes.

Parmi ces espèces, on trouve en particulier l’important groupe des algues de graviers (les diatomées) qui sont des espèces monocellulaires. Elles constituent des associations riches en différentes espèces et couvrent les graviers du lit du ruisseau de croûtes fines et brunes. Ces couches de diatomées sont littéralement broutées par un grand nombre d’espèces animales vivant dans les ruisseaux et exercent, en tant que base de la nourriture des invertébrés, une fonction importante.

Lisière des berges

Tout comme le fond du ruisseau, ses berges sont influencées par la dynamique de l’écoulement des eaux et les processus de sédimentation et d’érosion qui y sont liés. Il est donc logique qu’elles soient également caractérisées par des associations biologiques spécifiques aux ruisseaux. Il s’agit dans ce contexte particulièrement de la frênaie à aulnes de bord de ruisseaux (stellario-alnetum glutinosae). Ce type de peuplement forestier est particulièrement développé le long de ruisseaux de prairies un peu plus larges, dont les vallées ont formé un fond de vallée. La frênaie à aulnes de bord de ruisseau peut former dans ce cas des peuplements très denses et fermés, elle devient alors un élément déterminant du paysage des vallées à prairies.

Cette très belle image est connue de chacun. Et lorsque l’on rencontre cette image (idéale) en forêt et que l’on se met en recherche de frênaies à aulnes de bord de ruisseau, on est souvent déçu.

Si, par chance, on y trouve une frênaie à aulne de bord de ruisseau, ce type de peuplement riche en trouées, constitue une étroite bande qui semble toujours interrompue, surtout si l’on observe les étages d’arbres. Ce phénomène a généralement plusieurs raisons : ces raisons sont à la fois naturelles et occasionnées par l’exploitation. Les raisons naturelles proviennent du fait que la frênaie à aulne de bord de ruisseau doit faire face à la concurrence des peuplements sylvicoles voisins. En outre, l’exploitation forestière considère une frênaie à aulne comme un facteur économique moins favorable, donc un type de peuplement forestier qui n’a pas été encouragé, du moins dans le passé : ayant été seulement toléré dans le passé, il est relativement rare.

Comment se présente une forêt riveraine accompagnant un ruisseau naturel qui traverse une forêt naturelle ? Nous considérons que cette question mérite une étude plus approfondie, afin que tous les aspects puissent trouver une réponse circonstanciée.

Tout ruisseau, quelle que soit sa taille, présente par nature une lisière de berge spécifique. Cette lisière de berge constitue un élément fonctionnel irremplaçable pour un cours d’eau naturel.

Mais les questions décisives sont : quelle est la largeur d’une lisière de berge typique d’un ruisseau ? Quelle est sa composition ? La réponse de Bönecke (2004) à ces questions est pragmatique.

Pour terminer sur la question des lisières de berges, on présente ici certains aspects qui expliquent pourquoi les lisières de forêt riveraine exercent un rôle si important pour les petits cours d’eau :

• elles facilitent la formation d’une structure diversifiée des berges et également du fond des cours d’eau, la création de structures de berges et microstructures typiques des cours d’eau, comme par exemple un système racinaire ou des milieux propres à offrir des abris pour les truites.
• elles apportent des feuillages, en particulier des feuillages d’aulne glutineux, source indispensable d’alimentation de tout une catégorie d’organismes (par exemple : les gammares, rivogammaruspulex).
• elles apportent des bois abattus qui représentent un substrat dur important pour l’installation d’espèces animales. Ceci est particulièrement le cas dans les ruisseaux à écoulement lent et qui présentent un substrat de fond riche en sédiments fins.
• elles apportent des branchages et des tronçons de gros bois (bois mort) qui sont des éléments structurants et qui encouragent la dynamique propre.
• en période estivale, l’échauffement est limité par une forte ombre : en conséquence, homogénéité des taux d’oxygène dans l’eau.
• les forêts de berges représentent pour les insectes d’eau d’importantes possibilités de repos et d’orientation pour leurs vols de compensation vers l’amont du cours d’eau.