Impacts des activités agricoles sur les populations d'amphibiens et (...)

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Impacts des activités agricoles sur les populations d'amphibiens et (...)

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Impacts des activités agricoles sur les populations d’amphibiens et leurs déplacements

Introduction

L’agriculture en France vient de connaître une phase de modification sans précédent. Le nombre d’exploitations est en net recul et leur surface a considérablement augmenté. En 1988, on comptait 1 016 755 exploitations agricoles dont 4,3 % s’étendaient sur plus de 100 ha et 72,3 % sur moins de 35 ha. En l’an 2000, on ne trouve plus que 663 807 exploitations dont 11,9 % de plus de 100 ha et 60,4 % de moins de 35 ha (Agreste, 2006). Parallèlement, se sont développées des cultures à hauts rendements (plus 9,5 % de surfaces céréalières, 20,3 % de cultures industrielles entre 1993 et 2004) aux dépends des jachères (moins 36,8 % entre 1993 et 2004) et des jardins et vergers familiaux (moins 33,7 % entre 1993 et 2004). Cette intensification se fait aujourd’hui ressentir dans de nombreuses régions, notamment en Bretagne où les effluents agricoles sont à l’origine de réels bouleversements écologiques, en particulier sur les écosystèmes aquatiques. Par ailleurs, ces troubles s’ajoutent souvent à une disparition du petit parcellaire et des éléments paysagers (haies, fossés, bosquets) structurant en partie les corridors écologiques, entraînant l’émiettement des habitats en parcelles de plus en plus distantes les unes des autres et dont la superficie est de plus en plus réduite.

Enjeux

Déclin des Amphibiens
La problématique agricole ajoutée à l’extension de l’urbanisation et des infrastructures de transport menace aujourd’hui de nombreux écosystèmes, en particulier les zones humides hébergeant une part importante de la biodiversité. La destruction de ces milieux n’est pas sans conséquences sur l’état de conservation de la faune et de la flore.

Si les effectifs de tous les groupes faunistiques sur le territoire national demeurent encore inconnus, les oiseaux demeurent le groupe zoologique le plus étudié. Un rapport (Terre Sauvage, octobre 2007) traduit des situations très contrastées. Concernant les oiseaux communs, les résultats de 2006 confirment les tendances de 2005 : déclin des espèces agricoles et forestières et augmentation des espèces généralistes.
En France, 15 % des vertébrés autochtones sont menacés (en danger ou vulnérables), les amphibiens étant les plus touchés.

Leur déclin dans les pays d’Europe coïncide avec l’assèchement des zones humides (souvent encore considérées comme insalubres) et des petits plans d’eau comme les mares, qui ont régressé de 50 à 75 % en un siècle en France. Parmi les causes les plus importantes, on peut citer :
- la conversion des pâtures en cultures intensives, entraînant le comblement des mares de prairies, l’arasement des haies, la rectification des cours d’eau. Le remembrement a joué un rôle très négatif à ce sujet.
- La baisse des nappes aquifères provoquées par le drainage des parcelles agricoles, la canalisation des cours d’eau et les pompages pour l’industrie

La protection des amphibiens est maillon essentiel dans la conservation des écosystèmes. En effet, les larves et les jeunes amphibiens constituent une source alimentaire essentielle pour de nombreuses espèces d’oiseaux, de mammifères, de reptiles et d’autres espèces d’amphibiens adultes. Les amphibiens adultes consomment par ailleurs d’énormes quantités d’insectes et sont d’importants prédateurs des parasites de l’agriculture. Ils constituent une large proportion de la matière vivante biologique de nombreux écosystèmes (Seburn et Seburn, 2000).
Il est alors indispensable d’accroître les connaissances existantes concernant ce groupe, notamment en identifiant les menaces pressions exercées sur les différentes espèces.

Protections et intérêt des bioindicateurs
Dans un contexte où la protection des milieux aquatiques, celle des habitats, et prochainement celle des sols, deviennent des priorités de l’Union européenne, les gestionnaires des eaux et des territoires ont besoin d’outils pour évaluer l’état des milieux. La bioindication est une voie que privilégient de nombreux chercheurs depuis plus de 20 ans en complément à l’analyse physico-chimique de l’eau et des sols. Au regard des avancées scientifiques obtenues, les bioindicateurs sont aujourd’hui voués à un nouvel avenir, celui de juges de paix de la qualité et du suivi écologique des milieux.

Recherches actuelles

Les outils classiques de bioindication utilisés dans les milieux terrestres se réfèrent souvent à des assemblages d’espèces en lien avec les paramètres du milieu. C’est la base même des relevés phytosociologiques utilisés depuis des décennies, en botanique, et dans des domaines de recherche plus appliqués comme la sylviculture ou l’agriculture. Depuis une dizaine d’années, les techniques de bioindication intègrent de nouveaux concepts issus de l’écologie fonctionnelle. Les bioindicateurs peuvent être variés et leur choix dépend des facteurs que l’on souhaite mettre en évidence.

Micromammifères bioindicateurs
Les micromammifères ont fait l’objet d’indicateurs quant à la biorépartition des métaux lourds (Guénin, 2005). Les analyses indiquent une accumulation jusqu’à trente fois plus élevée pour les Crocidurinae sauvages que pour les Muridae. Cette différence s’explique en partie par la supériorité des Crocidurinae (Insectivores) par rapport aux Murinae (Rongeurs) dans la chaîne alimentaire.
Ces mêmes micromammifères sont d’excellents indicateurs de la recolonisation post-incendie en Région méditerranéenne. Cette étude est basée sur la réponse de trois Rongeurs (E. quercinus, M. spretus et A. sylvaticus) et un Insectivore (C. russula). Ces animaux présentent des réponses différentes, caractéristiques des formations végétales concernées. Le lérot, hibernant et rupicole, présente la meilleure préadaptation au passage des flammes. Il est présent dès la première année après le feu. Le mulot, très bon colonisateur, arrive au cours de la deuxième année. Sa durée d’implantation se traduit par des fluctuations importantes de population. La souris, sensible aux milieux ouverts (deuxième année post-incendie), disparaît lors de sa fermeture. La musaraigne est la moins bien adaptée. Dépendante de la reconstitution d’une litière et de sa faune associée, sa disparition est complète et durable. Elle ne réapparaît que plusieurs années après le feu (Fons & al, 1988).

L’Indice Biologique Global Normalisé
Concernant les milieux aquatiques, l’utilisation de l’Indice Biologique Global Normalisé (IBGN) est aujourd’hui très pratiquée pour évaluer la qualité de l’eau. Cet indice s’applique aux invertébrés d’eau douce. Il est issu des travaux menés sur les indices biotiques en Grande-Bretagne dans les années 60. Les travaux menés au CTGREF (qui précédait le Cemagref) par Verneaux et al. sont à l’origine de l’IBG, puis de sa normalisation en 1982. Il s’appuie sur la réponse globale des communautés à un ensemble de pressions : pollution organique, altérations morphologiques et hydrologiques, et contamination toxique. Une note de 1 à 20 est attribuée en fonction de l’absence de taxons indicateurs (principalement des larves d’insectes) et de la richesse taxonomique globale. Aujourd’hui, l’indice IBGN évolue grâce aux travaux menés conjointement par l’université de Metz et le centre du Cemagref de Lyon.

Les Amphibiens et l’agriculture
Les amphibiens sont particulièrement importants comme « bioindicateurs » de la santé de l’environnement (Sparling & al., 2000). La plupart des espèces d’amphibiens ont en effet des stades de vie aquatiques et terrestres et peuvent donc servir à surveiller les changements survenant dans les deux types de milieux. Les embryons de la majorité de ces espèces, stade de vie durant lequel ces animaux sont particulièrement vulnérables, se développent dans l’eau, où ils peuvent être exposés au rayonnement UV ainsi qu’aux pesticides et à d’autres polluants. En outre, comme les amphibiens respirent par la peau, ils pourraient être plus vulnérables à la pollution que les autres espèces (Stebbins & Cohen, 1995). Comme ils dépendent aussi énormément de l’humidité, ils peuvent servir d’indicateurs des phénomènes environnementaux à grande échelle, comme les changements climatiques planétaires. De leur côté, les reptiles, qui vivent longtemps et sont relativement sédentaires, peuvent s’avérer utiles comme « indicateurs » de l’état de l’environnement local. La diminution de la taille des populations d’amphibiens et de reptiles et la disparition des espèces sont d’inquiétants indices de problèmes environnementaux globaux susceptibles de mettre d’autres espèces en péril, dont les êtres humains.
Les amphibiens ont déjà été utilisés comme bioindicateurs lors de travaux menés par Fontenot & al. en Caroline du Sud. Les PCB, polluants biocumulatifs pouvant s’accumuler dans les chaînes écologiques, ont été analysés dans les foies de plusieurs espèces animales : Grenouille-taureau (Rana catesbeiana), Grenouille verte (Rana kl. esculenta) et serpents d’eau prélevés en 1992-1993 sur un site de déchets industriels électriques et dans un cours d’eau en aval. Les taux hépatiques en PCB étaient nettement plus élevés chez les animaux exposés que chez les animaux prélevés dans un milieu non-exposé : 2 à 3 ppm/poids frais contre 0,02 ppm chez les grenouilles ; 14 ppm/poids frais contre 1 à 2 ppm chez les serpents d’eau, en relation avec le statut de ces prédateurs.
Cette expérience montre que les amphibiens présentent un potentiel d’accumulation de substances polluantes. Néanmoins, une telle accumulation peut-elle représenter un danger pour la survie des individus ou mettre en péril l’accomplissement de leur cycle biologique ?

Des études de laboratoire ont montré des effets létaux et sublétaux chez plusieurs espèces communes de grenouilles à des concentrations de nitrates supérieures à 2,5 milligrammes par litre. Les effets sublétaux incluaient une altération de la croissance et du développement pouvant entraîner un retard de maturation et la sortie de l’eau avant terme. Cette anomalie pouvait à son tour, en limitant la capacité de ces amphibiens de se déplacer en milieu terrestre, les exposer davantage aux prédateurs et au dessèchement (Rouse & al., 1999). Dans le bassin des Grands Lacs en Amérique du Nord, les concentrations de nitrates dans environ 19 % des échantillons d’eaux de surface étaient suffisamment élevées pour occasionner des anomalies de développement et 3 % l’étaient assez pour tuer des amphibiens dans des expériences de laboratoire.

Toxicité des nitrates pour les Amphibiens
Amphibien
Stade biologique
Effet observé
Concentration de nitrates
Rainette faux criquet
Têtard
50% de mortalité après 96 h
17 mg/L
Effet sur la croissance
2,5 – 10 mg/L
Grenouille léopard
Têtard
50% de mortalité après 96 h
22,6 mg/L
Effet sur la croissance
2,5 – 10 mg/L
Grenouille verte
Têtard
50% de mortalité après 96 h
32,4 mg/L
Effet sur la croissance
2,5 – 10 mg/L
Crapaud commun
Têtard
50% de mortalité après 96 h
385 mg/L
Effet sur la croissance
9 mg/L
Crapaud d’Amérique
Têtard
50% de mortalité après 96 h
13,6 mg/L
Grenouille rousse
Adulte
Symptômes d’intoxication
6,9 g/m2
Source : Rouse & al., 1999

L’application printanière d’engrais azotés et la période de reproduction des amphibiens coïncidant, cette période est particulièrement critique.

Perspectives

Les travaux réalisés doivent permettre d’évaluer les impacts des différentes pratiques agricoles sur les Amphibiens. Il est alors possible de concevoir différents ateliers :

- Une enquête auprès des socio-professionnels afin d’avoir une approche concrète des différents types de culture et des méthodes existantes.

- Une prospection cartographique ainsi que des relevés des principaux paramètres (typologie du milieu, teneur des eaux en éléments fertilisants, diversité des habitats autour de la zone humide, etc.) des sites étudiés.

- Des sessions nocturnes d’identification, de piégeage et de comptage des Amphibiens qui fourniront les données à exploiter. Certains animaux pourront être équipés d’un émetteur afin d’être suivis dans leur déplacements par la méthode du radio-tracking.

- Une phase d’exploitation des données avec un logiciel de statistiques afin de voir s’il existe une corrélation entre le taux de pollution et les populations d’Amphibiens.

Etude du contexte agricole
Etudier l’impact des activités agricoles sur les amphibiens sous entend nécessairement de prendre connaissance des différentes pratiques culturales occasionnées sur le territoire concerné. Ce sont ces dernières qui vont constituer les paramètres initiaux des stations à étudier. Il est alors facile d’imaginer 2 types de stations : les témoins, théoriquement exemptes de pollutions d’origine agricole et les stations exposées à des risques de pollutions causées par l’intensivité de l’agriculture.

Enquête auprès des professionnels
Parallèlement aux prospections sur le terrain, une enquête auprès des agriculteurs concernés par l’étude doit permettre d’estimer la prise en compte de l’environnement de leur exploitation. Un questionnaire imaginé et mené par les enfants peut permettre, par exemple, d’attribuer une note à chaque exploitation quant au respect de la nature, en particulier des zones humides.
Cette approche se doit d’être ludique et ne peut se faire que dans le cas d’un consentement réel des agriculteurs. Il est inutile de créer des situations de conflits ou d’incompréhension, le but étant de faire passer un message et de réaliser une sensibilisation, aussi bien du côté des enfants que des professionnels. Il est ici primordial de ne jamais s’imposer comme moralisateur.

Prospection cartographique
Il est également important d’identifier les principaux bassins versants afin que les résultats ne soient pas influencés par des pollutions provenant d’exploitations éloignées de la station étudiée mais en amont au sein du même bassin versant.
Cette prospection cartographique doit permettre d’identifier les sites potentiels d’activité des amphibiens (zones humides) à proximité, voire au sein même des exploitations.

Le terrain

Paramètres du milieu
Des sorties sur le terrain diurnes

Piégeage et identification
Une fois sur le terrain, l’identification des espèces peut se faire selon 2 méthodes :
- l’écoute permet d’identifier les espèces présentes sur le site
- le piégeage permet d’identifier non seulement l’espèce mais également le sexe des individus
Chaque session sur le terrain doit faire l’objet de relevés rigoureux renseignant les facteurs du milieu pouvant influencer la présence des amphibiens (pluviométrie, vent, température, présence de végétation aquatique, type et taille de la zone humide, etc.).

Analyses des données de terrain
L’objectif de cette analyse est de faire ressortir l’influence du facteur « intensivité des pratiques agricoles », tout en prenant en considération les autres paramètres observés sur le terrain. Elle doit permettre d’attribuer la présence ou absence d’une espèce (AFC) ou encore les forts ou faibles effectifs aux différentes pratiques agricoles. Il est donc important de choisir de stations « témoins » et « polluées » relativement semblables afin que les différences de richesses spécifiques puissent être attribuées aux différentes pratiques agricoles.

PROBLEMATIQUES

Les amphibiens peuvent-ils constituer des bioindicateurs fiables pour traduire l’impact de l’agriculture sur les milieux ?

- Existe-t-il une différence significative de richesse spécifique d’amphibiens selon les pratiques agricoles exercées autour des stations concernées ?

- Les individus présentent-ils des concentrations anormalement élevées en polluants agricoles ?

- Les déplacements globaux des individus sont-ils modifiés en fonction des pratiques culturales ?

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