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Auteur(s): Carina Sucker
Rédaction: FVA, Allemagne
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L’influence de l’exploitation forestière sur la qualité de l’eau

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Les bassins versants boisés constituent un élément essentiel pour la disponibilité de réserves d’eau de surface et d’eau potable de haute qualité. Les dépôts anthropogènes représentent toutefois une charge importante, qui a entraîné dans le bassin une acidification continuelle des sols forestiers. En conséquence, le potentiel de stockage et de filtration des sols se trouve nettement limité, ce qui entraîne une évolution négative de la qualité de l’eau des ruisseaux. En ce qui concerne l’utilisation de cette eau pour la consommation, le problème est surtout relatif aux valeurs de pH extrêmement basses et aux concentrations élevées en produits écotoxiques d’acidification (par exemple : les ions aluminium, le manganèse).

Les interventions sylvicoles, les amendements calcaires ou les modifications de la structure du peuplement influencent la qualité de l’eau des ruisseaux. L’efficacité de ces mesures est variable en fonction des caractéristiques de la zone concernée. D’une manière générale, les effets d’une exploitation sylvicole sont d’autant plus importants que les interventions concernent une surface importante. Les effets de l’exploitation sylvicole sont d’autant plus réduits que la part d’eau issue d’autres zones, non influencées, est plus importante.

Les quatre études de cas

Les quatre études de cas des écosystèmes, conduites en Forêt-Noire (études de cas du Contenwald, de la Kleine Kinzig et du Schluchsee) et dans les Vosges (étude de cas de l’Aubure) ont été réalisées pour mieux connaître la relation entre l’état chimique des sols et la qualité des eaux de surface. Sur la base de cette comparaison des zones étudiées, différentes mesures sylvicoles ont été identifiées, qui pourraient influencer de manière positive la qualité des eaux de ruisseau. Dans le cadre de ce travail, nous avons constaté en quelle mesure une gestion sylvicole ciblée (par exemple : structure du peuplement, forme de coupe et amendement calcaire) peut permettre aux fonctions du sol de se rétablir et de répondre aux objectifs de la Directive européenne sur l’eau – c’est à dire l’amélioration de la qualité des eaux de surface et des eaux souterraines, ainsi que la protection durable de la ressource hydraulique.

Die vier Fallstudien
Fig. 1: Les quatre études de cas.
Etude de cas "Conventwald"

Dans le cadre de l’étude de cas du Conventwald, la FVA procède depuis 1991 à des mesures très précises, aussi bien dans l’espace que dans le temps, des flux de matériaux et d’eau. L’objectif de ces mesures est d’observer les effets exercés par différentes interventions sylvicoles tels que les procédés de régénération et le mélange des essences sur le transport des matières dans le bassin versant.

Etude de cas "Kleine Kinzig"

Au niveau du barrage d’eau potable de la Kleine Kinzig, on procède depuis 1989 à l’observation des effets à moyen et long terme de l’amendement calcaire sur la qualité de l’eau potable, et ce grâce à la comparaison d’une zone fortement amendée avec une zone pratiquement non amendée. Cette campagne de mesure initiée par la régie régionale d’approvisionnement d’eau potable a été étendue à partir de 2003 dans le cadre d’un projet de recherches de la FVA : il s’agit de prouver l’existence d’effets de l’amendement calcaire non seulement sur les eaux de surface, mais aussi sur les eaux de nappes.

Etude de cas "Schluchsee"

Sur le site du Schluchsee, le projet ARINUS de l’Université de Freiburg (débuté en 1987 et terminé en 1998) a permis d’étudier les conséquences de l’amendement calcaire sur l’hydrosphère (Raspe et al. 1998). Cette étude s’est concentrée sur l’observation des effets à court terme d’un amendement calcaire réalisé pendant la durée du projet. Afin de pouvoir quantifier l’état actuel de la chimie de l’eau dans la région du Schluchsee, l’analyse de l’eau de ruisseau a été reconduite sur une année (2006-2007).

Etude de cas "Aubure"

En ce qui concerne la zone de l’Aubure, étudiée par l’Université de Strasbourg, ses caractéristiques géologiques et morphologiques correspondent à celles de la zone du Schluchsee. Ces analogies permettent de réaliser une comparaison entre les deux zones en ce qui concerne les dépôts de matériau et les éléments chimiques qu’elles contiennent.

Raisons de l'acidification des eaux

Les principaux éléments influençant l’acidification de l’eau sont les apports par déposition, le sol, les roches présentes sur le site, les interventions sylvicoles, les essences sylvicoles et la topographie de la zone. Généralement, les interventions sylvicoles exercent une influence sur les couches supérieures du sol et sur les zones d’enracinement. Par exemple, les zones ayant fait l’objet d’un fort amendement (Schluchsee S4 et Huttenbächle) présentent une saturation en base bien plus élevée que les zones ayant reçu un amendement moins fort du Teufelsbächle et du Schluchsee S1 ou que les zones de l’Aubure et du Conventwald qui n’ont pas été amendées.

Au fur et à mesure que l’on descend en profondeur dans le sol, moins les effets des amendements calcaires sont marqués. En conséquence, les différences dans les caractéristiques chimiques du sol des zones différemment amendées s’estompent.

Saturation en bases dans les différentes profondeurs, sur les zones ayant été différemment amendées
Fig. 2: Saturation en bases dans les différentes profondeurs, sur les zones ayant été différemment amendées.

En conséquence, le transport d’acide par les eaux de ruisseau dépend fortement du type de roches et de sols traversés par l’eau dans le bassin versant. D’une manière générale, tous bassins versants étudiés présentent une répartition assez semblable des différentes composantes d’écoulement. Sur l’ensemble de l’année, l’écoulement rapide des eaux de nappe est dominant. Le taux élevé de parts d’écoulement rapides montrent combien les couches supérieures du sol, plus perméables, sont importantes pour la formation des écoulements dans les bassins versants et donc sur le transport de matières des sols vers les cours d’eau.

Mesures

Les moyens d’intervention sylvicoles comme par exemple les modifications des structures de peuplement ne sont pas suffisant pour assurer la stabilisation des fonctions menacées de l’écosystème et la compensation des apports d’acide et d’azote. Les amendements calcaires en milieu sylvicole peuvent permettre une certaine compensation de l’acidification très avancée dans une grande portion des sols étudiés et participer à leur rétablissement sylvicole. Les mesures d’exploitation forestière ne peuvent néanmoins pas aller totalement à l’encontre des risques à long terme, occasionnés par la dissolution de métaux lourds ou de nitrate dans l’eau. Les seules mesures efficaces à long terme pour la protection des systèmes écologiques sylvicoles et des eaux de source et de nappe contre l’eutrophie à l’azote et l’acidification sont la réduction des apports azotés et un réduction des émissions.

A télécharger

Traduction

  • dialogos GbR
  • 79100 Freiburg

Remarque

  • Ce texte est un extrait du « Manuel Forêt et Eau »
    Ce manuel comprend de nombreuses autres informations sur le thème « Forêt et Eau ».