Les problématiques projetées tiennent compte des compétences recensées dans les unités fédérées par l’action Ecosystèmes aquatiques et usages et des perspectives priorisées par l’Alliance nationale de recherche en environnement.
1. Contaminants dans l’eau : activités humaines, environnement, santé
Les milieux aquatiques sont actuellement menacés par des contaminants nouveaux (phytosanitaires, HAP, PCB, pharmaceutiques, bactéries antibiorésistantes, etc.). De nombreuses lacunes subsistent quant à la compréhension du comportement des contaminants et de leurs métabolites, dans les différents compartiments de l’environnement (eaux de surface, eaux souterraines, sols, organismes vivants et aux interfaces) ainsi que leurs impacts à long terme sur la santé des écosystèmes et des sociétés humaines. Les connaissances doivent progresser sur les processus physiques, chimiques et biologiques qui conditionnent le devenir des contaminants dans ces différents compartiments en termes de :
traçage des sources de contamination ;
surveillance et évaluation des risques (marqueurs chimiques, biocapteurs, biomarqueurs) dans les différents compartiments ;
estimation des conséquences des expositions sur les populations humaines et les écosystèmes.
2. Biodiversité : résilience et durabilité des écosystèmes aquatiques
L’analyse des réponses écophysiologiques des organismes aquatiques aux changements environnementaux et à leurs variabilités spatiales et temporelles, doit permettre de mieux comprendre et prévoir la présence ou absence des organismes dans les écosystèmes aquatiques. À l’échelle des communautés, les liens entre leurs diversités fonctionnelles et les interactions qu’elles supportent sont à la base des fonctionnements trophiques et géochimiques des écosystèmes et des services écosystémiques qui leur sont associés. Des travaux doivent être amplifiés pour faire le lien entre flux biogéochimiques et perturbations écologiques (eutrophisation) entre biodiversité terrestre (hétérogénéité des paysages, rôle dans les régulations…) et biodiversité aquatique afin, non seulement d’assurer la durabilité des écosystèmes aquatiques, mais également leur résilience, essentielles au maintien des multiples services écosystémiques rendus aux populations humaines :
évaluation des réponses des organismes au stress induit par l’exposition aux contaminants au niveau individuel, à travers le diagnostic de l’état de santé et de l’état nutritionnel, et relations avec les réponses à l’échelle des populations et communautés ;
développement d’indicateurs fonctionnels afin de mieux connaître l’état et la dynamique écologique, et pouvoir agir en termes de conservation et de réhabilitation ;
études portant sur la restauration des ressources en eau, la biodiversité des milieux aquatiques et la réduction des risques d’inondation (gestion des zones humides, zones hyporhéiques, restauration hydromorphologique ou gestion des sédiments, rétablissement des continuités écologiques, réintroduction d’espèces emblématiques, lutte contre les espèces invasives, renaturation des cours d’eau).
3. Fonctionnement actuel des écosystèmes aquatiques et impact du changement climatique sur les ressources en eau
Ces travaux s’appuient sur des démarches d’observation, d’expérimentation et de modélisation sur l’ensemble de la zone critique, en intégrant l’atmosphère, les écosystèmes terrestres et aquatiques superficiels ou souterrains. L’objectif premier est de comprendre le fonctionnement des écosystèmes aquatiques actuels et d’étudier leur évolution face au changement climatique en utilisant les chroniques initiées sur le long terme dans les systèmes d’observation en place (SNOs) ou à l’échelle d’événements extrêmes tels les crues ou les épisodes de sécheresse intense observés ces dernières années. Ils impliquent les systèmes d’observation actuels et incluent le potentiel développement de nouveaux instruments de mesure et la prise en compte des données issues de la société. Il sera important de développer des partenariats avec les gestionnaires de la ressource en eau.
Les modèles d’évolution futurs doivent prendre en compte les évolutions passées des écosystèmes aquatiques. Les études insisteront sur les périodes de rupture et de forte variabilité, qu’elles soient d’origine climatique ou anthropique et coupleront analyses des restes végétaux et des communautés microbiennes dans les archives sédimentaires et mesures physico-chimiques sur l’eau et les sédiments. Les modèles d’évolution du passé pourront ainsi être utilisés pour fournir des modèles successionels qui alimenteront des scénarios de réponse des zones humides face au changement global. Trois axes seront mis en œuvre :
impact de la variabilité climatique passée, actuelle et future sur les écosystèmes ;
évolution du climat et interactions société-environnement à l’échelle plurimillénaire ;
variabilité et prévisibilité climatique.
