Un débit faible ou fort

Des montagnes et des vallées, des collines et des bassins. La structure d’une région dépend beaucoup du débit des étendues d’eau qui peut être important (lotique) ou non (lentique). Les montagnes et les collines ont des pentes, ce qui cause l’écoulement de l’eau. Les vallées et les bassins sont profonds et parfois plats, ce qui cause des étendues d’eau stagnante. Si nous observons chacun de ces types d’écosystème d’eau douce, nous verrons qu’ils sont très différents les uns des autres.

Un lac disposé en couches

Tu t’attends peut-être à ce qu’un large bassin d’eau soit identique, que tu sois à sa surface ou au fond. Mais il existe quelques plusieurs différences majeures le long de sa profondeur. On divise les lacs en 3 couches distinctes en se basant sur leurs températures. C’est un peu comme si ces couches étaient les couches d’une pizza. Dans une pizza, le pain est la couche inférieure, la sauce la couche intermédiaire et le fromage et les autres ingrédients sont la couche supérieure.

Examinons ensemble ces couches dans un lac, en commençant par le pain ou le fond. Dans un lac, la plus profonde couche d’eau (l’hypolimnion ; hypo- veut dire sous et limn- veut dire lac) est souvent la plus sombre et la plus froide. Il y a très peu de lumière qui atteint le fond des lacs profonds, et les plantes ne peuvent donc même pas faire la photosynthèse. Puisqu’il n’y a pas de lumière, on l’appelle aussi la zone aphotique. Cependant, on retrouve dans cette zone quelque chose de très important : des nutriments. De la poussière, des débris, et tout ce qui meurt dans le lac va couler au fond. Cela fait du niveau inférieur un lieu très riche en nutriments comme le fer et le phosphore.

Passons maintenant au milieu du lac (la couche de sauce de la pizza). Le métalimnion (méta- veut dire au milieu de) est plus chaud et obtient plus de lumière que la couche inférieure. En fait, cette couche est une sorte de transition entre le fond du lac qui est sombre et froid et la couche supérieure qui est éclairée et chaude. C’est ici que les températures vont changer le plus rapidement avec le changement de profondeur.

La couche supérieure du lac (l’épilimnion ; épi- veut dire sur, au-dessus) est vraiment comme la couche des garnitures qu’on a sur les pizzas suprêmes. Près de la surface du lac, il y a beaucoup de lumière ce qui assure le meilleur environnement pour une grande variété de créatures (la garniture). Avec toute la lumière disponible, cette couche du lac est aussi appelée la zone photique.

Il existe un moment de l’année pendant lequel toutes ces couches sont mélangées. Dans les régions avec des hivers froids, la couche supérieure de plusieurs lacs va geler lorsque la température de l’air est suffisamment basse. La couche supérieure gèle car elle est la plus proche de l’air froid et parce que la glace flotte. Un peu avant ou après le gel du lac, la température du reste de l’eau se stabilise un peu et les nutriments du fond du lac vont se mélanger à ceux des autres couches.

Lorsque ce mélange (ou brassage) se produit, les nutriments se répandent dans l’eau, ce qui est un processus très important pour certains membres du minuscule plancton vivant dans la couche supérieure du lac. Le brassage est particulièrement important pour les microorganismes photosynthétiques de la surface du lac, car ils sont une importante source de nourriture pour la chaîne alimentaire de tout le lac. Pendant le froid hivernal, les animaux du lac (comme les tortues et quelques poissons) vont souvent quitter la couche supérieure gelée pour aller se reposer quelque temps dans la couche inférieure du lac.

On peut aussi subdiviser les régions d’un lac d’une autre façon, et c’est souvent ce qu’on utilise au sujet de l’océan. Près de la rive, là où l’eau est peu profonde, on trouve la zone littorale. Dans cette zone, les nutriments qu’on trouve près du sol sont dans de l'eau qui reçoit beaucoup de lumière. Cela constitue un excellent habitat pour les plantes et les animaux s'ils ne sont pas incommodés par les petites vagues du rivage.

La zone intermédiaire du lac est appelée zone pélagique. La zone pélagique est beaucoup plus profonde que la zone littorale et est quasiment partout pauvre en nutriments. De plus, la plupart des plantes qui sont près du haut de la zone pélagique sont flottantes. Elles y sont obligées à cause de la distance entre la surface de l’eau et le fond du lac.

Rivières, fleuves et ruisseaux

Contrairement aux étangs et lacs, le débit de l’eau est important dans les fleuves, les rivières et les ruisseaux. Puisque l’eau circule et se mélange constamment dans les rivières, il n’y a pas de formation de couches dans des zones spécifiques du fleuve. Les ruisseaux et les plus petits fleuves, appelés affluents se jettent dans les plus grands fleuves. Cela entraîne l’augmentation de la quantité d’eau dans le fleuve. L’eau des fleuves circule des altitudes plus élevées aux altitudes plus basses, là où elle va finir par atteindre un lac ou bien un estuaire (là où le fleuve rencontre l’océan).

Des études récentes ont démontré qu’il est par contre possible que les ruisseaux développent quelques propriétés communes. Des ruisseaux différents se trouvant dans des régions aux températures et aux régimes de pluies similaires peuvent avoir des caractéristiques spécifiques qui dépendent des conditions du paysage avoisinant.

Les ruisseaux, les rivières et les fleuves peuvent aussi créer des structures uniques dans leur paysage avoisinant comme les canyons. Ces structures sont créées lorsque les fleuves emportent tout doucement les sols environnants, ce qui rend le fleuve plus profond puisque le sol est déplacé en direction du courant. Les fleuves peuvent aussi créer des sinuosités – l’eau circule en forme de courbes en S et en zigzag à travers le paysage. C’est une boucle de rétroaction positive qui va créer les sinuosités. Cela veut dire qu’une fois qu’un fleuve commence à se prendre la forme d’un S, cette forme va s’accentuer à cause de cette courbe (la courbe augmente de taille).

Une boucle de rétroaction positive va se mettre en place ici car une fois qu’une courbe se développe, le sol érodé de la portion externe de la courbe va se déposer sur la courbe interne. L’eau va s’écouler en suivant une courbe de plus en plus profonde, et de plus en plus de sédiments vont alors se détacher de la courbe externe et se déposer dans la courbe interne. Puisque ces courbes continuent de s’agrandir, elles peuvent même finir par se rejoindre et créer un bras-mort.

Peu profond et stagnant

Les zones humides sont généralement recouvertes de végétation et contiennent beaucoup d’eau douce peu profonde et stagnante. Certaines zones humides vont même entièrement s’assécher pendant certaines périodes de l’année. Les 3 sortes principales de zones humides sont les tourbières, les marais et les marécages.

Une zone humide est appelée tourbière, marais, ou marécage selon le type de végétation qu’on y trouve. Les tourbières ont beaucoup de mousses et de tourbe. La tourbe est une grande quantité de matière végétale en décomposition qui est emmêlée, un peu comme un nid d’oiseau. Les marais contiennent surtout des plantes tendres et annuelles comme les massettes et Cladium jamaicense. Les marécages sont des zones humides arborescentes, c’est-à-dire qu’ils ont beaucoup d’arbres. Il y a encore une autre sorte de zone humide: les fens. Ils ressemblent beaucoup aux tourbières mais leurs eaux contiennent plus de nutriments.

Les zones humides sont probablement l’écosystème le plus menacé sur terre d’un point de vue environnemental et elles sont touchées par des problèmes comme la pollution, les changements climatiques et la destruction d’habitats. La destruction est particulièrement un problème puisque les zones humides sont très importantes pour les personnes et notre planète.

Les zones humides abritent non seulement une grande variété de plantes et d’animaux, mais elles jouent aussi un rôle important dans la purification naturelle de l’eau, le contrôle des inondations et la protection contre les tempêtes. La destruction des zones humides autour de la Nouvelle Orléans a aggravé des évènements comme l’Ouragan Katrina. De vastes zones humides auraient pu énormément protéger la ville et diminuer l’impact de l’ouragan.

Citation :  Dodds, W., Gido, K., Whiles, M., Daniels, M., Grudzinski, B. 2015. The Stream Biome Gradient Concept: factors controlling lotic systems across broad biogeographic scales. Freshwater Science. 34: 1 – 19.

Images supplémentaires de Wikimedia Commons. Rivière Owyhee de Famartin.