Condition des communautés d’habitats benthiques: Evaluation des habitats côtiers par rapport à l’enrichissement en nutriments et/ou organique

D1 - Diversité Biologique

D5 - Eutrophisation

D1.6 - Condition des habitats

D5.3 - Effets indirects de l’enrichissement en nutriments

Message clé

Cette évaluation indique que 90% des masses d’eau côtières de la zone maritime OSPAR, sur lesquelles des données d’évaluation de la Directive cadre sur l’eau de l’Union européenne ont été fournies, possèdent des habitats benthiques en bon état du point de vue de l’enrichissement en nutriments et/ou organique. Il existe cependant des variations régionales importantes et certaines lacunes des données.

Zone Évaluée

Récapitulatif Imprimable

Contexte

Les habitats benthiques sont essentiels pour la vie marine car de nombreuses espèces marines dépendent directement ou indirectement du sol marin pour s’alimenter, se cacher, se reposer ou se reproduire. Les habitats benthiques se caractérisent par des communautés animales ou végétales d’une mobilité inexistante ou limitée par rapport au poisson ou aux mammifères marins (Figure 1). Toute la communauté benthique est donc affectée en cas de pressions. La condition (qualité écologique) des habitats benthiques reflète donc les effets conjugués de toutes les pressions qu’ils subissent.

OSPAR est convenue qu’un indicateur commun de la condition des communautés définissant les habitats benthiques, devrait être appliqué dans la mer du Nord au sens large, les mers Celtiques et le golfe de Gascogne et les côtes ibériques. On reconnaît que cet indicateur devra se fonder sur une série d’indices multimétriques, chacun évaluant l’impact des diverses pressions exercées sur les différentes communautés benthiques définissant les habitats. Aucune métrique unique pour les habitats benthiques ne peut y parvenir étant donné la diversité et la complexité des habitats benthiques et de leurs communautés.

Cette évaluation se penche sur l’impact de l’enrichissement en nutriments et/ou organique sur certains habitats benthiques dans les eaux côtières, où les apports telluriques et fluviaux signifient que ces pressions peuvent être très prononcées. Cette évaluation profite des avancées de l’évaluation des invertébrés et macroalgues benthiques grâce à la mise en œuvre de la Directive cadre sur l’eau de l’union européenne (DCE). Les données sur ces éléments de la classification de la DCE sur l’état ont été compilées pour la présentation de cette évaluation.

Figure 1: Invertébrés benthiques marins

Coastal waters represent the interface between land and ocean and are defined under the European Union Water Framework Directive (WFD) as extending one nautical mile from a baseline defined by the land points where territorial waters are measured. ‘Water bodies’ are defined by European Union Member States by sub-dividing these coastal waters according to their hydrological characteristics. Some coastal waters of OSPAR Contracting Parties have, to a varying degree, been affected by nutrient and / or organic enrichment (either as a direct or indirect effect of nutrient inputs or of organic enrichment) and this may be a cause of nuisance and toxic algal blooms, loss of benthic vegetation owing to shading, and modification of benthic fauna communities due to specific sensitivities.

The biological quality elements required for the integrated assessment of ecological status (European Union Water Framework Directive (WFD), Annex V) of coastal waters are phytoplankton, macroalgae, angiosperms and benthic fauna (Solheim et al., 2012).

The WFD requires that standardised methods are used for monitoring biological quality elements, and that the good status class boundaries for each biological quality element are intercalibrated across Member States sharing similar types of water body.

The WFD requires that the overall ecological status of a water body is determined by the results for the biological or physicochemical quality element, with the worst class determined by any of the biological quality elements. This is called the ‘one out - all out’ principle. The rationale for this is to avoid averaging the impacts on different quality elements due to different pressures and therefore overlook some significant pressures, and also to provide sufficient protection for the most sensitive quality element to a significant pressure.

By definition, the WFD aims to assess ‘water quality’ of water bodies through quality elements such as benthic invertebrates or macroflora. Benthic habitat communities are thus mainly assessed for the WFD to reflect the main pressures in the coastal zone, such as direct or indirect effects of nutrient and / or organic enrichment as a result of nutrients inputs from land-based sources and through riverine inputs. Contaminants are generally assessed in sediment. For these reasons, WFD monitoring was generally designed to focus on the effects of nutrient and / or organic enrichment. This does not mean that the indices used are not in themselves sensitive to other pressure types. Currently several statistical indices that are used, notably those including a species sensitivity classification, have been developed and calibrated to assess nutrient and / or organic enrichment. The European Union Marine Strategy Framework Directive (MSFD) requires a reconsideration and adaptation of monitoring, to take into account and assess other pressure types (both inshore and offshore).

Diversity indices and species richness indices, as well as sensitivity / tolerance species classification systems, have long been used to assess the qualitative state of benthic habitat communities. The development of Benthic Indices (BI), combining these indices and classifications, was made mandatory by the WFD. Species composition and relative abundance of the benthic habitat community are basic common metrics. Multi-metric BI classically contains diversity indices, species richness indices and / or the proportions of sensitive, tolerant and opportunistic species. Species sensitivity is a proxy used to quantify disturbance for some pressures on a benthic habitat community: either as a direct or indirect effect of nutrient or organic enrichment, oxygen depletion, sand extraction or hydrological changes. This requires a good knowledge (for the communities and species assessed) of natural spatial and temporal scales of variation and sensitivity to a specific pressure gradient.

Multi-dimensional deviation in community structure from a reference condition, aims to link pressure (for management issues) and pressure-impact calibration of indices (level of disturbance / resilience). This is set up with various pressures types at the community level, by combining biological and pressure data. Analysis of sensitivity is then elaborated at community level rather than species level. This is an important distinction and a point of attention for further development by experts and implementation for management issues (i.e. specific parameters / metrics to be monitored).

The results of the assessment of Biological Quality Elements ‘Benthic Invertebrates’ and ‘Macroalgae and Angiosperms’ in coastal waters were requested through a data call to national contacts. Most of the status reports are from the second assessment cycle of the WFD (2010–2015), although assessment results for Ireland and Wales date from the first cycle (2009). Information was also requested on the indices used and the monitoring stations in coastal water bodies. Information on the methodology of the various benthic indices (sampling strategy, data evaluation, reference conditions, detected pressures) was mainly derived from the WISER (Water Bodies in Europe - integrative systems to assess ecological status and recovery) methods database and intercalibration reports (Birk et al., 2010; van Hoey et al., 2015). Detailed assessment methods and intercalibration exercise are available from the European Commission.

Guidelines for specific monitoring and assessment methods are described in Annex 2 of the CEMP guidelines (OSPAR, in prep.).

Résultats

Les figures 2et 3 présentent l’état (la condition) des invertébrés, des macroalgues et des angiospermes benthiques en réponse à l’enrichissement en nutriments et/ou organique dans les habitats côtiers de la mer du Nord au sens large, des mers Celtiques, du golfe de Gascogne et de la côte ibérique ainsi que des parties norvégiennes des eaux Arctiques. Les évaluations de la condition se fondent sur les données et les informations sur la classification de la DCE de l’Union européenne.

Figure 2: Etat (condition) des invertébrés benthiques dans les sédiments intertidaux et subtidaux, en réponse aux effets (directs ou indirects) de l’enrichissement en nutriments et/ou organique

Figure 3: Etat (condition) des macroalgues sur les rochers intertidaux et subtidaux et des angiospermes, en réponse aux effets (directs ou indirects) de l’enrichissement en nutriments et/ou organique

Parmi les 2932 masses d’eau côtières de la DCE dans la mer du Nord au sens large, les mers Celtiques, le golfe de Gascogne et la côte ibérique et les parties norvégiennes des eaux arctiques 776 (26,4%) d’entre elles ont été classifiées pour les invertébrés benthiques et 331 (11,3%) pour les macroalgues et les angiospermes. Il n’a pas été possible d’attribuer à une masse d’eau 125 (4,3%) autres résultats d’évaluation pour les invertébrés et 45 (1,5%) pour les macroalgues et les angiospermes et ils n’ont pas été inclus dans l’évaluation, étant donné le décalage entre l’identification des masses d’eau et les résultats de l’évaluation.

On considère que l’état des invertébrés benthiques est bon ou très bon dans la plupart des zones évaluées (Figure 2). Selon les données fournies, les objectifs de la DCE quant au bon ou très bon état sont atteints pour les invertébrés benthiques dans au moins 95% des masses d’eau évaluées de la France (95%), du Royaume-Uni (96%) et de l’Espagne (100%). En Suède (3%) et au Danemark (5%) seule une petite proportion des masses d’eau évaluées dans la zone maritime OSPAR ont atteint un état bon ou très bon pour les invertébrés benthiques.

Selon les données fournies, plus de 90% des masses d’eau évaluées sont classées bon ou très bon pour les macroalgues et les angiospermes (Figure 3). Il existe des différences importantes entre les Parties contractantes OSPAR. L’Espagne (95%), l’Irlande (95%) et le Royaume-Uni (96%) possèdent la proportion la plus élevée de masses d’eau côtières contenant des macroalgues et des angiospermes en bon ou très bon état alors qu’aucune masse d’eau danoise et seulement 11% des masses d’eau suédoises de la zone maritime OSPAR contiennent des habitats benthiques en bon ou très bon état. L’évaluation suédoise se fonde, dans une grande mesure, sur le jugement d’experts. Les résultats concernant les masses d’eau françaises ont été communiqués mais dans un format incorrect. Le Danemark n’a pas notifié toutes ses données existantes pertinentes à l’évaluation de cet indicateur, causant potentiellement un résultat incertain dans l’évaluation pour les eaux danoises.

Les résultats n’offrent qu’un tableau partiel de l’état des invertébrés, des macroalgues, et des angiospermes benthiques en réponse à l’enrichissement en nutriments et/organique, étant donné la couverture et la disponibilité limitées des données. Les tendances de la condition des communautés d’habitats benthiques ne sont pas disponibles, elles pourront cependant être évaluées à l’avenir grâce à une notification ultérieure de la DCE.

La méthodologie d’évaluation et la disponibilité des données inspirent une confiance moyenne.

National assessment outcomes, according to available data at the time of writing, are presented in Figure a to Figure p, together with the location of monitoring stations. Data for benthic invertebrates (sediment) were provided from nine of the 11 OSPAR Contracting Parties with coastal water bodies in the North-East Atlantic. The assessment results for macroalgae and angiosperms were available from seven Contracting Parties. For the Netherlands and Belgium this quality element is not relevant due to prevailing conditions. France provided data for the sub-components (macroalgae and angiosperms) of the macrophytes assessment from different assessment periods, but no aggregated classification of the water bodies for this quality element was available. The majority of the status reports are from the second assessment cycle of the European Union Water Framework Directive (WFD) (2010–2015). Assessment results from Ireland and Wales date from the first cycle (2009). Norway, a non-European Union Member State, has implemented a monitoring and assessment programme of coastal water bodies, which enables them to contribute to this assessment of condition of coastal benthic habitat communities.

No trends are available because data were only provided from one WFD reporting cycle. In the future it should be possible to compare data between reporting cycles.

Confidence Assessment

The assessment methodology has been applied over successive WFD cycles, however intercalibration of results between EU Member States is not totally solved and therefore it has moderate confidence. For the data there is generally good coverage, but with gaps in some areas, and there is large degree of expert judgment in the results of one country. Therefore there is also moderate confidence in the data.

Figure a: National marine invertebrates assessment (Denmark)

Figure b: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Denmark)

Figure c: National marine invertebrates assessment (France)

Figure d: National marine benthic invertebrates assessment (Germany)

Figure e: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Germany)

Figure f: National marine invertebrates assessment (Ireland)

Figure g: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Ireland)

Figure h: National marine invertebrates assessment (Netherlands)

Figure i: National marine invertebrates assessment (Norway)

Figure j: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Norway)

Figure k: National marine invertebrates assessment (Spain)

Figure l: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Spain)

Figure m: National marine invertebrates assessment (Sweden)

Figure n: National marine macroalgae and angiosperms assessment (Sweden)

Figure o: National marine invertebrates assessment United Kingdom)

Figure p: National marine macroalgae and angiosperms assessment (United Kingdom)

Conclusion

Cette évaluation s’est focalisée sur l’état des habitats côtiers du point de vue de l’enrichissement en nutriments et/organique à titre de composant d’un indicateur plus exhaustif de la condition des communautés benthiques définissant les habitats (Condition des communautés d’habitats benthiques). Les résultats indiquent que 90% des masses d’eau de la zone maritime OSPAR, sur lesquelles des données ont été fournies, possèdent des habitats benthiques considérés en bon état selon la DCE de l’Union européenne. Cependant, les données pour nombre de masses d’eau sont absentes et les résultats révèlent des variations régionales importantes et des zones à problème localisées pour l’enrichissement en nutriments et/organique.

Lacunes des connaissances

Pour cette évaluation OSPAR des habitats benthiques côtiers par rapport à l’enrichissement en nutriments et/ou organique l’utilisation du programme de surveillance et d’évaluation de la DCE, déjà mis en œuvre, est pertinente et améliorera la cohérence et le flux des données. On signale cependant des problèmes de cohérence et de disponibilité des données même en utilisant ce programme de surveillance à l’échelle régionale déjà mis en œuvre. Il faudrait améliorer le flux et la disponibilité des données, notamment l’assurance et le contrôle de qualité utilisés pour les méthodes et les résultats. Ceci devrait être optimisé afin de couvrir les besoins de plusieurs processus de notification (DCE, OSPAR et DCSMM) aussi bien au niveau national qu’à celui de la Commission européenne.

Most OSPAR Contracting Parties undertake large-scale marine benthic monitoring, at least for the European Union Water Framework Directive (WFD). Finer scale networks of state-pressure relationship assessment areas are more heterogeneous and should be further investigated. Developing coordinated monitoring (or better still, joint monitoring) would be more cost-efficient and would ensure coherence and robustness for an assessment at (sub)regional scale.

Each country currently stores its own monitoring data, so common methodology (and tools) still needs to be developed. Development of data flow arrangements to access and analyse data, compute indicators, and compare / intercalibrate results, is still in progress for the WFD. The need for these steps should be anticipated and relevant work should be coordinated at a (sub)-regional scale to ensure coherence and facilitate the data flow for this specific assessment to be used for each reporting requirement (WFD, OSPAR and MSFD).

Owing to limitations in accessing European Union WFD assessment results and other data at the time this assessment was undertaken, no trends can be established. This indicator will therefore require further development before the next OSPAR assessment cycle as part of the overall indicator on Condition of benthic habitat defining communities.

Birk S., Strackbein J. & D. Hering, D. (2010): WISER methods database. Version: March 2011. Available at http://www.wiser.eu/results/method-database/

OSPAR (in prep) BH2 CEMP guidelines for all references of generic and specific (BH2-A and BH2-B) monitoring and assessment methods

Solheim, A.L., Peterlin, M., Kodeš, V., Spiteri, C., Collins, R.P., et al. (2012). Ecological and chemical status and pressures in European Waters – Thematic assessment for EEA Water 2012 Report. EEA/NSV/10/002. 146p.

Van Hoey G., Bonne W. & Salas Herrero F. (2015): Intercalibration report for benthic invertebrate fauna of the North East Atlantic Geographical intercalibration group for Coastal Waters. (NEA 1/26), ILVO MEDEDELING 191.