Termi hydrologinen järjestelmä viittaa kaikkiin vesimuodostuman tilan ja ominaisuuksien vaihteluihin, jotka toistuvat säännöllisesti ajassa ja tilassa ja käyvät läpi suhdannevaihteluita, esimerkiksi kausiluonteisesti (Kansainvälisen hydrologian sanaston määritelmä). Perus hydrologiset järjestelmät jokien ovat jääkauden järjestelmää , The lumi hallinnon ja pluvial järjestelmä , ns jälkeen veden alkuperä: jää , lumi tai sade .
Paradigma on luonnollisen virtauksen järjestelmä on oikea tapa määrittää vaikutus hydrologian rakenteen ja toiminnan vesistöjen ja kosteikkojen liittyvät. Hän vastustaa naiivia lähestymistapaa, jossa kiinnitetään huomiota vain keskimääräisiin ja äärimmäisiin virtausnopeuksiin. Alkuperäisen Everglades- kunnostusprojektin epäonnistuminen osoitti myös kausiluonteisen ja vuosittaisen virtauksen vaihtelun perustavanlaatuisen merkityksen.
Kaksi perusperiaatteet stream ekologia ovat:
Ensimmäinen periaate johtuu luonnonympäristöjen monimutkaisuudesta. Virrat ovat pohjimmiltaan peräisin saostumisesta, mutta virtaus pisteessä ja tiettynä ajankohtana on yhdistelmä ylävirran virtausta, pinta- ja hypodermistä valua sekä vesikerroksen mahdollista vaikutusta . Ilmasto , The geologia , The topografia , luonne perusteet ja kasvillisuus vaikuttavat aikana vettä, joten on epätodennäköistä, että kaksi jokea on sama hydrografi . Hydrologisen järjestelmän erityispiirteet johtuvat biotooppeista: vesi kuljettaa ja sijoittaa sedimenttiä ja orgaanisia aineita, mikä luo erilaisia elinympäristöjä, jotka kehittyvät jatkuvasti. Lajit ovat sopeutuneet näiden elinympäristöjen mosaiikkiin, mikä antaa heille mahdollisuuden selviytyä äärimmäisistä tapahtumista.
Vuodesta evoluution näkökulmasta, hydrologisten olojen tärkeä rooli onnistumisen lajin tietyssä ympäristössä. Se muodostaa biosenoosin elinkaaren perustan. Räikein esimerkki on epäilemättä tapauksessa vaelluskalojen , jonka kasvuun, lisääntymiseen ja liikkeet ovat sidoksissa tietyn hydrologisia järjestelmiä jokien he usein. Niinpä kiinalainen lohi ( Oncorhynchus tshwaytsha ) on keskimäärin suurempi kuin Tyynenmeren, mikä antaa heille mahdollisuuden kaivaa sedimentit, jotta voidaan luoda Kiinan jokiin mukautettu munatasku, yleensä voimakas: niiden koko pienenee kuitenkin rauhallisemmissa jokissa. Samalla lohilajilla on siis täysin erilaiset ominaisuudet jokien välillä sekä morfologisesta että käyttäytymisnäkökulmasta: Alaskassa coho-lohi ( Oncorhynchus kisutch ) aloittaa muuttoliikkeen syksyn sateilla syys-lokakuussa, kun taas Oregonin puhkeamista sateiden ja lähtöä saman lajin viivästyvät vasta marraskuussa.
Toinen periaate on osoitettu empiirisesti tarkkailemalla patojen rakentamisen aiheuttamia muutoksia ympäri maailmaa. Vesistöjen hallintaan on liittynyt elinympäristöjen fyysisten olosuhteiden muuttumista (sedimentin kulkeutumisen este, tulvien torjunta) ja biologisen monimuotoisuuden vähenemistä. Vaeltavat kalat ovat kadonneet navigointiin kehitetyistä jokista, kuten Rhône , Ranskassa. Poistaminen suuri osa Hydrologisen vaihtelu on tiettyjä lajeja menettävät etu, joka on korvattu alkuperäisten lajien, joista on tullut hallitseva, tai hyökkääjät, kuten jussies on Hérault . Hydrologinen järjestelmä vaikuttaa myös yksilöiden jakautumiseen ja runsauteen. Elintarvikkeiden (kasvijätteet) saatavuutta ja siementen leviämistä rajoittavat niiden kuljettaminen. Toisaalta tietyt elinympäristöt selviävät vain hydrologisen vaihtelun ansiosta: esimerkiksi sorakuopat , jotka tulvat suojaavat tukkeutumiselta sedimentin hienolla osalla. Lopuksi tulvat pitävät vierekkäiset vesipinnat ja maaperän vesipitoisuuden tasolla, joka tarvitaan tiettyjen kasvien itämiseen ja kasvuun: esimerkiksi pajujen ja poppeleiden on pidettävä juurensa vedellä kyllästetyssä maaperässä, erityisesti nuorten kasvien. Siksi puuryhmät samanikäisten löytyvät usein korkeimman osissa suuren sängyn : vain puita, jotka kasvoivat vuodessa suuri tulvien pystyivät hengissä.
Muutokset hydrologisessa järjestelmässä vaikuttavat veden ja sedimentin liikkeen tasapainoon. Uuden dynaamisen tasapainon aikaansaaminen puron ja sen tulvatasapainon välillä on hidas prosessi, joka voi viedä kymmeniä tai jopa satoja vuosia. Joissakin tapauksissa sitä ei koskaan edes saavuteta, ja ekosysteemi pysyy ikuisen "toipumisen" tilassa. Yhä useammat äärimmäiset esimerkit ovat jokia, jotka ovat käytännössä menettäneet kaikki luonnolliset toimintansa ( Colorado , Ganges , Yellow River jne.)
Suorat antropogeeniset muutokset luonnollisessa järjestelmässä johtuvat pääasiassa jokien liiallisesta pumppaamisesta maatalouden tai vesihuollon , kosteikkojen kuivatuksen ja tulvien ehkäisyyn, kasteluun, sähköntuotantoon, navigointiin ja virkistykseen tarkoitettujen patojen rakentamisesta. Tämän kehityksen seuraukset ovat vaihtelevia: jos vaikutukset ovat merkityksettömiä jokaiselle jokikohtaisen häiriökynnyksen alapuolella, ne voivat olla dramaattisia, etenkin kaloille ja selkärangattomille, joiden munat ja toukat ovat riippuvaisia läheisesti sedimentaatiosta. Paton aiheuttama häiriö on sekä maailmanlaajuinen häiriö, joka vaikuttaa vesistön koko alavirtaan että paikalliseen: lyhytaikaiset virtausvaihtelut vesivoimalaitoksilla ovat luonteeltaan vertaansa vailla ja aiheuttavat siten erityisen voimakasta stressiä ekosysteemeille.
Tulvien vangitseminen voi johtaa tiettyjen elinympäristöjen eristämiseen: puhumme yhteyden katoamisesta . Tulvatasangot ovat turvapaikka tietyille lajeille, joilta ne sitten puuttuu. Eri mallit ovat osoittaneet, että vesiväylän kalan tuottavuus liittyy suoraan kosteikkojen vähimmäis- ja enimmäispinta-aloihin. Patot ja muut maavallat lisäävät sivuliitännän menetystä ja muuttavat usein sängyn syvyyttä ja virtojen nopeutta.
Ekologinen vaste on erityinen jokaiselle vesiväylälle. Samalla ihmisen toiminnalla voi olla ekologisia seurauksia tai eri suuruuksia kahdessa eri paikassa. Muutoksen vaikutus riippuu sen vaikutuksesta vesistöön: jotkut alueet voivat kärsiä vähemmän vaikutuksesta kuin toiset, ja ne toimivat turvana kotoperäisille lajeille hyökkääjiä vastaan. Sään vaikutukset vaikuttavat sekä itse virtaukseen että rantametsään . Lajin tai elinympäristön katoaminen voi aiheuttaa seurausten kaskadin keskinäisten riippuvuuksien ja trofisten verkostojen vuorovaikutuksen kautta , mikä selittää ekologisten reaktioiden raakuuden, joka ylittää ekosysteemien sietämän hydrologisen järjestelmän muutosrajan.
Säänneltyjen jokien rantametsissä tulvien puuttuminen ja vesipöydän tunkeutumisen niukkuus maaperän pintakerroksiin häiritsevät kemiallista dynamiikkaa eivätkä takaa mineraalisuolojen leviämistä. Maaperän suolapitoisuus voi sitten nousta tasolle, joka on yhteensopimaton tiettyjen alkuperäisten kasvien läsnäolon kanssa, joiden itämistä ja kehittymistä se estää. Nämä lajit korvataan vähitellen vastustuskykyisemmillä kasveilla.
Harvinainen karttoja ja luonnoksia Luonnontieteilijöitä XIX th vuosisadan ehdottaa, että laajuus jokivarsien metsissä on vaikuttanut vähemmän kuin niiden monimuotoisuus ja tiheyttä muuttamalla hydrologisia järjestelmiä. Ruotsalainen tutkimus kahdeksasta joesta osoitti, että kasvilajien määrä ja peitteen tiheys laskivat huomattavasti vesivarastojen tasolla ja veden suuntaukset (vastaavasti 33 ja 67-98%).
Suurin osa hydrologisen järjestelmän muutoksen vaikutuksista on palautettavissa enemmän tai vähemmän pitkällä aikavälillä. Tietoisuus ekosysteemien muuttamisen kustannuksista biologisen monimuotoisuuden kannalta, mutta myös palvelun yhteiskunnalle (kalastus, itsepuhdistus , vapaa - aika) on mahdollistanut erilaiset ennallistamiskokemukset, joita tukevat ennakoivat politiikat, kuten Etelä-Afrikan kansallinen vesilaki (1998). Ensimmäisissä hankkeissa keskityttiin kuitenkin liian yksinkertaisiin tavoitteisiin, kuten vähimmäisvirtausnopeuksien käyttöönottoon, ja ne eivät onnistuneet. Määrällisten lääkemääräysten laatiminen, joita johtajat voivat käyttää, on haasteena monissa nykyisissä tutkimuksissa. Tämä lähestymistapa on kuitenkin kyseenalainen, koska vertailuoperaatioon palaamisen ekologiset edut riippuvat monista tekijöistä. Olennaista on epäilemättä luopua jokien täydellisestä "kesyttämisestä" ja palauttaa osa niiden arvaamattomuudesta.