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Buffering capacity of landscape structures in rural catchments : definition and assessment
Valérie Viaud(1,2), Philippe Merot(1)
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UMR Sol, Agronomie et Spatialisation, INRA-ENSAR
INRA, Unité SAD Armorique Rennes
65 rue de Saint Brieuc – CS 84215 – 35042 Rennes cedex France
Fax: 02-23-48-54-30; Tel: 02-23-48-52-25; e-mail: [email protected]
Abstract
Surface water pollution is a prominent environmental issue in rural catchments, for human and animal
consumption as well as for stream ecological functions. Intensive farming is considered as the greatest cause of
pollution since it has gone both with an increasing use of fertilizers and a gradual disappearance of wetlands,
riparian forests and hedgerows, located between cultivated fields and stream water. Thus strategies designed to
improve water quality take places at two levels: on the one hand, change in farm practices in cultivated fields
like low input farming, organic farming or winter plant cover are promoted to prevent pollutant generation at its
source and to reduce pollutant excess; on the other hand, management or re-establishment of buffer landscape
structures is proposed in the margin of production areas. It is generally accepted that buffer zones contribute to
pollution decrease and their conservation is promoted by many environmental or landscape policies. However
buffer zone remains a fuzzy concept: it is widely used although few quantified. In this context we aimed at
investigating and discussing accurately buffer zone concept and more especially its characterization by buffering
capacity i.e. the assessment of buffer landscape structure functions toward water quality. We have first
considered buffering capacity formal definition; then reviewing literature about buffer zones for pollution
control, we have emphasized limits of buffering capacity classical definition in the environment field and we
have attempted to clarify this concept with an alternative approach. We defined a buffer zone by the target it
protects and by a function, i.e. the alteration of a signal between inflow and outflow through the buffer zone. We
proposed to classify the buffering capacity according to the type of signal alteration. In a second part of this
work, we applied this classification to four actual rural catchments differing by their buffer zone areas.
Résumé
La pollution des eaux par les nitrates, pesticides, phosphore et sédiments est un problème majeur dans les bassins
versants agricoles, pour la consommation humaine et animale comme pour la fonction d’habitat des cours d’eau.
La pollution est principalement attribuée à l’intensification de l’agriculture, qui s’est traduite à la fois par
l’augmentation de l’utilisation d’intrants et par la disparition des ripisylves, haies et zones humides entre les
parcelles et le cours d’eau. Deux types de solutions sont donc mis en œuvre pour améliorer la qualité de l’eau :
d’une part une diminution de l’utilisation d’intrants sur les parcelles cultivées, d’autre part la conservation ou
l’aménagement de zones tampon en marge des surfaces de production. Il est admis que les zones tampon
participent au contrôle de la qualité de l’eau et leur aménagement est soutenu par un grand nombre de politiques
environnementales ou de gestion des paysages. Néanmoins le concept de zone tampon reste vague : il est
largement employé mais l’effet des zones tampon est peu quantifié. Dans ce cadre, notre objectif est de discuter
et d’approfondir les notions de zone tampon et de capacité tampon par rapport à la qualité de l’eau. Dans un
premier temps, nous considérons la définition classique de la capacité tampon. Puis, à partir d’une étude
bibliographique, nous mettons en évidence les limites de cette définition dans le domaine de l’environnement.
Nous proposons alors de clarifier ce concept par une approche alternative. Nous définissons une zone tampon par
la cible qu’elle protège et par sa fonction, c’est-à-dire par la modification d’un signal entre l’entrée et la sortie de
la zone tampon. Nous proposons une classification des zones tampon en fonction du type de modification du
signal. Dans un deuxième temps, nous appliquons cette classification à quatre bassins versants ruraux.