Les îles volcaniques tropicales sont des points chauds de la biodiversité où la zone critique (ZC) reste encore peu étudiée. Dans des environnements topographiques aussi escarpés, associés à des phénomènes climatiques extrêmes (cyclones), le déploiement et la maintenance des équipements de surveillance sont extrêmement difficiles. Bien que quelques observatoires de la zone critique (OZCs, www.ozcar-ri.org) soient situés dans des régions volcaniques tropicales, aucun d'entre eux n'inclut une forêt nuageuse de montagne tropicale (TMCF) à l'échelle d'un bassin versant. Nous présentons ici le jeu de données du premier observatoire du réseau français d'observatoires de zones critiques (OZCAR) situé dans un contexte tropical et volcanique insulaire, intégrant une 'Forêt Nuageuse Tropicale Montagnarde' : L'observatoire de la Zone Critique de la Réunion (OZC-R).
Cet observatoire collaboratif est situé dans la partie nord de l'île de La Réunion (Océan Indien) dans le bassin versant de 45,0 km² de la Rivière des Pluies qui abrite la TMCF des Plaines des Fougères, l'un des habitats naturels les mieux préservés de l'île de La Réunion. Depuis 2014 ce suivi, en collaboration avec des partenaires locaux, a permis de collecter un ensemble de données pluridisciplinaires avec une amélioration constante de l'instrumentation au fil du temps.
A l'échelle du bassin versant et à proximité, l'OZC-R comprend 10 stations de mesure couvrant l'amont, le milieu et l'aval du bassin versant. Les stations enregistrent un total de 48 variables différentes grâce à un suivi continu (capteurs) ou périodique (échantillonnage). L'ensemble des données consiste en des séries temporelles continues de variables liées à (i) la météorologie, y compris les précipitations, la température de l'air, l'humidité relative, la vitesse et la direction du vent, le rayonnement net, la pression atmosphérique, le flux d'eau dans les nuages, l'irradiance, l'humidité des feuilles et la température du sol, (ii) l'hydrologie, y compris le niveau et la température de l'eau, le débit et la conductivité électrique (CE) du cours d'eau, (iii) l'hydrogéologie, y compris le niveau de l'eau (souterraine), la température de l'eau et la CE dans deux piézomètres et une galerie d'eau souterraine forée horizontalement, complétés par des mesures de l'humidité du sol sous la canopée. L'ensemble des données est complété par des variables de séries temporelles périodiques liées à (iv) l'hydrogéochimie, y compris les paramètres de terrain et les résultats d'analyse de l'eau. L'étude d'échantillonnage périodique fournit les compositions chimiques et isotopiques des précipitations, des eaux souterraines et des cours d'eau à différents endroits de ce bassin versant. L'ensemble des données de surveillance de l’OZC-R s'étend de 2014 à 2022 avec une fréquence d'acquisition allant de 10 minutes à une heure pour les variables des capteurs et d'une fréquence hebdomadaire à mensuelle pour l'échantillonnage.
Malgré l'entretien fréquent des sites de surveillance, plusieurs lacunes dans les données existent en raison de l'éloignement de certains sites et de la destruction des instruments par les cyclones. Les résultats préliminaires montrent que le bassin versant de la rivière des Pluies est caractérisé par des précipitations annuelles élevées (>3000 mm/an) et une réponse hydrologique rapide aux précipitations (≈2 h de temps de latence dans le bassin). L'évolution à long terme de la recharge des eaux souterraines profondes est principalement déterminée par l'occurrence de cyclones avec une réponse saisonnière des eaux souterraines. Les résultats de la chimie de l'eau confirment les modèles conceptuels hydrogéologiques existants qui suggèrent une infiltration en profondeur des précipitations infiltrées en amont. Le TMCF de la Plaine des Fougères montre une grande capacité de stockage de l'eau (>2000% pour les Bryophytes) qui en fait un apport d'eau significatif pour la recharge des eaux souterraines, qui doit encore être quantifié. Cet observatoire est un site de recherche unique dans un environnement volcanique tropical insulaire offrant trois fenêtres d'observation pour l'étude des processus de la zone critique à travers des sites de mesures amont-milieu-aval.
Cet ensemble de données à haute résolution est précieux pour évaluer la réponse des bassins versants et des aquifères tropicaux volcaniques à la fois à l'échelle des événements et à l'échelle du long terme (c'est-à-dire le changement global). Il permettra également de mieux comprendre le modèle conceptuel hydrogéologique des îles volcaniques, y compris le rôle significatif des TMCF dans les processus de recharge ainsi que les réponses hydrosédimentaires des bassins versants aux événements climatiques extrêmes et leur évolution respective dans des conditions climatiques changeantes.
Outre la fourniture d’une grande partie du matériel, Stratagem974, sur la demande de l’OZR-C, a fiabilisé le stockage in situ des données et la transmission des données par deux réalisations : (i) établissement d’un réseau local entre les stations hors Canopée et sous Canopée pour les centraliser sur la station en capacité de (ii) transmettre les données par GPRS. Dans le cadre de nos travaux de recherche nous avons contribué en mettant à disposition le SoilVue10, de novembre 2020 à février 2022,et en validant ses données.
Tous les ensembles de données sont disponibles à l'adresse https://doi.org/10.5281/zenodo.7983138.