Les écosystèmes lacustres sont des milieux dynamiques. Sous l’effet du vent, des mouvements d’eau apparaissent en surface de l’eau et se propagent en profondeur. Dans les lacs profonds, une circulation complexe de l’eau se met en place à différentes échelles. Les vaguelettes qui s’observent en surface n’en constituent que la partie visible.

Lorsque la profondeur est suffisante, les plans d’eau peuvent-être sujets à une stratification temporaire de l’eau : des couches d'eau de température différente se forment et ne sont plus mélangées. En été, l'eau froide et dense s'accumule dans le fond, alors que l'eau chauffée par le soleil est moins dense et reste en surface. Cette stratification disparaît à l'automne et au printemps, lorsqu’en l'absence de températures extrêmes, l’action du vent génère un brassage de l’eau.

Les étangs et les marais ne subissent généralement aucune stratification du fait de leur faible profondeur. En revanche, les grands lacs sont particulièrement exposés à ce phénomène, entraînant des conséquences sur l’écosystème. En particulier, les organismes vivant dans les sédiments (essentiellement des bactéries) consomment l’oxygène des eaux froides et profondes en été. Cette eau devient alors très pauvre en oxygène, rendant impossible la vie des espèces animales jusqu’à ce que le brassage automnal intervienne. En altitude, une stratification hivernale peut aussi se mettre en place lorsque la surface de l’eau gèle.

Les plans d’eau sont en perpétuelle transformation. Écosystèmes initialement pauvres, ils s’enrichissent progressivement en éléments nutritifs : c’est le processus d’eutrophisation. Ces nutriments, qui proviennent du bassin versant, permettent le développement d’une vie végétale et animale de plus en plus abondante. Lorsque ces organismes meurent, leurs débris se dégradent et s’accumulent sur le fond. Simultanément, des sédiments (graviers, sables, vases) sont apportés par les affluents et se déposent eux aussi dans le fond de la cuvette.

Lentement, le plan d’eau s’enrichit, sa profondeur diminue, et il se transforme en marais. Ce phénomène d’eutrophisation est naturel, et peut être assimilé à un  "vieillissement" de l’écosystème. Il s’étale sur plusieurs milliers d’années dans les grands lacs, mais peut être plus rapide pour les petits plans d’eau. Les étangs artificiels sont particulièrement sensibles et peuvent se combler en quelques dizaines d’années. Ce phénomène a une influence sur les espèces car leur habitat est modifié.

Les activités humaines exercées dans le bassin versant peuvent augmenter la quantité de nutriments et de sédiments qui arrivent au plan d’eau, contribuant ainsi à son enrichissement. Il en résulte un vieillissement du milieu accéléré. Cette problématique se rencontre sur de nombreux plans d’eau dont le bassin versant est occupé par l’homme (en savoir plus sur l’eutrophisation).

De la diversité des plans d’eau découle une grande diversité d’habitats naturels.
La zone littorale couvre les bords, depuis la rive, vers le centre du plan d'eau. Elle s’arrête là où la profondeur devient trop grande pour permettre la pénétration de la lumière et la photosynthèse des plantes.
Le fond du plan d'eau constitue la zone benthique. Elle est constituée d’une couche de sédiments plus ou moins épaisse.
La zone d'eau libre au centre du plan d'eau est appelée la zone pélagique. Dans sa partie profonde, la quantité de lumière qui y pénètre est trop faible pour permettre la photosynthèse. La partie éclairée de cette zone abrite des organismes planctoniques en abondance.

Les limites des trois zones varient en fonction des plans d’eau. Les étangs peu profonds sont ainsi dénués de zone pélagique. Au contraire, lorsque les rives sont abruptes comme dans le cas d’une carrière, la zone littorale est très restreinte.

Les mouvements d’eau (vagues, brassage) et le déplacement des organismes mobiles (les poissons notamment) permettent la connexion des différentes zones entre elles. La zone littorale joue par ailleurs le rôle d’interface avec les milieux environnants, terrestres et humides. Enfin, les affluents et l’exutoire connectent le plan d’eau à l’amont et à l’aval : les écosystèmes lacustres sont un élément de la continuité écologique à l’échelle du bassin versant.

Les données d’inventaire d’habitats (dont les habitats aquatiques) sont accessibles sur le site de l’INPN. Consultez les données de plus de 20 000 habitats.

La zone littorale est la plus riche du plan d’eau. La faible profondeur permet le développement d’une végétation enracinée sur le fond, qui peut former des massifs très denses comme dans le cas des roselières. Certaines plantes sont entièrement immergées, telles la littorelle à une fleur, typique des plans d’eau pauvres en nutriments. Sur la rive, les arbres et arbustes qui se développent sont adaptées aux conditions humides du milieu : ils forment la ripisylve.

La végétation de la zone littorale constitue une source de nourriture et de cachette pour la reproduction de la faune : invertébrés, amphibiens et oiseaux. C’est dans cette zone que vivent les gerris (surnommées « araignées d'eau ») et que le canard colvert installe son nid.

La zone pélagique est trop profonde pour les végétaux. Les seules espèces qui s’y développent flottent librement dans l’eau - c’est le cas des lentilles d’eau. Dans la partie supérieure, l’ensoleillement maximal convient au phytoplancton, constitué d’algues unicellulaires, qui s’y développe abondamment dès que le climat le permet (généralement avant la fin du printemps et jusqu’à l’automne). Ces organismes microscopiques servent de nourriture aux invertébrés minuscules qui constituent le zooplancton.

Les sédiments de la zone benthique ne sont pas dénués de vie : ils accueillent une quantité importante de bactéries. Ces dernières constituent la nourriture d’invertébrés qui vivent dans les sédiments, comme les larves de chironomes et les vers.

De par leur mobilité, les poissons exploitent l’ensemble du milieu. Ils se reproduisent et trouvent refuge dans la végétation de la zone littorale, mais peuvent trouver leur nourriture dans le reste du plan d’eau (plancton de la zone pélagique, invertébrés de la zone benthique). Les poissons carnassiers comme la perche commune chassent leur proie dans l’ensemble du milieu.

Retrouvez sur le Portail National des données sur les Poissons Migrateurs (Ponapomi) les données portant sur 11 espèces migratrices de France métropolitaine, et accédez à des informations complémentaires.

Les milieux lacustres sont enfin un lieu de repos et d’hivernage pour de nombreuses espèces d’oiseaux migrateurs. Par exemple, les espèces de canards se reproduisant dans le nord de l’Europe viennent passer l’hiver sur les étangs de métropole, moins susceptibles de geler que leurs sites de reproduction.