Charge en éléments nutritifs et efflorescences algales

Charge en éléments nutritifs et efflorescences algales

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Photo : Efflorescence algale © Michel Starr, Institut Maurice-Lamontagne, MPO

Charge en éléments nutritifs

Concentrations d’azote et de phosphore dans les plans d’eau

Pourcentage de sites avec des tendances à la hausse, à la baisse ou stables, entre 1990 et 2006
Deux diagrammes à secteurs indiquant les concentrations d'azote et de phosphore dans les plans d'eau. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce graphique renferme deux diagrammes à secteurs qui résument les tendances des concentrations d’azote et de phosphore entre 1990 et 2006 dans les plans d’eau au Canada. Des 83 sites où on a surveillé les concentrations de nitrates–nitrites, 28 % ont présenté des tendances à la hausse; 12 % des tendances à la baisse; et 60 %, aucun changement. Des 76 sites où on a surveillé les concentrations de phosphore, 21 % ont présenté des tendances à la hausse; 29 %, des tendances à la baisse; et 50 %, aucun changement.

 
Remarque : Ces résultats concernent 83 sites dans le cas de l'azote et 76 sites dans le cas du phosphore, et ils ont été obtenus dans le cadre de programmes provinciaux et fédéraux de surveillance de la qualité de l'eau.
Source : Adapté d'Environnement Canada, 20102.

  Lac Skaha © dreamstime.com/Timothy Epp
  Lac Skaha, C.-B.

Réduction de la charge en éléments nuritifs dans le lac Skaha en Colombie-Britannique

Microgrammes par litre de phosphore et de chlorophylle a, et miligrammes par litre d'oxygène dissous, de 1968 à 2008
Graphe : Réduction de la charge en éléments nutritifs dans le lac Skaha, C.-B. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce graphique, qui comprend trois lignes, présente la réduction de la charge en éléments nutritifs dans le lac Skaha, en Colombie-Britannique, d’après les teneurs en phosphore, en chlorophylle a et en oxygène dissous mesurées de 1968 à 2008. Dans l’ensemble, le phosphore a connu une baisse, avec un maximum de 45 microgrammes par litre en 1967, qui a été suivi de teneurs variant de 10 à 30 microgrammes par litre; puis, à compter de la fin des années 1980, les teneurs en phosphore ont commencé à diminuer jusqu’à des valeurs généralement inférieures à 10 microgrammes par litre. La prise de mesures de la chlorophylle a a commencé en 1978, et les teneurs ont varié largement, passant de près de 20 microgrammes par litre à près de 0 microgramme par litre, avec une tendance générale à la baisse. Les teneurs en oxygène dissous ont augmenté constamment depuis le début de la prise de mesures en 1978, malgré de grandes fluctuations, et sont passées d’environ 4 milligrammes par litre en 1979 à environ 8 milligrammes par litre en 2008.

 
Source: Mise à jour de Jensen et Epp, 200226.

Le bassin de la rivière Okanagan se draine par l’intermédiaire d’un enchaînement de lacs dans l’intérieur du sud de la Colombie-Britannique, qui se jettent ultimement dans le fleuve Columbia. Depuis le début des années 1970, des mesures de limitation ont été mises en place dans la région pour réduire la pollution due aux éléments nutritifs, les baisses les plus marquées ayant été observées sur le plan des apports liés à l’agriculture et aux eaux usées. Cela a entraîné des baisses considérables de phytoplancton (selon la teneur en chlorophylle a) et de phosphore et une augmentation de l’oxygène dissous. Le lac Skaha est l’un des lacs du bassin de l’Okanagan où la charge en éléments nutritifs a été réduite.

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Photo : Efflorescence algale souillant une plage au lac Winnipeg © Greg McCullough
Efflorescence algale souillant une plage au lac Winnipeg

Efflorescences algales

Efflorescences algales dans le Lac Winnipeg

Biomasse du phytoplancton (mg/m3) entre la fin de juillet et le début de septembre, de 1969 à 2003
Graphe : Biomasse du phytoplancton dans le Lac Winnipeg. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce diagramme à barres présente les tendances de la biomasse du phytoplancton entre la fin de juillet et le début de septembre, de 1969 à 2003, selon les mesures prises en 1969, 1994, 1999 et 2003. Les efflorescences d’algues bleu-vert ont augmenté, mais le reste du phytoplancton n’a présenté aucune tendance importante. En 1969, la biomasse d’algues bleu-vert était inférieure à 1 000 milligrammes par mètre cube; en 1994, elle était inférieure à 2 000 milligrammes par mètre cube; en 1999, elle était d’environ 6 000 milligrammes par mètre cube; en 2003, elle était d’environ 10 000 milligrammes par mètre cube. La biomasse du reste du phytoplancton a fluctué autour d’environ 500 milligrammes par mètre cube et d’environ 1 000 milligrammes par mètre cube pour les quatre années d’échantillonnage. Une carte en médaillon montre le bassin versant du lac Winnipeg, qui couvre la zone écologique des Prairies.

 
Source : Adapté de Shipley et Kling, 201010.

Le bassin versant du lac Winnipeg est le deuxième en importance au Canada, et il couvre 953 000 km2 dans quatre provinces canadiennes et quatre États américains. Soixante-huit pour cent du bassin versant draine des régions agricoles, à savoir des terres cultivées et des pâturages. Ce bassin versant est également habité par 6,6 millions de personnes et 20 millions d'animaux d'élevage11. L'intensification de l'agriculture, du défrichage et du drainage des milieux humides ainsi que la croissance rapide de la population humaine ont mené à une augmentation de l'azote et du phosphore dans le lac11, 12. L'un des signes les plus évidents de la charge accrue en éléments nutritifs dans le lac Winnipeg est le développement d'efflorescences algales étendues qui sont constituées essentiellement d'algues bleu-vert. Les efflorescences ont déjà atteint une superficie de 10 000 km2, couvrant à certaines périodes une grande partie du bassin nord du lac. Entre 1969 et 2003, la biomasse moyenne du phytoplancton s'est multipliée par cinq. En outre, la composition en espèces a changé, les algues bleu-vert étant de plus en plus abondantes, particulièrement depuis le milieu des années 199011.

Les efflorescences algales dans le lac Winnipeg sont préoccupantes pour les personnes qui s'adonnent à des activités récréatives et pour les pêcheurs, puisqu'elles salissent les plages et couvrent les filets. La décomposition des vastes efflorescences peut réduire la quantité d'oxygène dans l'eau, ce qui peut causer du tort aux poissons et aux autres organismes aquatiques du lac. Malgré tout, les efflorescences algales n'ont pas provoqué le déclin des activités de pêche commercialement importantes dans le lac Winnipeg, la production de doré jaune dans le lac Winnipeg atteignant en fait aujourd'hui des sommets jamais vus dans toute l'histoire de la pêche commerciale11.

Efflorescences algales nuisibles au Québec

Nombre de plans d’eau avec des efflorescences algales nuisibles, de 2004 à 2009
Graphe : Nombre de plans d’eau avec efflorescences algales nuisibles au Québec. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce diagramme à barres présente le nombre de plans d’eau à efflorescences algales nuisibles au Québec par année, de 2004 à 2009. Il montre une augmentation générale du nombre d’efflorescences algales nuisibles. En 2004, 21 plans d’eau ont connu des efflorescences algales nuisibles. Ce nombre est passé à près de 160 en 2007 et s’est maintenu à peu près au même niveau jusqu’en 2009.

 
Source : Adapté du ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs, 200913.

Les efflorescences algales nuisibles semblent être en progression dans les lacs et les réservoirs partout au Canada, bien que les données de suivi à long terme dont nous disposons à ce sujet ne soient pas suffisantes (les tendances disponibles couvrent habituellement des périodes de moins de 10 ans, et les cas rapportés d'augmentation des efflorescences algales reposent souvent sur des observations peu rigoureuses). Au Québec, le nombre de plans d'eau touchés par des efflorescences algales nuisibles est passé de 21 en 2004 à 150 en 200913.

En Alberta, 75 % des lacs et des réservoirs sont envahis par des efflorescences d'algues nuisibles au moins une fois durant la saison sans couverture de glace14. À Fort Smith, près de la bordure nord des plaines boréales, les Autochtones ont observé une surabondance d'algues qui couvrent les berges de la rivière et obstruent les filets de pêche15.

Efflorescences algales dans les Grands Lacs

Historiquement, à l'exception des baies peu profondes et des marais de rivage, les eaux des Grands Lacs ont toujours été fraîches et claires, leur productivité étant naturellement faible16. Le développement urbain et agricole a fait augmenter la charge en éléments nutritifs provenant surtout d'eaux usées, de détergents phosphatés et d'engrais.

Durant les années 1920, le lac Érié a été le premier Grand Lac à montrer un grave problème lié à une charge excessive en éléments nutritifs16. Non seulement s'agit-il du plus vulnérable parce qu'il est le moins profond, le plus chaud et le plus naturellement productif des Grands Lacs, mais il a été le premier dont les rives ont connu un développement urbain et agricole de forte intensité.

Photo : Efflorescence algale dans la partie ouest du lac Érié le 25 août 2009 © NOAA, 2009Puis, dans les années 1960, l'alarme publique a augmenté à la suite de l'apparition d'algues filamenteuses qui couvraient les plages d'amas verdâtres, visqueux et pourrissants et qui faisaient croire aux gens que le lac Érié était « en train de mourir ». Des travaux de recherche ont montré que le phosphore était l'élément déclencheur, et l'Accord de 1972 relatif à la qualité de l'eau dans les Grands Lacs a permis d'instaurer des règlements visant à réduire les sources ponctuelles de phosphore dans les lacs. Dix ans après, les sources non ponctuelles de phosphore ont également fait l'objet de mesures de limitation, ce qui a mené au nettoyage des Grands Lacs et à l'une des plus grandes histoires de réussite en matière de coopération environnementale internationale.

Carte : Efflorescences algales dans les Grands Lacs. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce graphique comprend une carte des Grands Lacs présentant les lieux où ont été signalées des efflorescences d’algues toxiques. La carte présente 6 lieux dans le lac Ontario, 7 dans le lac Érié, 1 dans la baie Georgienne, 2 dans le lac Huron, 2 dans le lac Michigan, et aucun dans le lac Supérieur.

 
Source : Adapté de Watson et al., 200824.
Composition en espèces du phytoplancton dans le Lac Érié
Proportion relative de chlorophylle a
Graphe : Composition en espèces du phytoplancton dans le lac Érié. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce graphique comprend une carte des Grands Lacs présentant les lieux où ont été signalées des efflorescences d’algues toxiques. La carte présente 6 lieux dans le lac Ontario, 7 dans le lac Érié, 1 dans le lac Sainte-Claire, 2 dans le lac Huron, 2 dans le lac Michigan, et aucun dans le lac Supérieur. Le diagramme à barres montre la composition relative en espèces du phytoplancton dans le lac Érié en 2003, 2004 et 2005. Les données sont présentées en pourcentage du nombre total d’espèces présentes dans les échantillons, établi d’après une mesure de la quantité de chacun des 5 types de phytoplancton présents dans les échantillons. En 2003, les chlorophytes (algues vertes) dominaient le phytoplancton à 53 %, alors que les cyanobactéries, les bacillariophycées, les cryptophytes et les crysophytes constituaient chacun moins de 17 % du phytoplancton. En 2004, l’équilibre a été inversé, et les chlorophytes ne représentaient plus que 5 % du phytoplancton. Les cyanobactéries (algues bleu-vert) ont augmenté de deux ordres de grandeur par rapport à l’année précédente pour atteindre 20 % du phytoplancton. En 2005, les chlorophytes constituaient encore une fois la plus faible proportion du phytoplancton; 34 % du phytoplancton total des échantillons prélevés dans le lac était composé de cyanobactéries.

 
Des diminutions marquées des chlorophytes (algues vertes) et des augmentations importantes des cyanobactéries (algues bleu-vert) ont eu lieu de 2003 à 2005. Les algues bleu-vert produisent des efflorescences nuisibles, alors que ce n'est pas le cas pour les algues vertes.
Source : Millie et al., 200925.


Au cours de la dernière décennie, les proliférations massives d'algues bleu-vert toxiques et les efflorescences algales nuisibles sont réapparues dans les lacs Érié, Ontario, Huron et Michigan, de même que dans certains lacs avoisinants comme le lac Champlain. Les causes des efflorescences algales récentes sont plus complexes qu'autrefois, et leurs effets sont plus nuisibles. Les apports de phosphore semblent être en train d'augmenter de nouveau, tout particulièrement en provenance du bassin versant agricole de l'Ohio17, et une proportion grandissante du phosphore se présente sous une forme biologiquement disponible qui favorise les efflorescences algales près des rives18. Les moules quagga envahissantes exacerbent le problème en raison de leur capacité à extraire sélectivement les algues comestibles et à laisser derrière les algues bleu-vert toxiques du genre Microcystis19-21. Les efflorescences de Microcystis sont particulièrement préoccupantes pour deux raisons : 1) elles constituent une piètre source alimentaire pour le zooplancton, aliment important des larves de poissons ; et, 2) elles peuvent renfermer une toxine qui peut endommager le foie des animaux, y compris celui des humains, qui l'ingèrent22.

Efflorescences algales nuisibles dans les océans

Dans les systèmes marins, les efflorescences de phytoplancton toxique sont connues sous le nom de marées rouges ou d'efflorescences algales nuisibles. Elles peuvent avoir des effets nocifs graves sur la santé humaine et causent une importante mortalité chez les poissons, les mollusques et les crustacés; elles ont aussi été impliquées dans la mortalité épisodique de mammifères marins, d'oiseaux de mer et d'autres animaux qui dépendent du réseau trophique marin. Depuis les années 1970, les efflorescences algales nuisibles se produisent plus fréquemment, occupent de plus grandes surfaces et se répandent à l'échelle mondiale5.

Photo : Efflorescence d’algues toxiques au large de la côte ouest de l’île de Vancouver et de l’État de Washington © NASA 2009. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
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Ce graphique consiste en deux photos satellites de la côte ouest de la Colombie-Britannique et de l’État de Washington, l’une de couleur naturelle et l’autre rehaussée pour révéler les teneurs en chlorophylle dans l’océan. La barre placée à côté des photos indique comment les couleurs de la photo rehaussée reflètent les teneurs en chlorophylle. Elle montre des couleurs qui représentent des teneurs allant de 0,04 à 60 milligrammes par mètre cube. Les teneurs en chlorophylle sont généralement faibles dans les eaux profondes au large de la côte, allant d’environ 0,5 milligramme par mètre cube à environ 1,4 milligramme par mètre cube. La majeure partie de la zone côtière se caractérise par des teneurs élevées en chlorophylle, à l’exception des eaux profondes du centre et du nord du détroit de Georgia. Les plus fortes teneurs, se situant entre 10 et 60 milligrammes par mètre cube, sont détectées au large de la côte ouest du centre de l’île de Vancouver et au large de la côte de l’État de Washington.

 
Remarque : Efflorescence d'algues toxiques au large de la côte ouest de l'île de Vancouver et de l'État de Washington. À gauche, photo de couleur naturelle et, à droite, photo rehaussée pour révéler les concentrations de chlorophylle.
Source : NASA, Earth Observatory, 200929.

La baie de Fundy a un long historique d'efflorescences algales. Les périodes prolongées de vents faibles, de brouillard et de températures accrues de l'eau durant l'été sont propices aux efflorescences d'algues, qui peuvent modifier la couleur de l'eau, former des marées rouges et rendre la chair des mollusques toxique pour les animaux et les humains qui les consomment27.

Les efflorescences algales nuisibles ont fait leur apparition au cours des dernières années sur la côte ouest de l'Amérique du Nord, y compris la côte ouest de l'île de Vancouver. Ces efflorescences d'algues pourraient être reliées à la chute de la teneur en oxygène dissous qui a été observée au cours des 25 dernières années. Des épisodes de mortalité massive de poissons, qui seraient associés à ces efflorescences algales, ont été observés au large des côtes de l'État de Washington et de l'État de l'Oregon, mais non au large de la côte ouest du Canada28.

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