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L’analyse des fleurs d’eau de cyanobactéries dans la baie
Missisquoi (Québec, Canada) de 2000 à 2008 et les facteurs environnementaux
potentiellement liés à leur formation
Lee
BOWLING |
Department of Primary
Industries, Office of Water, gouvernement du
New South Wales, Australie |
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Sylvie BLAIS |
Ministère du
Développement durable, de l’Environnement et
de la Lutte contre les changements
climatiques (MDDELCC), Direction du suivi de
l’état de l’environnement |
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Marc
SINOTTE |
Ministère du
Développement durable, de l’Environnement et
de la Lutte contre les changements
climatiques (MDDELCC), Direction du suivi de
l’état de l’environnement |
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Résumé
Le ministère du Développement durable, de l’Environnement et
de la Lutte contre les changements climatiques a colligé des données sur les
cyanobactéries (algues bleu-vert) et sur d’autres paramètres de la qualité
des eaux dans la partie québécoise de la baie Missisquoi. Le protocole
d’échantillonnage a été conçu principalement pour vérifier le respect des
seuils pour la protection des usages (surtout les usages récréatifs) aux
endroits où les principales fleurs d’eau et écumes ont été observées. Les
échantillons ont aussi été prélevés pour documenter des conditions
biologiques et physicochimiques qui existaient dans la baie.
Ce rapport se concentre sur les données biologiques et sur les facteurs
environnementaux qui peuvent contribuer à la formation des fleurs d’eau de
cyanobactéries dans la baie. Un autre
rapport porte sur le respect
des seuils (Blais 2014).
L’échantillonnage a eu lieu tous les étés, de 2000 à 2008. Cependant, toutes
les stations n’ont pas été échantillonnées toutes les années ou à la même
fréquence toutes les années. C’est en 2001 et 2002 que le nombre
d’échantillons a été le plus élevé. De petits changements dans la méthode
d’échantillonnage ont eu lieu durant ce suivi. Pour ce rapport, on considère
les données qui ont été collectées aux quatre principales stations : deux
près de la rive est à Saint-Armand (stations b et d2), une près du centre de
la baie, où se trouve la profondeur maximale (station a), et une dans la
partie ouest de la baie, soit à Venise-en-Québec (station d8).
Malgré les variations spatiotemporelles dans l’échantillonnage, les
résultats mettent en évidence que les fleurs d’eau à la baie Missisquoi
constituent un phénomène très dynamique et variable. Généralement,
l’abondance des cyanobactéries était plus faible aux stations a et
d8 qu’aux
deux autres stations, situées plus à l’est. Les fleurs d’eau de
cyanobactéries ont été particulièrement importantes à toutes les stations de
2001 à 2006 et en 2008. À l’opposé, les fleurs d’eau de cyanobactéries ont
été très faibles en 2007. Microcystis a été le genre dominant de
cyanobactéries à la plupart des stations de 2001 à 2005. Les fleurs d’eau
des années subséquentes ont été plus diversifiées, avec la dominance
d’autres taxons à potentiel toxique comme Aphanizomenon flos-aquae,
Anabaena
flos-aquae et Anabaena spiroides à certaines occasions. Des espèces non
toxiques comme Aphanothece clathrata et Chroococcus dispersus ont, elles
aussi, été dominantes à quelques reprises.
En général, à la baie Missisquoi, les fleurs d’eau de cyanobactéries sont
précédées au printemps par des fleurs d’eau de diatomées et de cryptophycées.
Toutefois, en été, la croissance exponentielle des cyanobactéries fait en
sorte que celles-ci contribuent alors à plus de 80 % de la biomasse
phytoplanctonique. À l’automne, les fleurs d’eau de cyanobactéries déclinent
et sont encore remplacées par des diatomées et des cryptophycées, mais à de
plus faibles biomasses. En 2007, lorsque les fleurs d’eau de cyanobactéries
ne se sont pas vraiment développées, les chlorophycées et les dinoflagellées
(Péridinium) ont dominé le phytoplancton.
De 2001 à 2008, les microcystines ont été détectées à la plupart des
stations, et ce, la plupart des années, sauf en 2007. La microcystine-LR
était la variante la plus commune, mais la microcystine-YR et la
microcystine-RR étaient aussi fréquemment présentes. Les concentrations de
microcystines étaient positivement et significativement corrélées avec la
biomasse de Microcystis, mais les microcystines étaient rarement présentes
lorsque d’autres genres de cyanobactéries étaient dominants. La microcystine-YR
et la microcystine-RR étaient significativement et positivement corrélées
avec la température de surface de l’eau, contrairement à la microcystine-LR.
Même si cette relation n’est pas vraiment forte, elle laisse supposer que
certains taxons ou souches génétiques, qui peuvent produire ces variantes de
microcystines, sont plus fréquemment présents dans les eaux plus chaudes.
Les autres facteurs qui peuvent affecter les concentrations de microcystines
comprennent les nutriments, le pH et la turbidité. Les autres cyanotoxines
analysées se trouvaient sous les concentrations détectables.
Les analyses multivariées ont démontré que la qualité de l’eau a fluctué
considérablement dans l’espace et dans le temps. En particulier, les
stations localisées du côté est tendent à avoir les valeurs les plus élevées
en phosphore, en turbidité et en pH et une moindre profondeur pour le disque
de Secchi. La variabilité spatiale de la qualité de l’eau sur toute la baie
est le principal facteur expliquant la variabilité de la composition des
communautés de cyanobactéries.
La baie est eutrophe. Un coefficient de corrélation positif et significatif
a été trouvé entre la biomasse de cyanobactéries et les concentrations de
phosphore total. En comparaison, les concentrations d’azote total étaient
basses et faiblement corrélées avec la biomasse de cyanobactéries.
Cependant, les oxydes d’azote (nitrites et nitrates) étaient toujours
corrélés significativement et négativement avec la biomasse de différents
taxons de cyanobactéries, ce qui indique une utilisation possible de ce
nutriment par ces microorganismes. Les cyanobactéries se retrouvaient aussi
fréquemment à des ratios NT/PT inférieurs à 7, ce qui indique une probable
limitation de l’azote selon que des espèces dotées d’hétérocystes étaient
dominantes ou non.
Des corrélations positives et significatives ont aussi été notées entre la
biomasse de cyanobactéries, le pH et la turbidité, alors qu’une corrélation
négative et significative a été observée avec la profondeur du disque de
Secchi. Un certain nombre de taxons, surtout Anabaena, étaient corrélés
positivement et significativement avec le carbone organique dissous, et
plusieurs espèces l’étaient avec la température de l’eau.
Peu de corrélations significatives ont été observées entre la biomasse de
cyanobactéries et les conditions météorologiques enregistrées à la station
météorologique de Philipsburg, à l’exception de la moyenne des températures
maximales ambiantes des 7 à 10 derniers jours. Cela indique qu’une semaine
ou plus de chaudes températures serait bénéfique durant l’été pour les
cyanobactéries à la baie Missisquoi. Pour leur part, les vents, les périodes
de pluie et le couvert nuageux prolongé semblent avoir peu d’effet.
Les analyses multivariées ont aussi démontré une hétérogénéité temporelle et
spatiale considérable dans la distribution des fleurs d’eau et dans la
composition des communautés de cyanobactéries. La comparaison multivariée
entre les données environnementales et les données de cyanobactéries permet
de supposer que les concentrations d’azote, le pH et la température de l’eau
de surface sont les paramètres les plus associés à la composition des
communautés de cyanobactéries. Toutefois, cette relation était faible et
beaucoup de variance reste inexpliquée dans ces données.
Les analyses de corrélations indiquent que la chlorophylle a et la
phycocyanine pourraient toutes deux être de bons indicateurs de la présence
de cyanobactéries à la baie Missisquoi. Peu de corrélations significatives
ont été observées entre la biomasse des algues eucaryotes et les paramètres
environnementaux, à l’exception du pH et de la température de surface.
L’ampleur de la variance inexpliquée semble indiquer que des paramètres non
mesurés seraient des facteurs majeurs susceptibles de moduler les
communautés de cyanobactéries dans la baie Missisquoi. Selon certains
auteurs, ces facteurs pourraient être les concentrations d’herbicides, la
présence de moules zébrées ou celle de poissons zooplanctivores comme le
gaspareau. Malheureusement, aucune donnée ne permet d’examiner leur rôle
dans la composition et dans l’abondance des communautés de cyanobactéries à
la baie Missisquoi.
Document complet :
An analysis of cyanobacterial bloom occurrence in Missisquoi Bay
(Québec, Canada) between 2000 and 2008, and possible environmental factors
underlying them dans la section Conferences and reports.
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