Productivité primaire

État et tendances
impacts variables et mal compris sur les écosystèmes
Vitesse de changement inconnue
certains ensembles de données fiables
Fiabilité de la constatation moyenne
nouveau problème pouvant causer des impacts environnementaux majeurs
Drapeau rouge

CONSTATATION CLÉ 18. La productivité primaire a augmenté dans plus de 20 % du territoire végétalisé au Canada au cours des 20 dernières années et elle a également augmenté dans certains écosystèmes d'eau douce. L'ampleur et la période de productivité primaire changent dans tout l'écosystème marin.

Cette constatation clé est divisée en trois parties :

La productivité primaire désigne la conversion de l'énergie solaire en matière organique par la photosynthèse. En milieu terrestre, elle dépend de la température et de la disponibilité en eau et des éléments nutritifs, qui varie en fonction de l'utilisation des terres. Dans les écosystèmes aquatiques, la productivité primaire dépend de la disponibilité des éléments nutritifs, de la lumière et, dans une moindre mesure, de la température et d'autres facteurs. La productivité primaire est importante, car elle est le processus qui forme la base de la plupart des réseaux trophiques dans la plupart des écosystèmes.

Changements de la productivité primaire en milieu terrestre

Tendances des maximums annuels de l'IVDN, de 1985 à 2006
Carte : Tendances des maximums annuels de l'IVDN. Cliquez pour obtenir une description du graphique Graphe : Statut des espéces sauvages au Canada. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Remarques : Les tendances illustrées sont statistiquement significatives.
Sources : Ahern et al., 20101, adapté de Pouliot et al., 20093.

La productivité primaire a augmenté de façon significative sur 22 % du territoire végétalisé du Canada entre 1985 et 2006 et a diminué sur moins de 1 % du territoire1. Cette tendance de la productivité primaire est fondée sur les changements de l'indice de végétation par différence normalisée (IVDN), une mesure par télédétection de l'activité photosynthétique; il s'agit d'un bon indicateur de la quantité de végétation verte en santé2-4.

Le Nord, qui a connu les plus fortes hausses de température, a enregistré les plus grandes augmentations de productivité primaire. Le paysage du nord du Canada devient de plus en plus vert en raison de changements de la végétation qui se manifestent par le passage d'un couvert où dominaient les lichens et les mousses à un couvert d'arbustes et de graminées5, ainsi que par des modifications de la croissance et de la densité des arbres en montagne et à la limite septentrionale des arbres6-8.

Dans la partie sud du Canada, l'augmentation de la productivité primaire est vraisemblablement plus fortement liée aux changements d'utilisation des terres qu'aux changements climatiques3. Par exemple, dans les Prairies, ces augmentations sont liées à l'augmentation des superficies cultivées3. Les petites baisses de productivité primaire observées dans certaines zones peuvent être attribuables au développement urbain et industriel ou, comme c'est le cas dans le centre de la Colombie- Britannique, aux infestations d'insectes forestiers. Certaines augmentations de la productivité primaire peuvent aussi être associées au feu, les brûlis pouvant présenter des tendances positives ou négatives de l'IVDN, selon l'âge du brûlis3.

Photo : Feuilles © dreamstime.com/Leif Algotsson

Monde

Tendances mondiales

Il a été estimé que l'activité photosynthétique a augmenté sur environ 25 % de la superficie végétalisée de la Terre et a diminué sur plus de 7 % de ce territoire entre 1982 et 1999. Les plus fortes augmentations se sont produites dans les tropiques, en raison d'une moins grande couverture nuageuse et d'une plus forte exposition au soleil, ainsi qu'aux hautes latitudes de l'hémisphère Nord, en raison de la température accrue et de la plus grande disponibilité en eau9.

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Production primaire dans les lacs de l'Arctique, lac Lost Pack, Nunavut

Chlorophylle a (mg/g, différence par rapport à la valeur moyenne)
Graphe: Production primaire dans le Lac Lost Pack, Nunavut. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Remarques : La chlorophylle a est le principal pigment dans les plantes et les algues et constitue une mesure de la production primaire. Les valeurs sont obtenues par l'analyse spectrale de carottes de sédiments lacustres..
Source : Adapté de Michelutti et al., 200510.

La figure montre les reconstitutions de la chlorophylle a du lac Lost Pack, un des six lacs de l'île de Baffin dont les tendances à long terme ont été étudiées. Tous les lacs présentent des augmentations importantes de la production primaire déduite dans les sédiments les plus récents, et qui suivent des périodes prolongées de valeurs comparativement faibles10. La datation des carottes de sédiments indique que ces augmentations rapides ont commencé à la fin du 19e siècle et se poursuivent à l'heure actuelle. Les augmentations constituent, dans la plupart des lacs, un écart par rapport aux niveaux relativement stables de production primaire qui ont persisté pendant des millénaires. L'augmentation généralisée de la production en eau douce dans la majeure partie du nord du Canada peut également être déduite à partir des changements importants de la composition taxinomique des algues dans les étangs et les petits lacs de plusieurs régions (également constatés par l'étude de carottes de sédiments)11, 12.

Cette transformation de la communauté algale s'explique par le réchauffement du climat qui entraîne des saisons de croissance sans glace plus longues et des changements connexes dans les écosystèmes lacustres13, 14. Les changements sont plus prononcés dans le Haut-Arctique, mais de telles variations de la composition algale sont observées à plusieurs endroits dans l'hémisphère Nord, les changements aux latitudes tempérées étant plus récents15.

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Production primaire marine

Chlorophylle totale (mg/m3) dans le Pacifique Nord, de 1908 à 2008
Graphe : Production primaire marine dans le Pacifique Nord. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Remarques : La tendance (ligne) et les valeurs moyennes annuelles (points) ont été estimées à l'aide d'une modélisation statistique. La ligne pointillée représente les portions de la tendance estimées d'après des données limitées, d'où l'indice de confiance moins élevé.
Source : Adapté de Boyce et al., 201016.

Les mesures par satellite de la couleur des océans ont montré des tendances variables à l'échelle de la décennie de la production primaire marine, notamment une augmentation à court terme dans l'océan Arctique de 1998 à 200817, 18. Dans une étude récente16, l'ensemble de données et la période examinée ont été étendus en utilisant aussi des mesures à plus long terme de la transparence de l'eau et des concentrations de chlorophylle. Cette étude a conclu que, au cours des 110 dernières années, la production primaire a baissé dans la plupart des régions océaniques du monde16. Les régions aux hautes latitudes, dont le Pacifique Nord, ont montré les plus importants déclins à long terme. Le déclin global de l'abondance du phytoplancton est estimé à 1 % par an, pour une diminution totale de 40 % depuis 1950. Les tendances à plus court terme étaient reliées aux oscillations climatiques, tandis que les baisses à long terme étaient plus fortement liées à l'augmentation des températures de la surface de la mer, ce qui entraîne un moins grand mélange des eaux océaniques et réduit l'apport d'éléments nutritifs pour le phytoplancton. Les exceptions sont les océans Arctique et Antarctique, pour lesquels les causes des baisses de la production primaire observées à long terme sont moins claires, mais ont peut-être un lien avec l'augmentation de l'intensité des vents16.

 

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