Charge en éléments nutritifs et efflorescences algales

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).
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).
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).
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).
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).
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.