Cadre de référence

Validation de l'OD comme mesure de la QMM de l'état de charge en nutriments des estuaires

Réunion sur les avis scientifiques régional - Région du Golfe

Du 23 au 24 février 2021
Réunion virtuelle

Président : Rémi Sonier

Contexte

En vertu de la Loi sur les océans, Pêches et Océans Canada (MPO) est responsable de la gestion des écosystèmes estuariens, côtiers et marins selon trois principes : le développement durable, la gestion intégrée et l’approche de précaution. Les plans de gestion intégrée nécessitent des objectifs pour protéger les écosystèmes. Ces objectifs peuvent inclure une protection accrue des espèces considérées comme importantes pour le maintien de la structure et de la fonction des écosystèmes, qui peuvent être désignées comme espèces d’importance écologique (EIE). Dans les systèmes côtiers de l’est du Canada, la zostère marine Zostera marina a été désignée comme EIE en raison de ses nombreux services écosystémiques.

L’enrichissement en nutriments, l'eutrophisation, est l’une des principales causes de la dégradation de la qualité de l’eau dans les écosystèmes côtiers. Dans les estuaires et les baies peu profondes du sud du golfe du Saint-Laurent, ce processus peut entraîner le déplacement de l’habitat de la zostère par les macroalgues qui peut mener a des effets néfastes sur la biodiversité. L’augmentation de la biomasse due à la prolifération des algues entraîne des variations de l’oxygène dissous (OD), qui augmente le jour en raison de la photosynthèse et diminue la nuit en son absence. Lorsque les algues commencent à se décomposer en été, cela peut conduire à une hypoxie/anoxie prolongée, entraînant de graves conséquences pour la faune. Ces cas graves d'anoxie sont devenus relativement courants à l’Île-du-Prince-Édouard (Î.-P.-E.) où la charge en nitrates est élevée et directement liée à l’activité agricole intensive. Pour cette raison, l’enrichissement en nutriments a été identifié comme l’une des principales pressions ayant un impact sur la couverture de zostères dans la région du Golfe.

Les lignes directrices, objectifs ou critères de la Loi sur les océans concernant la qualité du milieu marin (QMM) sont des mesures de gestion qui peuvent offrir une protection à la zostère marine en limitant la quantité d’un facteur de stress autorisé dans un écosystème. À ce titre, les efforts actuels de la région du Golfe en matière d'élaboration de lignes directrices sur la QMM se concentrent sur l'enrichissement en nutriments. L’objectif est d’élaborer une ligne directrice sur la QMM afin d'encourager les efforts visant à réduire la charge en nutriments dans les estuaires du détroit de Northumberland.

Le développement de l’initiative QMM a été soutenu par un important corps de recherche dans le détroit de Northumberland depuis 2005 pour comprendre les causes de la détérioration des conditions environnementales. Les partenariats entre les ministères fédéraux et provinciaux et le milieu universitaire, notamment par le biais de l'élaboration de critères relatifs à l’azote menée par la province de l’Î.-P.-É. et le partenariat de surveillance environnementale du détroit de Northumberland (NorSt-EMP) ont contribué à faire progresser la compréhension collective des problèmes. Le programme de protection et de conservation du milieu marin du MPO a participé activement au NorSt-EMP et a identifié la nouvelle initiative QMM comme une opportunité de mettre en œuvre les recommandations de ce programme de recherche en collaboration.

Sur la base des recommandations du NorSt-EMP, l’initiative QMM soutient le département scientifique du MPO et s’associe aux ministères provinciaux et aux organisations non-gouvernementales de l’environnement pour mettre en œuvre un programme de surveillance dans tout le détroit de Northumberland, y compris dans toute l’Î.-P.-É. L’objectif du programme de surveillance est d'évaluer l’état trophique des estuaires et de fournir une base scientifique pour l’élaboration de lignes directrices. Les indicateurs surveillés sont les suivants : OD, le phytoplancton (via la chlorophylle a), la distribution des zostères et les communutés de poissons.

Parmi les indicateurs recommandés, l’OD est le plus efficace pour évaluer l’état trophique des estuaires peu profonds du détroit de Northumberland (Coffin et al., 2018). Dans les estuaires eutrophes, les niveaux d’OD subissent d’importantes fluctuations spatiales et temporelles, allant parfois de la sursaturation à l’anoxie en quelques heures. Coffin et al. (2018) furent l’analyse de l’OD en suivant un gradient spatial et de charge en nutriments dans le détroit de Northumberland, avec des sites allant de l’oligotrophe à l’eutrophe, et ont développé des mesures d’OD qui étaient symptomatiques de l’eutrophisation. Les deux mesures d’OD les plus importantes pour distinguer les sites, une mesure pour l’hypoxie et la sursaturation, ont été intégrées pour produire une variable composite appelée temps d’eutrophisation. Il a été démontré que le temps d’eutrophisation était en corrélation significative avec les prédicteurs de l’eutrophisation, la charge en nitrates et le temps de séjour  des eaux dans les estuaires et qu’il était bien corrélé avec le type d’habitat, l’habitat des zostères ou des algues (Coffin et al., 2018). Par conséquent, le temps d'eutrophisation est suggéré comme base de la ligne directrice sur les QMM pour traiter de l’enrichissement en nutriments dans la région du Golfe.

Objectifs

• Le principal conseil demandé est de définir le seuil d’OD, ou la gamme d’OD, à inclure dans la ligne directrice du Golfe sur les QMM. L’intention est d’inclure l’OD comme indicateur principal dans un programme de surveillance régional pour évaluer l’état trophique des estuaires et la reconstitution des écosystèmes suite à la mise en œuvre de mesures de gestion des nutriments sur terre. Plus précisément, il est demandé de donner ces conseils :
• Valider l’utilisation de l’OD pour caractériser l’état trophique des estuaires peu profonds du détroit de Northumberland.
• Définir les conditions dans lesquelles cet indicateur peut évaluer efficacement l’état trophique des estuaires, c’est-à-dire est-il applicable dans d'autres régions du Canada ou est-il spécifique aux conditions environnementales des estuaires du détroit de Northumberland ?
• Recommander un seuil d’OD à inclure dans la ligne directrice sur la QMM du Golfe pour minimiser les effets néfastes de l’eutrophisation tels que la perte de zostères, les pertes de biodiversité et les signatures anormales d’OD dans les estuaires. Le seuil d'OD peut être défini comme une gamme plutôt qu’une valeur spécifique étant donné que de nouvelles données sont en cours d'intégration dans le modèle développé par Coffin et al. (2018).    
• Sur la base du seuil recommandé, déterminer d’abord si une stratégie de gestion est nécessaire pour réduire la charge en nitrates dans l’estuaire et ensuite, estimer le degré de réduction requis pour assainir les estuaires eutrophes. 
• Recommander un cycle de surveillance de l’OD afin d’évaluer efficacement l’état trophique des estuaires et d’évaluer la reconstitution de l’écosystème après la mise en œuvre de mesures de gestion sur terre.
• Des conseils sont également demandés pour évaluer la relation entre la couverture de zostères estuariennes et la charge en nutriments. Ces informations sont demandées pour déterminer si les nutriments peuvent être considérés parmi les principales pressions exercées sur cette EIE dans la région du Golfe. L’objectif est de surveiller la couverture de zostères estuariennes dans le cadre d’un programme de surveillance régional afin de comprendre les impacts de l’eutrophisation sur cette composante importante de l’écosystème et d’informer sur le rétablissement de l’écosystème suite à la mise en œuvre de mesures de gestion des nutriments sur terre.
• Résumer les conditions dans lesquelles cet indicateur peut évaluer efficacement l’état trophique des estuaires, et souligner les incertitudes concernant l’applicabilité plus large de cette méthodologie à d’autres régions du Canada.

Publications prévues

• Avis scientifique
• Compte rendu
• Document de recherche

Participation prévue

• Pêches et Océans Canada (Sciences des écosystèmes et des océans, et Gestion des écosystèmes aquatiques)
• Universitaires
• Province de l’Î.-P.-É., ministères de l’environnement, de l’eau et du changement climatique, et de l’agriculture et des terres.
• Province du Nouveau-Brunswick, ministères de l’Agriculture, de l’Aquaculture et des Pêches, et de l’Environnement et des Gouvernements locaux.
• Organisations non-gouvernementales
• Experts invités

Références

• Coffin MRS, Courtenay SC, Pater CC, van den Heuvel MR. 2018. An empirical model using dissolved oxygen as an indicator for eutrophication at a regional scale. Marine Pollution Bulletin 133: 261-270.
• van den Heuvel MR, Hitchcock JK, Coffin MRS, Pater CC, Courtenay SC. 2018. Inorganic nitrogen has a dominant impact on estuarine eelgrass distribution in the Southern Gulf of St. Lawrence, Canada. Limnology and Oceanography 64: 2313-2327.