Projet de recherche sur l'écosystème du détroit de Géorgie

Pêches et Océans Canada accorde une attention particulière aux enjeux scientifiques et e la gestion des ressources du détroit de Géorgie. La perception publique et le travail en cours dans le détroit de Géorgie relève que cet écosystème marin est en évolution, et peut être soumis à de fortes contraintes. Certains de ces changements n'ont jamais été observés auparavant dans le détroit de Géorgie, et la gestion tirera bénéfice du conseil qui avertit et explique ces événements selon une approche qui prend en considération les liens entre les espèces et l'environnement.

"Le détroit de Géorgie en 2030" constitue le thème centrale de ce projet de recherche sur l'écosystème, c'est-à-dire ce que pourrait être le détroit de Géorgie en 2030, et quoi faire maintenant pour répondre aux préoccupations actuelles.

Aperçu

Le détroit de Géorgie est différent maintenant qu'il était il y a 25-30 ans. Le détroit s’est réchauffé de 1°C au cours des 100 dernières années, et on constate un changement du débit d'eau douce du fleuve Fraser. Le merlu du Pacifique domine maintenant la biomasse de poissons qui résident dans le détroit, contribuant à l'augmentation de la population de phoques (prédateur principal du merlu). Dans le cas du saumon coho et du saumon quinnat, le taux d'exploitation demeure faible. En revanche, l’abondance du saumon rose, du saumon kéta et du saumon rouge dans les bassins hydrographiques du détroit est plus ou moins élevée. On observe une forte abondance du hareng mais ceci pourrait diminuer.La pêche au poisson de fond, tel que la morue du Pacifique, a jadis été pratiquée dans le détroit de Géorgie mais aujourd'hui ,ces poissons ont presque disparu.

"Le détroit de Géorgie en 2030", constitue le thème centrale de ce projet de recherche sur l'écosystème, c'est-à-dire ce que pourrait être le détroit de Géorgie en 2030 et quoi faire maintenant pour répondre aux préoccupations actuelles. Ce défi d'imaginer l’avenir et comment le réaliser implique:

1. la compréhension du fonctionnement de cet écosystème,
2. l’identification des divers inducteurs de changement qui semblent être les plus susceptibles de déterminer les conditions à l’avenir,
3. l’analyse des réactions possibles du système à l’avenir sous l’influence de ces changements.

Ce projet de recherche sur l'écosystème aborde deux principaux enjeux de recherche:

1. Productivité : Quels sont les facteurs qui régissent la productivité dans le détroit de Géorgie (y compris les anomalies de synchronisation) ?
2. Résilience de l'écosystème: Quelles propriétés/caractéristiques de l'écosystème du détroit de Géorgie renforcent sa résilience aux graves perturbations et aux effondrements du système ?

De façon générale, cette initiative du MPO est censée fournir une base pour déterminer les changements dans le détroit de Géorgie, pour évaluer les réponses potentielles de la gestion à ces changements, et pour collaborer avec des activités de recherche dans le détroit de Géorgie qui pourraient être poursuivies par les universités et d'autres groupes d'intérêt.

Principaux enjeux

Ce projet de recherche sur l'écosystème aborde deux principaux enjeux de recherche :

1. Productivité : Quels sont les facteurs qui régissent la productivité dans le détroit de Géorgie (y compris les anomalies de synchronisation) ?
2. Résilience de l'écosystème : Quelles propriétés/caractéristiques de l'écosystème du détroit de Géorgie renforcent sa résilience contre les graves perturbations et effondrements du système?

Productivité

Quels sont les facteurs qui régissent la productivité dans le détroit de Géorgie (y compris les anomalies de synchronisation) ?

Quels sont les facteurs qui régissent la productivité dans le détroit de Géorgie - à tous les niveaux trophiques - et comment cette productivité est-elle susceptible d'être touchée par ces facteurs qui induisent des changements dans le détroit, sont les principaux enjeux relatifs à l’évaluation du détroit en termes des conditions actuelles et des conditions qui pourraient prévaloir. Quels sont les facteurs qui régissent la production du plancton, et comment gravissent-ils les échelons du réseau trophique vers les poissons et les niveaux trophiques plus élevés ? C’est fort probable que les enjeux liés à la synchronisation soient importants quant aux changements qui se sont produits et qui peuvent se produire au sein de l'écosystème marin du détroit de Géorgie. La synchronisation de processus multiples pourrait avoir une incidence sur cet écosystème; que se produit-il lors de la non concordance d’une telle synchronisation? Le cycle saisonnier constitue un élément essentiel de plusieurs processus physiques et biologiques. Les processus critiques de la synchronisation incluent:

• synchronisation et quantité d’eau douce qui s’écoule dans le détroit 
• synchronisation des transitions entre les saisons de remontée/plongée sur la plate-forme à l'ouest de l'île de Vancouver
• synchronisation et intensité du mélange induit par le vent (orages)
• synchronisation des poussées phytoplanctoniques
• synchronisation du cycle biologique du zooplancton
• synchronisation de la descente vers l’océan des saumons et des routes de migration des poissons 
• synchronisation de la libération de salmonidés élevés en écloserie 

Hypothèses:

1. L'advection de l'eau profonde, riche en éléments nutritifs, vers le détroit « déclenche la pompe de production » et s’avère essentielle à la productivité du détroit. Les processus qui régissent la circulation estuarienne du détroit tels que les caractéristiques des eaux de source profondes de la plate-forme continentale à l'ouest de l'île de Vancouver, la stratification verticale, et le mélange dû à la marée et au vent interviennent dans cette advection.
2. La composition d'espèces de phytoplancton - diatomées, flagellés, poussées d'algues nuisibles - atténue les transferts de cette production à des niveaux trophiques plus élevés. Les endroits spécifiques (« points chauds ") comme les fronts de mélange associés à la marée et d'autres caractéristiques sont importants à la productivité du détroit et aux transferts entre les niveaux trophiques, en particulier hors période de la poussée printanière. Il est probable que les emplacements de ces caractéristiques ne changent pas au fil du temps (parce qu'ils sont fixés par rapport à la topographie) mais leur utilisation par différentes espèces et leurs vulnérabilités connexes peut changer, ce qui modifie le fonctionnement du système entier.
3. La croissance et la survie des niveaux trophiques plus élevés sont déterminées par la qualité et la disponibilité des niveaux trophiques plus bas («hypothèse de la malbouffe"). La qualité des produits alimentaires est déterminée par la composition chimique des assemblages d'espèces de proie et de leurs conditions de croissance.
4. Le cycle du plancton dans les réseaux trophiques pélagiques ou benthiques détermine quels types d’espèces situés à des niveaux trophiques plus élevés sont soutenus par cette production. Par exemple, pourquoi les phoques, les merlus du Pacifique, les harengs et quelques espèces de saumon prospèrent-ils et non pas les espèces de poisson de fond?
5. Les contaminants posent une contrainte importante sur la productivité et l’abondance des espèces situées à des niveaux trophiques plus élevés.
6. La pêche exerce un fort effet négatif sur la productivité de l'écosystème du détroit de Géorgie.

Hypothèses : (synchronisation)

7. La quantité et les propriétés de l'eau de la plate-forme, riche en éléments nutritifs, qui entre le détroit en tant qu'intrusions d’eau souterraine dépendent fortement de la force de la circulation estuarienne aussi bien que de l'intensité de la remontée/plongée sur la plate-forme. Il se peut qu’un changement de la synchronisation de la crue nivale par rapport à la transition printanière des vents côtiers et/ou de l'établissement de la stratification extérieure saisonnière près de la surface dans le détroit pourrait avoir de fortes répercussions sur l'apport d'éléments nutritifs dans la zone euphotique du détroit.
8. Le réchauffement et les changements de la configuration des vents et de l’écoulement du fleuve accélèrent la poussée printanière du plancton, ce qui entraîne une faible production plus tard au printemps quand les salmonidés juvéniles entrent le détroit de Géorgie (soit des rivières, soit des écloseries), ce qui mène à de faibles taux de croissance et de survie pour ces saumons.
9. Les processus qui améliorent la synchronisation et/ou augmentent la durée de cette période de production favorisent une augmentation du taux de croissance des saumons durant leurs premiers stades de vie dans l'océan. La croissance rapide des saumons au début de l'année est associée à de plus grandes réserves d'énergie pour survivre leur premier hiver, menant à une survie améliorée à l'étape de retour d'adulte.
10. Le saumon coho et le saumon quinnat entrent le détroit de Géorgie plus tard dans l’année que d'autres espèces de saumon, et arrivent donc dans un écosystème dont la productivité est plus variable et où il existe une plus grande concurrence pour la nourriture entre les harengs, les merlus et d'autres espèces de saumon. Ceci provoque une augmentation de la variabilité et une diminution récente de l’abondance du saumon coho et du saumon quinnat dans le détroit.

Résilience de l'écosystème

Quelles propriétés/caractéristiques de l'écosystème du détroit de Géorgie renforcent sa résilience contre les graves perturbations et effondrements du système ?

La résilience (et la vulnérabilité) de l’écosystème face aux changements est un thème qui se dégage des évaluations internationales, telles que l'Évaluation des écosystèmes pour le millénaire, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat et le rapport de PICES sur les écosystèmes marins du Pacifique Nord. Les effets cumulatifs des multiples facteurs de stress, ou une seule catastrophe peuvent changer la condition ou la résilience de l'écosystème à l’échelle locale. Par exemple, jusqu’à quel point le détroit peut-il absorber le réchauffement (ou autres stress ou leurs combinaisons) et encore maintenir la même structure et la même fonction écosystémiques? Si le changement du système mène à des conditions/régimes alternatifs, à quelle vitesse peut-il se produire et que pourrait être les signes ? Quelles sont les caractéristiques du système qui amélioreront la résilience aux stress externes ? Un changement de la récolte du saumon sauvage vers l'aquaculture pourrait-il améliorer ou réduire la résilience de l'écosystème marin du détroit de Géorgie?

On propose trois hypothèses de recherche :

Hypothèses:

11. La modification des conditions actuelles a provoqué une résilience réduite (vulnérabilité accrue) aux facteurs de stress externes dans le détroit de Géorgie.
12. Par suite des mécanismes de transport associés à la circulation estuarienne, les eaux souterraines du détroit se sont réchauffées plus rapidement que les eaux hauturières. Ce taux de réchauffement élevé, qui est observé en profondeur dans le détroit, indique une vulnérabilité croissante aux changements climatiques globaux.
13. Une seule catastrophe majeure, telle qu'un grand tsunami ou un glissement important de pente du delta du Fraser pourrait se répercuter de manière significative sur les habitats du fond et/ou côtier et entraîner des changements irréversibles à l'écosystème du détroit.