L’eutrophisation et les algues bleues ou la pollution par excès de vie… Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Plan Retour sur le dernier cours Vocabulaire… C’est quoi des algues et c’est quoi des plantes? Besoins des producteurs primaires La productivité et le nutriment limitant L’eutrophisation: vraiment un problème? Visite d’un milieu eutrophe Causes et solutions Collège Lionel-Groulx

Retour sur le dernier cours Quels sont les 5 grands règnes du vivant? Voici 6 caractéristiques. À quel(s) règne(s) font-elles référence? Unicellulaire Système nerveux et muscles Pas de noyau (procaryotes) Photosynthèse Se nourrissent par absorption Hétérotrophe Collège Lionel-Groulx

Algues vs. plantes Règne Sève Milieu de vie Apparence Mode de vie Niveau trophique Algues Protistes Non Eau douce et eau salée Unicellulaire (phytoplancton) et macroscopique Autotrophe Producteurs primaires Plantes Végétaux Oui Eau douce seulement Pluricelluaire Collège Lionel-Groulx

Les niveaux trophiques Les algues et les plantes forment la base de la chaîne alimentaire. Elles sont autotrophes (elles n’ont pas besoin d’ingérer du vivant pour produire de l’énergie) . = Producteurs primaires Les animaux sont hétérotrophes. Ils ont besoin de manger le vivant pour obtenir de l’énergie. = Consommateurs (primaires, secondaires, tertiaires ) Collège Lionel-Groulx

La chaîne alimentaire Producteurs primaires (autotrophes) Consommateurs (hétérotrophes) Collège Lionel-Groulx

Besoins des producteurs primaires Eau Lumière Température adéquate CO2 Nutriments NKP (nitrate, potasse, phosphate) Oligo-éléments (fer, magnésium, etc…) Collège Lionel-Groulx

La productivité primaire La productivité d’une usine = sa capacité à fabriquer des objets/employé/année Pour les écosystèmes, c’est la capacité de la base de la chaîne alimentaire à fournir de l’énergie aux échelons supérieurs (ex.: calories/m2/année ou kg/m2/année) Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Le nutriment limitant Le nutriment qui limite la productivité d’un écosystème. Presque partout = nitrate Eau douce = phosphate Ontario ELA lake 226, Schindler Collège Lionel-Groulx

Démonstration de l’effet limitatif du phosphore Schindler sépare en deux un lac formé de deux bassins à la morphométrie similaire. D’un côté, il ajoute azote et carbone. De l’autre côté, il ajoute azote, carbone et phosphore: les résultats sont spectaculaires! Ontario ELA lake 226 Collège Lionel-Groulx

Cycle de l’azote (nutriment limitant terrestre) Collège Lionel-Groulx

Cycle du phosphore (nutriment limitant aquatique) Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Eutrophisation Phosphate: < 0,005 mg/L Phosphate: > 0,1 mg/L Lac oligotrophe: Pauvre en nutriments Lac eutrophe: Riche en nutriments Collège Lionel-Groulx

L’eutrophisation, vraiment un problème? Est-ce que la hausse de productivité des producteurs primaires est un réel problème ou un problème seulement au niveau humain (esthétique du cours d’eau, baignade, etc…)? Est-ce que le reste de la chaîne alimentaire aquatique profite de cette hausse de productivité? Collège Lionel-Groulx

Enrichissement des cours d’eau en nutriment limitant: eutrophisation L’eutrophisation des cours d’eau est un processus naturel habituellement très lent qui peut être accéléré grandement en augmentant l’apport en nutriments. L’eutrophisation peut mener à l’hypoxie des cours d’eau: ↑ de l’abondance en producteurs primaires ↑ de l’abondance des consommateurs ↑ du nombre de cadavres ↑ de la décomposition ↑ de la demande biologique d’oxygène (ou DBO) par les bactéries qui font la décomposition ↓ de la concentration d’oxygène du milieu Hypoxie ou anoxie Collège Lionel-Groulx

Si on va trop loin: 2 possibilités Algues bleues Hypoxie/anoxie Toujours présentes dans les cours d’eau Prends le dessus sur les autres producteurs primaires Produisent des toxines Cette possibilité est plus probable lorsque l’eau est chaude Hypoxie: niveau d’oxygène très bas Anoxie: oxygène totalement absente du milieu Résultat: mort des organismes nécessitant de l’oxygène Collège Lionel-Groulx

Zones mortes océaniques [1] Collège Lionel-Groulx

Zones mortes océaniques en 2010 selon la NASA En 2008, on répertoriait plus de 400 zones mortes couvrant plus de 246 000 km2. Le nombre de zones mortes dans le monde double environ tous les 10 ans depuis les années ‘60 [4]. [3] Collège Lionel-Groulx

Exemple d’impact: lac Érié, mars 2012 [5] Collège Lionel-Groulx

Perturbations anthropiques des cycles du phosphore et de l’azote Sources ponctuelles Eaux usées urbaines Savons (P) Déjections humaines Lexiviat des dépotoirs Effluent d’usines Sources diffuses Surutilisation et lessivage des engrais Déjections animales (élevages) Déforestation (pâturages, agriculture) Érosion des sols Collège Lionel-Groulx

Solutions aux problèmes d’azote et de phosphore Préservation de bandes riveraines significatives au bord des cours d’eau Augmentent l’absorption des nutriments Diminuent l’érosion des sols Consommation de produits qui réduisent l’apport en nutriments Fruits et légumes biologiques: le compost est moins soluble que les engrais chimiques et libère ses nutriments plus lentement Savons sans phosphate Manger moins de viande: diminution de la demande de déforestation et de la production de déjections animales Composter Diminution de la production de lexiviats riches en nutriment dans les dépotoirs Traitement des eaux usées de façon à réduire leur teneur en nutriments (ex.: utilisation de marais artificiels) Collège Lionel-Groulx

Un milieu eutrophe à Ste-Thérèse? Collège Lionel-Groulx

Visite d’un milieu eutrophe Analyses du phosphate et bactériologiques Déterminez si ce cas d’eutrophisation est « problématique » Identifiez les causes de ce cas d’eutrophisation Trouvez des solutions à ce cas d’eutrophisation Ce travail est à remettre au prochain cours Collège Lionel-Groulx

Analyses bactériologiques Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Médiagraphie [1] Reece, J.B. et coll. (2012). Campbell Biologie. 4ième éd., Éditions du Renouveau pédagogique (ERPI), 1348 pages. [2] Schindler, D. W. (2006). Recent advances in the understanding and management of eutrophication. Limnology & Oceanography, vol. 51 (1), pages 356-363. [3] NASA Earth Observatory. Page consultée le 4 février 2014. Aquatic dead zones. [En ligne], URL: http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=44677 [4] Diaz, R. J. et R. Rosenberg . (2008). Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems. Science vol. 321 (5891), pages 926–929 [5] NASA Earth Observatory. Page consultée le 4 février 2014. Lake Erie, stirred up. [En ligne], URL: http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=77506 Collège Lionel-Groulx