Document de recherche 2011/113

Modélisation de la propagation, l'établissement et l'impact des carpes à grosse tête et argenté dans les Grands Lacs

Par W.J.S. Currie, K.M.D. Cuddington, T.J. Stewart, H. Zhang et M.A. Koops

Résumé

La carpe à grosse tête (Hypophthalmichthys nobilis) et la carpe argentée (Hypophthalmichthys molitrix), deux espèces de carpe asiatique, ont rapidement envahi le réseau fluvial du Mississippi après s’être échappées d’installations d’aquaculture en Louisiane et en Arkansas et pourraient se propager dans les Grands Lacs. Comme les deux espèces sont des planctonophages généralistes, elles présentent un risque d’invasion particulier, en ce sens qu’elles sont très grosses (elles mesurent plus d’un mètre), ont une croissance rapide et se nourrissent d’organismes des niveaux trophiques inférieurs. Il est souvent difficile de prédire la probabilité d’invasion dans de nouveaux réseaux hydrographiques, étant donné que les prédictions doivent reposer sur des recherches réalisées dans des réseaux autres que le réseau envahi. La plupart des recherches existantes ont été entreprises dans des bassins aquacoles et des réseaux fluviaux, lesquels diffèrent passablement des lacs de grande surface en ce qui a trait à leur régime thermique, à leur dynamique physicochimique et à leur réseau trophique. Pour surmonter ces difficultés, les méthodes de modélisation adoptées doivent être suffisamment générales pour englober un large éventail de paramètres. Plusieurs méthodes de modélisation sont présentées afin de prédire le risque de propagation et d’établissement et leurs effets écologiques. Premièrement, un modèle individu-centré à zone restreinte est utilisé pour prédire les taux de propagation et les régions susceptibles d’attirer les carpes une fois échappées des sites d’invasion les plus probables. Même avec des taux de mouvement modestes, les carpes peuvent facilement envahir l’ensemble d’un bassin lacustre en moins d’un an, ce qui laisse croire qu’elles privilégieront les milieux très productifs dotés d’abondantes ressources alimentaires pour leur survie (en général des échancrures comme la baie Green, la baie Saginaw, la baie de Quinte, la baie Georgienne). Deuxièmement, les mathématiques combinatoires sont utilisées pour prédire le nombre d’adultes nécessaires dans un bassin pour obtenir un couple probable. La probabilité d’accouplement dépend du nombre d’adultes et du nombre de rivières. Une probabilité élevée (>50 %) d’accouplement réussi nécessite très peu d’adultes (< 10), même si le nombre de rivières convenables est élevé (p. ex., 25). Troisièmement, un modèle de population structuré en fonction de l’âge est utilisé pour prédire le risque d’établissement d’une population et pour déterminer le stade le plus vulnérable. Cette approche indique que même la dissémination d’un petit nombre d’individus pourra se traduire par l’établissement d’une population; le risque augmente si des adultes matures sont relâchés ou si une « barrière non étanche » laisse continuellement passer un petit nombre de nouveaux individus. Le stade juvénile est le stade qui répond le mieux aux activités de gestion ou de contrôle et l’âge de la première maturité sexuelle est le facteur qui a le plus d’incidence sur la probabilité d’établissement. Enfin, les effets écologiques d’une population établie sont étudiés à l’aide de deux modèles de réseau trophique équilibrés en fonction de la masse pour le réseau trophique au large du lac Ontario, en utilisant une forte biomasse et une faible biomasse de moules dreissénidées. Les effets prédits sont particulièrement sensibles au degré de consommation de zooplancton. Si les carpes ne mangeaient que le zooplancton et les organismes du réseau trophique microbien, une forte biomasse de carpe asiatique serait alors viable, même au large du lac Ontario, mais elle mènerait à un risque accru de déclin du gaspareau, accompagné de l’effondrement subséquent de la pêche au saumon quinnat. Une faible biomasse de carpes pourrait être maintenue avec des conséquences minimes sur le réseau trophique, mais si la consommation de zooplancton augmentait, les populations de carpes mêmes petites pourraient entraîner un déclin significatif de la biomasse des gaspareaux. Ainsi, la perturbation du réseau trophique pélagique par la carpe à grosse tête et la carpe argentée est très difficilement prévisible, étant donné leur régime extrêmement varié. Ces méthodes de modélisation permettent de prédire que ces carpes ont le potentiel d’envahir rapidement les Grands Lacs, d’établir des populations même avec une abondance initiale faible, et de perturber en bout de ligne les réseaux trophiques des Grands Lacs.

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(80 pages; 2929 K)

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