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Document de recherche 2021/056

L’oxygène dissous comme mesure de la qualité du milieu marin (QMM) dans les estuaires supérieurs du sud du golfe du Saint-Laurent : Implications pour la gestion des nutriments et la couverture de zostères (Zostera marina)

Par Coffin, M.R.S., Poirier, L.A., Clements, J.C., Dickson, E., Guyondet, T., van den Heuvel, M.R.

Résumé

L’eutrophisation, la réponse biologique à l’enrichissement en nutriments, est un processus bien étudié qui constitue une menace pour les écosystèmes côtiers globaux. Malgré une bonne compréhension des mécanismes contribuant à l’impact des nutriments, il n’existe pas de méthode universelle pour leur quantification ou leur surveillance. Ce document présente et évalue un indicateur de surveillance pour les estuaires qui se déversent dans le sud du golfe du Saint-Laurent. Deux indicateurs de surveillance ont été évalués, le premier évaluant les réponses de la zostère marine (Zostera marina), dominante dans la région, et le second examinant les changements dans l’oxygène dissous (OD). La couverture de zostères en pourcentage de l’habitat disponible a été quantifiée précédemment pour chaque estuaire et liée à une série de variables environnementales. La seule variable pour laquelle une relation significative a été trouvée est la charge en azote qui explique 53,0 % de la variabilité de la couverture en zostères à l’aide d’une fonction de réponse non linéaire. La relation montre que ≈63 % de l’habitat disponible occupé est  le maximum pour les estuaires de la région. Les interpolations utilisant cette relation montrent que le déclin des zostères correspond au nitrate-N externe estuarien. Des preuves sont également présentées que l’OD est adapté pour être un indicateur primaire des impacts des nutriments dans les systèmes avec des niveaux élevés de production primaire benthique et pélagique. Des enregistreurs d’OD ont été déployés dans la zone supérieure de l’estuaire, défini par un intervalle de salinité de 15-25 PSU et une profondeur d’eau moyenne de 1-2,5 m dans 27 estuaires distincts entre 2013 et 2020 dans le sud du golfe du Saint-Laurent. Les données de séries temporelles ont été analysées en métriques biologiquement pertinentes qui capturent les symptômes de l’eutrophisation : hypoxie, sursaturation en oxygène dissous et coefficient de variabilité. Ces mesures ont été analysées à l’aide de statistiques multivariées et des groupes distincts se sont formés autour du type d’habitat, soit les habitats dominés par les algues reflétant ces symptômes d’eutrophisation. La combinaison des mesures de l’hypoxie et de la sursaturation en oxygène dissous a conduit à une nouvelle variable appelée " temps d’eutrophisation " (le pourcentage de temps pendant lequel un estuaire passe <4 mg/L et >10 mg/L d’oxygène dissous), qui a permis de capturer efficacement les estuaires ayant une tendance à l’hypoxie et ceux ayant une tendance à la sursaturation. Cette nouvelle variable a ensuite été analysée par régression multiple avec la charge en nitrate-N et le temps de séjour de l’eau comme variables prédictives qui ont finalement été bien corrélées (R2 = 0,81). Cette relation peut être exploitée pour fournir des objectifs de charge en nitrate-N spécifiques à l’estuaire pour les systèmes touchés par les nutriments, à la discrétion de la direction.

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