Résumés
Résumé
La végétation aquatique submergée (VAS) joue plusieurs rôles écologiques cruciaux et offre des services écosystémiques inestimables aux sociétés humaines. Cependant, une tendance mondiale montre un déclin de la VAS, généralement causé par la hausse des matières en suspension et des nutriments dans l’eau. L’étude de la VAS du lac Saint-Pierre de 2002 à 2021 a permis de documenter l’occurrence et la composition en espèces de cette végétation. La probabilité d’observer de la VAS aux différentes stations d’échantillonnage est passée de 75 % en 2002 à 20 % en 2021. Ce déclin de la VAS est accompagné d’un changement de composition de la communauté végétale principalement attribuable à la diminution de la vallisnérie d’Amérique (Vallisneria americana). Un potentiel refuge photique associé à la masse d’eau translucide des Grands Lacs supporterait le développement de la VAS dans le lac Saint-Pierre. Toute intervention réduisant la dispersion de cette masse d’eau dans le lac Saint-Pierre devrait être évitée. Des actions de gestion visant l’amélioration de la qualité de l’eau du lac Saint-Pierre et ses tributaires, en réduisant notamment la turbidité, sont nécessaires afin de protéger et de restaurer cette réserve mondiale de la biosphère de l’UNESCO.
Mots-clés :
- lac Saint-Pierre,
- niveau d’eau,
- température,
- turbidité,
- végétation aquatique submergée
Abstract
Submerged aquatic vegetation (SAV) plays several crucial ecological roles and provides invaluable ecosystem services to humans. However, it is declining globally, principally due to an increase in the amount of suspended matter and nutrients within water bodies. A series of studies of the SAV in Lake Saint-Pierre (Québec, Canada) conducted between 2002 and 2021, documented changes in the occurrence and species composition of this vegetation type. The probability of observing SAV at the different sampling stations decreased from 75% in 2002 to 20% in 2021. This decline was accompanied by a change in species composition, mainly associated with a decrease in the amount of American eelgrass (Vallisneria americana). The clearer mass of water flowing from the Great Lakes possibly offers a photic refuge for SAV in Lake Saint-Pierre. Any intervention that would potentially reduce the dispersion of this water mass within the lake should be avoided. Management actions aimed at improving the water quality of Lake Saint-Pierre and its tributaries, notably by reducing turbidity, are needed to restore and protect this UNESCO World Biosphere Reserve.
Keywords:
- Lake Saint-Pierre,
- submerged aquatic vegetation,
- temperature,
- turbidity,
- water level
Parties annexes
Bibliographie
- Bernal, R., S.R., Gradstein et M. Celis, 2015. Catálogo de plantas y líquenes de Colombia. Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. http://catalogoplantasdecolombia.unal.edu.co/en/.
- Bolduc, P., A. Bertolo, C. Hudon et B. Pinel-Alloul, 2020. Submerged aquatic vegetation cover and complexity drive crustacean zooplankton community structure in a large fluvial lake: An in situ approach. Journal of Great Lakes Research, 46 : 767-779. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2019.12.011.
- Borcard, D., P. Legendre et P. Drapeau, 1992. Partialling out the spatial component of ecological variation. Ecology, 73 : 1045-1055. https://doi.org/10.2307/1940179.
- Botrel, M., C. Hudon, J.B. Heffernan, P.M. Biron et R. Maranger, 2022. Climate-driven variations in nitrogen retention from a riverine submerged aquatic vegetation meadow. Water Resources Research, 58 : e2022WR032678. https://doi.org/10.1029/2022WR032678.
- Caron, F., M. Laporte et L. Bernatchez, 2022. Inventaire ichtyologique du bassin versant de la zone du Chêne et de la forêt de la Seigneurie de Lotbinière au moyen de l’ADN environnemental. Le Naturaliste canadien, 146 (2) : 3-18. https://doi.org/10.7202/1091884ar.
- Caza-Allard I., M. Laporte, G. Côté, J. April et L. Bernatchez, 2022. Effect of biotic and abiotic factors on the production and degradation of fish environmental DNA: An experimental evaluation. Environmental DNA, 4 : 453-468. https://doi.org/10.1002/edn3.266.
- Clément, F., J. Ruiz, M.A. Rodriguez, D. Blais et S. Campeau, 2017. Landscape diversity and forest edge density regulate stream water quality in agricultural catchments. Ecological Indicators, 72 : 627-639. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.09.001.
- Corriveau, L., S. Campeau et D. Blais, 2020. Cartographie des risques d’érosion en milieu agricole dans les bassins versants des tributaires du lac Saint-Pierre. Rapport réalisé par le Comité ZIP du lac Saint-Pierre, en collaboration avec le Département des sciences de l’environnement de l’Université du Québec à Trois-Rivières et la Direction des connaissances écologiques du ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, dans le cadre des travaux du Comité d’experts sur l’amélioration de la qualité de l’eau de la Table de concertation régionale du lac Saint-Pierre, 30 p.
- Côté, J.-P. et J. Morin, 2007. Principales interventions humaines survenues dans le fleuve Saint-Laurent entre Montréal et Québec au 20e siècle : 1907-2005. Rapport technique SMC Québec-Section Hydrologie RT- 141. Environnement Canada, Québec, 65 p. Disponible en ligne à : https://publications.gc.ca/collections/collection_2021/eccc/En57-48-141-fra.pdf.
- Dias, M.S., P.A. Tedesco, B. Hugueny, C.Jézéquel, O. Beauchard, S. Brosse et T. Oberdorff, 2017. Anthropogenic stressors and riverine fish extinctions. Ecological Indicators, 79 : 37-46. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.03.053.
- Dray, S., D. Bauman, G. Blanchet, D. Borcard, S. Clappe, G. Guénard, T. Jombart, G. Larocque, P. Legendre, N. Madi et H.H. Wagner, 2022. adespatial: Multivariate multiscale analysis. R package version 0.3-18. https://CRAN.R-project.org/package=adespatial.
- Dudgeon, D., A.H. Arthington, M.O. Gessner, Z.I. Kawabata, D.J. Knowler, C. Lévêque, R.J. Naiman, A-H. Prieur-Richard, D. Soto, M.L.J. Stiassny et C.A. Sullivan, 2006. Freshwater biodiversity: Importance, threats, status and conservation challenges. Biological Reviews, 81 : 163-182. https://doi.org/10.1017/S1464793105006950.
- Ersoy Z., U. Scharfenberger, D.L. Baho, T. Bucak, T. Feldmann, J. Hejzlar, E.E. Levi, A. Mahdy, T. Nõges, E. Papastergiadou, K. Stefanidis, M. Šorf, M. Søndergaard, C. Trigal, E. Jeppesen et M. Beklioğlu, 2020. Impact of nutrients and water level changes on submerged macrophytes along a temperature gradient: A pan-European mesocosm experiment. Global Change Biology, 26 : 6831-6851. https://doi.org/10.1111/gcb.15338.
- Giacomazzo, M., A. Bertolo, P. Brodeur, P. Massicotte, J-O. Goyette et P. Magnan, 2020. Linking fisheries to land use: How anthropogenic inputs from the watershed shape fish habitat quality. Science of Total Environment, 717 : 135377. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135377.
- Goyette, J.O., E.M. Bennett, R.W. Howarth et R. Maranger, 2016. Changes in anthropogenic nitrogen and phosphorus inputs to the St. Lawrence sub-basin over 110 years and impacts on riverine export. Global Biogeochemical Cycles, 30 : 1000-1014. https://doi.org/10.1002/2016GB005384.
- Hébert, S. et D. Blais, 2017. Territoire et qualité de l’eau : développement de modèles prédictifs. Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, Direction générale du suivi de l’état de l’environnement et Direction de l’expertise en biodiversité, Québec, 30 p. Disponible en ligne à : https://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/Rapport_Qualite_Territoire.pdf. [Visité le 2023-02-17].
- Hidding, B., E.S. Bakker, M.J.M. Hootsmans et S. Hilt, 2016. Synergy between shading and herbivory triggers macrophyte loss and regime shifts in aquatic systems. Oikos, 125 : 1489-1495. https://doi.org/10.1111/oik.03104.
- Hilt, S., M.M. A. Nuñez, E.S. Bakker, I. Blindow, T.A. Davidson, M. Gillefalk, L.-A. Hansson, J.H. Janse, A.B.G. Janssen, E. Jeppesen, T. Kabus, A. Kelly, J. Köhler, T.L. Lauridsen, W.M. Mooij, R. Noordhuis, G. Phillips, J. Rückers, H.-H. Schuster, …, C.D. Sayer, 2018. Response of submerged macrophyte communities to external and internal restoration measures in north temperate shallow lakes. Frontiers in Plant Science, 9 : 194. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00194.
- Hosmer, D.W. et S. Lemeshow, 2000. Applied logistic regression. 2e édition. John Wiley & Sons, New York, 373 p.
- Hudon, C., 1997. Impact of water level fluctuations on St. Lawrence River aquatic vegetation. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science, 54 : 2853-2865. https://doi.org/10.1139/f97-201.
- Hudon, C., 2000. Phytoplankton assemblages in the St. Lawrence River, downstream of its confluence with the Ottawa River, Quebec, Canada. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science, 57 : 16-30. https://doi.org/10.1139/f99-228.
- Hudon, C., 2006. Chap. 5: Effects of the hydrological regime on plant diversity and productivity. Dans : Talbot, A. (édit.). Water availability issues for the St. Lawrence River: An environmental synthesis. Environnement Canada, Montréal, p. 55-68. Disponible en ligne à : https://publications.gc.ca/collections/collection_2010/ec/En154-43-2006-eng.pdf. [Visité le 2023-02-17].
- Hudon, C. et R. Carignan, 2008. Cumulative impacts of hydrology and human activities on water quality in the St. Lawrence River (Lake Saint-Pierre, Quebec, Canada). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 65 : 1165-1180. https://doi.org/10.1139/F08-069.
- Hudon, C., A. Cattaneo, A.M. Tourville-Poirier, P. Brodeur, P. Dumont, Y. Mailhot, J.P. Amyot, S.P. Despatie et Y. de Lafontaine, 2012. Oligotrophication from wetland epuration alters the riverine trophic network and carrying capacity for fish. Aquatic Sciences, 74 : 495-511. https://doi.org/10.1007/s00027-011-0243-2.
- Hudon, C., M. Jean et G. Létourneau, 2018. Temporal (1970-2016) changes in human pressures and wetland response in the St. Lawrence River (Québec, Canada). Science of The Total Environment, 643 : 1137-1151. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.080.
- James, G., D. Witten, T. Hastie et R. Tibshirani, 2013. An introduction to statistical learning: With applications in R. Springer, New York, 434 p.
- Knudson, C., S. Benson, C. Geyer et G. Jones, 2021. Likelihood-based inference for generalized linear mixed models: Inference with the R package glmm. Stat, 10 (1) : e339. https://.
- Laporte, M., B. Bougas, G. Côté, O. Champoux, Y. Paradis, J. Morin et L. Bernatchez, 2020. Caged fish experiment and hydrodynamic bidimensional modeling highlight the importance to consider 2D dispersion in fluvial environmental DNA studies. Environmental DNA, 2 : 362-372. https://doi.org/10.1002/edn3.88.
- Laporte, M., E. Reny-Nolin, V. Chouinard, C. Hernandez, E. Normandeau, B. Bougas, C. Côté, S. Behmel et L. Bernatchez, 2021. Proper environmental DNA metabarcoding data transformation reveals temporal stability of fish communities in a dendritic river system. Environmental DNA, 3 : 1007-1022. https://doi.org/10.1002/edn3.224.
- Laporte, M., C.S. Berger, E. García-Machado, G. Côté, O. Morissette et L. Bernatchez, 2022. Cage transplant experiment shows weak transport effect on relative abundance of fish community composition as revealed by eDNA metabarcoding. Ecological Indicators, 137 : 108785. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.108785.
- Lefcheck, J.S., R.J. Orth, W.C. Dennison, D.J. Wilcox, R.R. Murphy, J. Keisman, C. Gurbisz, M. Hannam, J.B. Landry, K.A. Moore, C.J. Patrick, J. Testa, D.E. Welle et R.A. Batiuk, 2018. Long-term nutrient reductions lead to the unprecedented recovery of a temperate coastal region. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115 : 3658-3662. https://doi.org/10.1073/pnas.1715798115.
- Legendre, P. et E.D. Gallagher, 2001. Ecologically meaningful transformations for ordination of species data. Oecologia, 129 : 271-280. https://doi.org/10.1007/s004420100716.
- Magnan, P., É. Paquin, P. Brodeur, Y. Paradis, N. Vachon, P. Dumont et Y. Mailhot, 2022. État du stock de perchaudes du lac Saint-Pierre et du secteur pont Laviolette – Saint-Pierre-les-Becquets en 2021. Comité scientifique sur la gestion de la perchaude du lac Saint-Pierre. Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, Québec, iv + 49 p. et ann. Disponible en ligne à : https://mffp.gouv.qc.ca/documents/faune/peche/RA_Avis-Scientifique_Moratoire-Perchaude_2021.pdf.
- [MDDEFP] Ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs, 2013. Le lac Saint-Pierre : un joyau à restaurer. Ministère du Développement durable, de l’Environnement, de la Faune et des Parcs, Québec, 28 p. Disponible en ligne à : https://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/lac-st-pierre/doc-synthese.pdf.
- Morin, J. et A. Bouchard, 2001. Les bases de la modélisation du tronçon Montréal/Trois-Rivières. Rapport scientifique SMC-Hydrométrie RS-100. Environnement Canada, Sainte-Foy, 56 p.
- Morin, J., K. Turgeon, S. Martin et O. Champoux, 2006. Chap. 3: Modelling changes in aquatic plant communities and wetland of the St. Lawrence River. Dans : Talbot, A. (édit.). Effects of the hydrological regime on plant diversity and productivity. Water availability issues for the St. Lawrence River: An environmental synthesis. Environnement Canada, Montréal, p. 24-37. Disponible en ligne à : https://publications.gc.ca/collections/collection_2010/ec/En154-43-2006-eng.pdf. [Visité le 2023-02-17].
- Oksanen, J., G. Blanchet, M. Friendly, R. Kindt, P. Legendre, D. McGlinn, P.R. Minchin, R.B. O’Hara, G.L. Simpson, P. Solymos, M. Henry, H. Stevens, E. Szoecs et H. Wagner, 2019. vegan: Community ecology package. R package version 2.5-6.
- Paquin, É., P. Brodeur, N. Vachon, Y. Paradis et C. Côté, 2018. Synthèse de l’état de situation des espèces de poissons d’intérêt sportif au lac Saint-Pierre en 2016. Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, Québec, 4 p. Disponible en ligne à : https//mffp.gouv.qc.ca/documents/faune/etat-situation-poissons-lac-St-Pierre-2016.pdf.
- Patoine, M. 2017. Charges de phosphore, d’azote et de matières en suspension à l’embouchure des rivières du Québec – 2009 à 2012. Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, Direction générale du suivi de l’état de l’environnement, Québec, 25 p. et 11 ann. Disponible en ligne à : https://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/phosphore/charge-phosphore-azote-mes2009-2012.pdf. [Visité le 2023-02-17].
- R Core Team, 2018. R: A language and environment for statistical computing. Disponible en ligne à : www.r-project.org/foundation/. [Visité le 2023-02-17].
- Robin, X., N. Turck, A. Hainard, N. Tiberti, F. Lisacek, J-C. Sanchez et M. Müller, 2011. pROC: An open-source package for R and S+ to analyze and compare ROC curves. BMC Bioinformatics, 12 : 77. https://doi.org/10.1186%2F1471-2105-12-77.
- Rondeau, B., 1999. Validation d’une station de référence pour le suivi de la qualité des eaux dans le fleuve Saint-Laurent à Québec. Scientific and Technical Report ST-175, Environment Canada, Centre Saint-Laurent, Montréal.
- Simoneau, M., 2017. Qualité de l’eau des tributaires du lac Saint-Pierre : évolution temporelle 1979-2014 et portrait récent 2012-2014. Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, Direction générale du suivi de l’état de l’environnement, Québec. 54 p. + 13 ann. Disponible en ligne à : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/lac-stpierre/qualite-eau-tributaires.pdf.
- Tessier, C., 2003. Influence de la structure des habitats végétaux sur les communautés d’invertébrés lacustres. Mémoire de maîtrise, Université de Montréal, Montréal.
- Vis, C., 2004. Importance relative des producteurs primaires sur la production globale du lac Saint-Pierre, un grand lac fluvial du Saint-Laurent. Thèse de doctorat, Université de Montréal, Montréal. Disponible en ligne à : https //papyrus.bib.umontreal.ca/xmlui/handle/1866/15024?locale-attribute=fr.
- Vis, C., A. Cattaneo et C. Hudon, 2008. Shift from chlorophytes to cyanobacteria in benthic macroalgae along a gradient of nitrate depletion. Journal of Phycology, 44 : 38-44. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.2007.00429.x.
- Vörösmarty, C.J., P.B. McIntyre, M.O. Gessner, D. Dudgeon, A. Prusevich, P. Green, P. Gliden, S.E. Bunn, C.A. Sullivan, C.R. Liermann et P.M. Davies, 2010. Global threats to human water security and river biodiversity. Nature, 467 : 555-561. https://doi.org/10.1038/nature09440.
- Wigand, C., J. Wehr, K. Limburg, B. Gorham, S. Longergan et S. Findlay, 2000. Effect of Vallisneria americana (L.) on community structure and ecosystem function in lake mesocosms. Hydrobiologia, 418 : 137-146. https://doi.org/10.1023/A:1003808220424.
10.7202/1091884ar