213 - La science aquatique des eaux douces : 30 ans de recherches au GRIL

Le succès du GRIL résulte de la défaite du CREM (Centre de Recherche Écologique de Montréal) et a été initié grâce à la collaboration des deux groupes de limnologistes francophones et anglophones occupant la scène dans les années 1980-90 au Québec. Le noyau initial regroupait 15 chercheurs de 4 institutions, dont l’UdeM, McGill, l’UQAM et l’UQTR qui ont décidé de s’associer pour créer un réseau de recherche en limnologie et écologie aquatique en 1989. Les universités fondatrices ont fourni les fonds de démarrage qui ont permis, grâce à un bel effort de concertation et de collaboration des membres du GRIL, de développer une thématique de recherche originale et pertinente au niveau fondamental et appliquée. Le GRIL a été financé continuellement depuis 1993 dans le cadre du programme des regroupements stratégiques du FQRNT. Les activités du GRIL se sont développées sous la supervision de quatre directeurs: Bernadette Pinel‐Alloul de l’UdeM (1989–1999), Yves Prairie de l’UQAM (2000–2008), Pierre Magnan de l’UQTR (2008–2015), ainsi que Beatrix Beisner de l’UQAM qui assume la direction depuis 2015. Depuis sa création, le GRIL est devenu le plus grand réseau de recherche en limnologie et écologie des eaux douces au Canada et l’un des meilleurs au niveau international. Il doit son succès à l’esprit d’entreprise des fondateurs, à une collaboration basée sur le respect et l’amitié et à la qualité de ses contributions en recherche et leur pertinence sociétale. Longue vie au GRIL.

La complexité de l’aléa spatio-temporel des fleurs d’eau d’algues (FEA) de même que la méconnaissance de certains processus physico-chimiques sous-tendant leur apparition restreignent la capacité des modèles déterministes à expliquer ce phénomène avec précision. La modélisation de l’aléa spatio-temporel des FEA nécessite une approche par statistiques fréquentielles dans un contexte de gestion du risque associé à l’émergence des FEA. Par ailleurs, la hausse marquée en fréquence et en intensité des FEA dans les écosystèmes d’eau douce semble être en partie le résultat du réchauffement global de la planète et des changements dans le régime hydrologique. L’impact des changements climatiques sur l’occurrence de ce phénomène demeure cependant difficile à quantifier par les méthodes standard de suivi d’échantillonnage, restreintes à un cadre spatio-temporel ponctuel. L'objectif de cette étude est de développer un modèle stochastique non-stationnaire permettant d’étudier l’impact des conditions climatiques, physiographiques et anthropiques sur l’occurrence des FEA des lacs québécois. À terme, il sera possible d’appliquer le modèle fréquentiel régional à des simulations du climat afin d’estimer les probabilités d’apparition future des FEA des lacs québécois et d’étudier l’impact des changements climatiques sur la phénologie des FEA sur notre période de référence et à des horizons futurs.

Le Canada contient plus d’un million de lacs, lesquels apportent de nombreux services écosystémiques aux résidents. Cependant, il est maintenant généralement accepté que les activités humaines ont un effet prononcé sur les écosystèmes naturels via l’utilisation du territoire et les changements climatiques. De plus, nous n’avons qu’une compréhension fragmentée et limitée de l’intégrité écologique de ces plans d’eau. Le zooplancton est un excellent indicateur de l’intégrité écologique des lacs étant donné sa position centrale dans le réseau trophique et sa particularité de se préserver dans les sédiments. Dans le cadre du réseau panCanadien LakePulse du CRSNG, 54 lacs ont été sélectionnés dans l’est du Canada en considérant un gradient d’impact humain. Les communautés contemporaines pélagiques de zooplancton ont été comparées aux assemblages contemporains et préindustriels de cladocères provenant de carottes de sédiments. Pour déterminer quels facteurs influencent la biogéographie passée et actuelle du zooplancton, nous avons comparé l’influence du type d’écozone, du niveau d’activités humaines et de l’environnement sur la composition et la fonction du zooplancton. Cette recherche renforce notre compréhension de l’état de santé des lacs Canadiens et des conséquences des activités humaines sur le plancton aquatique.

La réserve écologique de la RB à l’embouchure de la rivière éponyme et de la Baie Missisquoi, Lac Champlain, a mandat de protéger un marécage abritant plusieurs espèces animales et végétales à statut précaire au Québec. En 2015, une fleur d’eau de cyanobactéries (cyanos) sans précédent a été relevée par le MELCC, mettant sous pression la réserve. Dans un contexte où les changements climatiques sont de plus en plus présents, il est nécessaire de comprendre les facteurs déclenchant les efflorescences cyanobactériennes de cette rivière. Le phénomène étant très peu connu en milieu lotique au Québec et dans un soucis de conservation durable, il semble plus que nécessaire de prévoir comment les changements climatiques affecteront la dynamique des cyanos de ce cours d’eau. À l’aide d’une collaboration avec le MELCC, le CNRC et le projet ATRAPP, des modèles empiriques de prédiction de dynamiques cyanos et de concentrations en cyanotoxines pour les 50 prochaines années dans la RB seront générés à partir d’analyses multivariées des données des étés 2018-2019. Elles comprennent les concentrations en pesticides, en cyanobactéries (ainsi que les taxa), en cyanotoxines, et les conditions météorologiques et physico-chimiques de l’eau, récoltées par les partenaires et des prédictions climatiques pour la région établies par le Consortium OURANOS.

Les herbiers submergés constituent un habitat complexe dans les grands lacs peu profonds. Notre projet vise à trouver une méthode opérationnelle et non destructive d’estimer la biomasse et la complexité structurelle des herbiers submergées sur la base de photographies subaquatiques, et évaluer les relations avec les communautés de zooplancton. L’étude a été réalisée dans 52 stations de la rive sud du Lac Saint-Pierre (Québec). À chaque station, les macrophytes ont été photographiés en  plongée avec une caméra  sous-marine. Ensuite, le zooplancton a été récolté en pompant et en filtrant l’eau dans les macrophytes. Finalement, les macrophytes ont été récoltés dans 3 quadrats de 30 cm² pour estimer leur biomasse. Deux métriques ont été estimées à partir des photos: la couverture en macrophytes basée sur la proportion de l’habitat occupé (PLAND) et la complexité basée sur la dimension fractale (PAFRAC).  Des modèles linéaires et des analyses de redondance ont permis d’évaluer les relations entre la biomasse et les métriques des macrophytes et les variables zooplanctoniques. Notre étude démontre que l’approche photographique est efficace pour estimer la biomasse, la couverture et la complexité des habitats de macrophytes submergés. Nos résultats appuient l’hypothèse que la complexité et la couverture de macrophytes affectent la structure du zooplancton. Cependant, il reste difficile de discerner les effets respectifs des habitats végétaux et de l’environnement.