Gel/Dégel
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Introduction :
À mesure que les températures commencent à descendre en hiver, la glace se forme à la surface de l’eau, recouvrant éventuellement toute la surface d’une couche de glace si les températures restent froides assez longtemps. Nous sommes alors en condition de gel. Ce phénomène dépend de la profondeur et du débit; les cours d’eau plus lents et moins profonds, comme les étangs et les petits lacs gèlent plus tôt que le cours principal.
À mesure que les températures remontent au printemps, la glace commence à fondre. Lorsqu’un tronçon de rivière, une baie ou un lac est libéré de la glace, nous sommes en condition de dégel. Combiné avec la fonte des neiges, ce phénomène correspond habituellement à la crue printanière (pointe de débit du printemps). Les températures hivernales plus variables des dernières années ont toutefois contribué à une augmentation des cycles de gel-dégel, diminuant l’accumulation de neige et créant une disjonction entre les périodes de dégel et les pointes de débit. Ce changement de période de pointe font des dates de gel et de dégel des indicateurs importants de l’état de santé écologique dans le contexte du changement climatique.
En bref, le gel survient à la date à laquelle un plan d’eau est entièrement recouvert de glace et le dégel survient lorsque la glace est complètement disparue de la surface. Ces mesures informent sur bon nombre de conditions environnementales, telles que la température de l’air, la température de l’eau et le débit.
Les cycles de gel/dégel peuvent également donner des indices biologiques importants pour certaines espèces dont les comportements sont déclenchés par le gel (p. ex. l’hibernation) ou par le dégel (saison du frai ou période d’alimentation intensive). Par conséquent, d’autres importants indicateurs de la santé du bassin versant, tels que les invertébrés benthiques et la diversité des poissons sont étroitement liés au gel/dégel.
Les données sur le gel/dégel sont rares pour la rivière des Outaouais, probablement en raison du fait que cette période varie selon le secteur (certains secteurs gèlent dès la chute des température, d’autres ne gèlent jamais et d’autres encore peuvent geler et dégeler plusieurs fois au cours du même hiver); une base de données complète pourrait s’avérer difficile et/ou onéreuse à recueillir. Mais comme l’apparition et la disparition de la glace à la surface est facilement observable sans équipement spécialisé, on pourrait très bien documenter le gel/dégel grâce à la science citoyenne d’un grand nombre de bénévoles dévoués répartis dans tout le bassin versant.
Que savons-nous des périodes de dégel dans le bassin versant?
Les données limitées empêchent de tirer des conclusions solides, mais permettent certaines observations intéressantes que l’on peut déduire des dates de dégel à ces deux endroits du bassin versant. Au lac Témiscamingue, le dégel survient habituellement entre la mi-avril et la mi-mai; on ne note aucun changement de dates perceptible sur une période de 100 ans. Cette stabilité nous offre une base fiable de comparaison avec les données de l’année en cours et nous indique si les conditions actuelles sont normales ou non.
Autre constatation intéressante : Lorsque l’on étudie les données pour le lac Témiscamingue et le lac aux Allumettes, la date de dégel la plus hâtive est survenue la même année (2012) pour les deux endroits, suggérant un hiver anormalement doux cette année-là. En outre, les deux endroits font état de modèles très similaires de variation d’une année à l’autre pour les quelques 30+ années pour lesquelles des données sont disponibles pour les deux endroits. Tout cela malgré le fait qu’ils sont distants d’environ 300 km de rivière, suggérant que le dégel n’est pas un bon indicateur de l’état de santé des écosystèmes pour un endroit précis, mais pour le bassin versant dans son ensemble.
Relations avec les autres indicateurs :
Gel/dégel
Le gel survient à la date à laquelle un plan d’eau est entièrement recouvert de glace et le dégel survient lorsque la glace est complètement disparue de la surface. Ces mesures informent sur bon nombre de conditions environnementales, telles que la température de l’eau et le débit.
Proliférations d’algues
Les algues constituent un groupe d’organismes végétaux unicellulaires ou multicellulaires. La croissance des algues contribue, de la même manière que les plantes aquatiques, à soutenir l’écosystème en produisant de l’oxygène et en étant une source de nourriture pour les petits animaux. Toutefois, lorsque les conditions environnementale dévient de la normale, les algues peuvent proliférer rapidement et créer une surpopulation d’algues.
Température de l’eau
Avec la hausse des températures mondiales, la température de l’eau (notamment la température maximale annuelle) deviendra un important indicateur de la santé du bassin versant dans l’avenir. La température de l’eau est fortement corrélée à bon nombre d’autres indicateurs importants de l’état écologique et peut souvent expliquer, mettre en contexte ou même prédire les changements dans la qualité des habitats.
Oxygène dissous
L’oxygène dissous indique la concentration d’oxygène libre dans la colonne d’eau produite par les plantes aquatique et les algues par la photosynthèse, ou transféré de l’air à la surface de l’eau. L’oxygène dissous est essentiel à toute la vie aquatique et pour la décomposition des déchets organiques. La quantité d’oxygène disponible dépend également de nombreux facteurs abiotiques dont la salinité, la pression et la profondeur, le vent, le débit et l’action des vagues.
Chlorophylle-a
Principal type de chlorophylle dans les plantes vertes et les algues, la chlorophylle a sert à la photosynthèse oxygénique. La mesure de la concentration de chlorophylle a dans un milieu aquatique permet de mieux comprendre la densité et la prédominance des algues, facteurs qui peuvent influer sur la concentration d’oxygène dissous ou indiquer un risque de prolifération.
Phosphore total
Le phosphore est un élément essentiel à la vie. Il joue un rôle structurel dans le matériel génétique (p. ex. l’ADN) et les membranes cellulaires; c’est un composant actif de la production, du stockage et du transfert de l’énergie cellulaire sans lequel les organismes vivants ne peuvent effectuer certains processus (tels que la respiration et l’absorption des nutriments).
Connectivité riveraine
Les zones riveraines naturelles et végétalisées, zones de transition uniques entre les écosystèmes terrestres et aquatiques, ont de nombreux bienfaits. Elles offrent un habitat à la faune riveraine, filtrent les eaux de ruissellement, régulent la température locale et stabilisent la rive. La mesure de la connectivité riveraine donne de précieux renseignements sur la santé du bassin versant et permet de mieux comprendre l’incidence du développement sur la résilience de ces zones.
Surverses d'égouts unitaires
Lors d’une surverse d’égouts unitaires, un mélange d’eaux usées et d’eaux pluviales, est déversé dans un plan d’eau, y introduisant des polluants, des pathogènes et l’excédent des déchets organiques. Les eaux usées non traitées ou traitées inadéquatement posent un risque à la santé des usagers récréatifs, tels que les adeptes de la baignade, des sports de pagaie, etc. Elles compromettent également les écosystèmes aquatiques en diminuant l’oxygène dissous disponible par la présence de matière organique en décomposition.
Débit
La quantité ou le volume d’eau à un moment donné et la vitesse à laquelle cette eau se déplace le long de la rivière en détermine le débit. Le débit peut mettre en contexte un certain nombre d’autres indicateurs et constituer un important facteur lorsqu’on examine la chimie de l’eau ou les impacts des polluants (par exemple, la concentration de pollution aura un impact différent selon que le débit de la rivière est faible ou élevé). En comparant les débits dans le même tronçon de rivière, on peut déceler différentes tendances et les incidences des obstacles au débit sur le biote aquatique.
Changement d’utilisation du sol
L’utilisation du sol renvoie aux différentes affectations des terres, comme l’agriculture, les routes, les espaces urbains, les forêts naturelles ou exploitées, les milieux humides et les aires protégées. Les changements d’utilisation du sol ont des effets sur la quantité d'eau et la qualité de l’eau qui entre dans la rivière par ruissellement et peuvent aider à expliquer les changements associés à d’autres indicateurs dans un milieu donné.
Invertébrés benthiques
Les invertébrés benthiques sont des organismes trouvés dans les sols ainsi que sur les roches et la matière organique qui forment le lit des ruisseaux, des rivières et des lacs. Leur tolérance à la pollution varie énormément selon les espèces; l’abondance relatives des espèces tolérantes ou sensibles à la pollution est un bon indicateur de la qualité de l’eau et de la santé des écosystèmes.
Espèces envahissantes
Les espèces envahissantes sont des espèces non indigènes qui ont été introduites dans un habitat et peuvent supplanter les espèces indigènes. Les espèces envahissantes perturbent l’écosystème établi, ce qui peut entraîner une dégradation de sa qualité et de sa santé.
Richesse en poissons
La richesse en poissons mesure la présence de différentes espèces de poissons dans un écosystème ou un habitat. Une plus grande richesse est préférable en général, mais certains facteurs confusionnels, tels que le type d’habitat et la présence d’espèces envahissantes, peuvent rendre cette richesse menaçante pour la santé des écosystèmes.
Mercure dans l’eau
Hautement toxique, le mercure produit naturellement est capté par les plantes et les sédiments et retiré de la colonne d’eau. Toutefois, l’activité humaine produit un excédent de mercure qui se retrouve dans la colonne d’eau. Le mercure dans l’eau est par conséquent un utile indicateur de l’impact humain sur le bassin versant.
Autres ressources :
