La matière organique d'origine terrestre s'accumule dans les lacs d'eau douce. Les feuilles d'érable tombent des arbres en automne et sont soufflées et emportées dans les lacs où elles sont nourries par les animaux aquatiques. Crédit :Andrew Tanentzap
La plupart des réserves d'eau douce de la planète se trouvent dans l'hémisphère nord, une région qui évolue rapidement en réponse à l'activité humaine et aux tendances climatiques changeantes. Une équipe internationale de scientifiques a analysé 147 lacs du nord et a découvert que beaucoup dépendent des nutriments des feuilles des arbres, aiguilles de pin, et d'autres plantes cultivées sur terre pour nourrir la vie aquatique.
L'étude, publié aujourd'hui dans Avancées scientifiques , offre l'analyse la plus complète à ce jour sur les subventions terrestres aux réseaux trophiques des lacs. Les résultats soulignent l'interdépendance des systèmes terrestres et aquatiques et livrent un message clé :pour maintenir les lacs dans l'hémisphère nord, les gestionnaires doivent comprendre comment les changements de paysage - tels que le défrichement des forêts ou l'agriculture - ont un impact sur les réseaux trophiques des lacs.
Dr Christopher Solomon, un scientifique du Cary Institute of Ecosystem Studies et co-auteur de l'article, explique, « Parce que le support terrestre des réseaux trophiques aquatiques diffère d'un lac à l'autre, il y a eu une certaine controverse sur son importance relative. Nous avons entrepris de révéler dans quelle mesure les organismes d'eau douce dépendent des nutriments terrestres pour survivre, et les facteurs qui influencent la variabilité entre les lacs dans une vaste zone géographique.
Pour découvrir le lien entre les bassins versants et les réseaux trophiques lacustres, l'équipe de recherche a concentré son attention sur le zooplancton. Ces minuscules animaux forment la base du réseau trophique aquatique et sont essentiels à la survie des poissons et d'autres formes de vie aquatique.
Plus de 550 échantillons de zooplancton ont été prélevés dans des lacs dans diverses conditions, de la forêt boréale aux régions subtropicales. Bon nombre de ces sites sont regroupés dans la région des Grands Lacs et dans toute l'Europe du Nord. Des techniques d'isotopes stables ont été utilisées pour déterminer si le zooplancton d'un échantillon donné se nourrissait principalement de plantes aquatiques, ou plutôt en se concentrant sur les feuilles, aiguilles de pin, et d'autres matières organiques qui se déversent dans les lacs à partir de leurs bassins hydrographiques.
Sources potentielles de nutriments - telles que la litière de feuilles, Matière organique des sols, phytoplancton, et les algues - contiennent des signatures isotopiques uniques. Le zooplancton porte la signature isotopique de la source de nourriture dont il tire la plupart de ses nutriments. Dans la moitié des échantillons de zooplancton, les animaux étaient constitués d'au moins 42 % de matériel d'origine terrestre. Dans certains cas, les sources terrestres représentaient jusqu'à 83 % de la biomasse totale du zooplancton.
Lac Linton, Sudbury, AU, Le Canada montre un lien physique étroit entre les écosystèmes terrestres et aquatiques. Crédit :Andrew Tanentzap
Salomon commente, « Si tu es ce que tu manges, alors beaucoup de poissons lacustres sont, en partie, constitués de plantes de leurs bassins versants. Comprendre comment les lacs sont liés à la terre est essentiel à une gestion efficace de l'eau douce. »
À cette fin, l'équipe a également étudié comment les caractéristiques physiques des terres qui s'écoulent dans les lacs influencent les subventions terrestres aux réseaux trophiques des lacs. Différences de couvert arboré, densité de végétation, concentrations de carbone du sol, région du lac, et le périmètre du lac peut avoir une incidence sur la quantité de matière terrestre disponible pour la vie aquatique.
Lorsque les lacs étaient nichés dans des paysages aux arbres et à la végétation abondantes, l'équipe a découvert que le zooplancton dépendait davantage des nutriments d'origine terrestre. Les lacs de petite superficie par rapport à la longueur de leurs rives étaient également plus tributaires des apports terrestres. Sur ces sites, modifications de la végétation riveraine, comme le défrichage d'une forêt pour un stationnement récréatif, pourrait avoir un impact négatif important sur la vie du lac.
Mais tous les lacs ne dépendent pas des apports terrestres. Dans les lacs aux algues abondantes, les animaux préfèrent souvent ces ressources aux alternatives terrestres car elles sont plus riches en acides gras et en macronutriments. Utilisation des terres qui augmente la matière organique terrestre dans ces lacs, comme le reboisement d'un site défriché, pourrait créer de l'ombre qui réduit la croissance des algues, obligeant les organismes à déplacer leur alimentation vers des sources terrestres.
L'auteur principal, le Dr Andrew Tanentzap du Département des sciences végétales de l'Université de Cambridge, note :"Tout est plus connecté que nous ne le pensons. Notre objectif est d'aider à identifier quels lacs dépendent des subventions terrestres - et lesquels ne le sont pas - afin que la planification de l'utilisation des terres tienne compte des impacts sur les eaux en aval."
« La gestion dépend de ce que vous voulez atteindre. Si le système est un système dans lequel la croissance des algues est un problème, un bon moyen de lutter contre cela est avec les ressources terrestres qui ombragent la croissance des algues, mais en même temps peut soutenir le zooplancton, " explique Tanentzap. La création de zones tampons riveraines pourrait être une stratégie efficace pour gérer les apports terrestres dans les systèmes d'eau douce.
