Alors que la puissance des phénomènes météorologiques extrêmes augmente avec le changement climatique, une équipe de scientifiques prévient que les lacs du monde entier pourraient changer radicalement, menaçant la santé des écosystèmes et la qualité de l'eau.

Et l'équipe internationale rapporte que notre compréhension limitée de la façon dont les lacs, en particulier les algues à la base des réseaux trophiques, peuvent réagir à des tempêtes plus extrêmes représente une lacune dans les connaissances qui augmente le risque.

L'équipe de 39 scientifiques de 20 pays sur quatre continents a étudié ce que l'on sait actuellement sur la façon dont les écosystèmes lacustres réagissent aux tempêtes extrêmes. Les scientifiques ont découvert qu'ils ne pouvaient pas prédire avec certitude comment les lacs réagiraient aux tempêtes plus fréquentes et plus intenses attendues dans un monde en réchauffement.

« Si des événements météorologiques extrêmes modifient considérablement le carbone, nutritif, ou le cyclisme énergétique dans les lacs, nous ferions mieux de le comprendre rapidement, " a déclaré Jason Stockwell, un écologiste aquatique à l'Université du Vermont qui a dirigé la nouvelle recherche, "parce que les lacs peuvent basculer, comme une ampoule, d'un état sain à un état malsain, et il peut être difficile, voire impossible, de les retourner à nouveau."

La nouvelle étude s'est concentrée sur le phytoplancton, des plantes microscopiques communément appelées algues. « Le phytoplancton est particulièrement préoccupant car il est à la base du réseau trophique, " dit Stockwell, "et un moteur essentiel de la qualité de l'eau."

La nouvelle étude, "Impacts des tempêtes sur la dynamique des communautés phytoplanctoniques dans les lacs, " a été publié dans la revue Biologie du changement global le 5 mars.

Orages à venir

Il est bien connu que les événements météorologiques extrêmes endommagent les biens, Infrastructure, et l'environnement, y compris les ressources en eau douce qui sont essentielles à la santé humaine. Cependant, les lacs sont particulièrement sensibles aux tempêtes parce qu'ils subissent directement les tempêtes et reçoivent les eaux de ruissellement de l'ensemble de leurs bassins hydrographiques. Le ruissellement comprend les sédiments, nutriments, microplastiques, et beaucoup plus.

« Nous avons une bonne idée de la façon dont les lacs réagissent physiquement aux tempêtes :la colonne d'eau se mélange, changements de température de l'eau, et les sédiments peuvent être brassés par le fond ou livrés par les rivières et les ruisseaux pour rendre le lac plus trouble, " Stockwell a déclaré. "Mais la réponse physique du lac n'est qu'une partie de l'histoire. L'impact biologique des tempêtes sur le phytoplancton et d'autres plantes et animaux est fondamental pour le comportement des lacs et, comme le révèle notre étude, très peu compris."

A la recherche de milliers d'articles scientifiques du monde entier, les scientifiques n'ont trouvé que 31 études sur 18 lacs qui reliaient les tempêtes aux conditions des lacs d'eau douce, puis au phytoplancton. Non seulement les informations étaient rares, mais les quelques résultats disponibles étaient incohérents. Il est devenu évident que la communauté scientifique comprend mal comment le phytoplancton réagit aux tempêtes, ou comment leurs réponses peuvent différer selon les types de tempête, à travers différents lacs, ou même à différentes périodes de l'année.

De nouvelles connaissances nécessaires

Les scientifiques appellent à une collaboration, effort multidisciplinaire des modélisateurs, limnologues, experts des bassins versants et autres scientifiques, par le biais de réseaux de coordination de la recherche, tels que le Global Lake Ecological Observatory Network (GLEON), pour développer et faire progresser un cadre de recherche sur les impacts des tempêtes sur le phytoplancton.

L'équipe de scientifiques suggère plusieurs directions de recherche, notamment l'intégration de modèles physiques de bassins versants et de lacs avec des modèles biologiques pour mieux prédire les réponses du phytoplancton aux changements induits par les tempêtes dans les conditions du lac. Les scientifiques recommandent également la poursuite et l'élargissement des programmes de surveillance des lacs à long terme, couplé à des réseaux de capteurs électroniques haute fréquence, évaluer les changements à court terme, modèles émergents, et les réponses à long terme des lacs et de la qualité de l'eau aux tempêtes.

Des recherches similaires sont également nécessaires pour le zooplancton, de minuscules brouteurs un peu plus petits qu'un grain de riz qui sont l'aliment essentiel des poissons. L'objectif est de mieux comprendre les voies par lesquelles les tempêtes ont un impact sur les processus à l'échelle du bassin versant et sur les plantes et les animaux des lacs.

« Nous devons rapidement en apprendre davantage afin de mieux répondre à la menace très réelle et pressante du changement climatique sur les lacs du monde entier, " dit Stockwell, directeur du Rubenstein Ecosystem Science Laboratory de l'UVM. "Sans lacs sains, nous sommes coulés, " il a dit.