Cartographie des impacts des changements climatiques sur l’habitat des salmonidés dans les lacs nordiques du Québec

Les lacs nordiques sont nombreux et situés à des latitudes où les changements climatiques sont marqués. Ces écosystèmes aquatiques sont donc appelés à subir des modifications importantes au cours des prochaines décennies, incluant une possible dégradation de l’habitat des salmonidés (ombles, truites, touladi et saumons), des poissons ayant une valeur commerciale, sociale et culturelle importante.

Les salmonidés soutiennent des pêches récréatives et de subsistance qui génèrent d'importantes retombées économiques au Québec. En 2012, les recettes pour la pêche des salmonidés s'élevaient à 482 M$, soit près de 44 % des recettes totales générées par la pêche récréative. Ces pêches font l'objet d'un suivi très strict et il est essentiel pour les gestionnaires de la faune aquatique de savoir quels lacs sont vulnérables et où mettre les efforts pour adapter la gestion de la ressource en conséquence.

Après une première étude qui a démontré comment et par quels processus les changements climatiques influencent le réchauffement des lacs, ce nouveau projet s’est concentré sur la température et sur l’oxygène dissous, les deux principales variables physico-chimiques caractérisant l'habitat préférentiel des salmonidés, qui requiert des seuils thermiques et oxiques très stricts pour leur croissance et leur reproduction.

Crédit photo : SÉPAQ

Quantifier, à l’échelle régionale, et sur un gradient Sud-Nord, les changements à venir pour la température de l’eau et la concentration en oxygène dissous dans les lacs nordiques (au-delà du 50°N) du Québec et du Nunavik.

• Mesure de la température de l’eau et du contenu en oxygène dissous pour certains lacs choisis de manière à calibrer le modèle unidimensionnel MyLake;

• Simulation du cycle annuel de la température à différentes profondeurs pour la période de référence (1981-2010) au moyen de réanalyses basées sur les observations et pour le climat futur aux horizons 2041-2070 et 2071-2100, par la méthode des deltas;

• Ajout d’un nouveau module au modèle MyLake pour simuler les sources, les pertes et le cycle annuel du contenu en oxygène dissous à différentes profondeurs de la colonne d’eau.

Une méthode de classification des lacs du Québec a été élaborée à partir de paramètres morphométriques (surface, périmètre, profondeur moyenne, position du lac et données météorologiques) fournis par le Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs et Environnement et Changements Climatiques Canada.

Cette classification s’est faite en deux étapes, mettant en oeuvre une analyse en composantes principales et une classification ascendante hiérarchique. À partir de 27 846 lacs sélectionnés dans la base de données initiale, cette analyse a conduit à une classification comportant 11 classes-types de lacs et a permis de déterminer que 75% des régions étudiées pouvaient être caractérisées par un seul type de lac.

Une cartographie des habitats thermiques aux horizons 1981‐2010 (référence), 2041‐2070 et 2071‐2100 a été produite à l’aide du modèle unidimensionnel MyLake (Figure 1). Les variations journalières de la température de l’eau et les concentrations en oxygène dissous et en carbone organique dissous ont été modélisées pour trois lacs‐tests : Jacques‐Cartier (dans le sud du Québec), Simoncouche (au Saguenay) et Stewart (près de Kuujjuaq au Nunavik). Les variations journalières observées démontrent que le modèle permet de bien reproduire les variations de températures.

Figure 1: Augmentation de la température des cinq premiers mètres pendant l’été entre 1981‐2010 et 2071‐2100.

La modélisation de l’oxygène dissous représentait un véritable défi dans ce projet; il est encourageant de constater que le modèle reproduit relativement bien la variation annuelle de l’oxygène dissous dans la colonne de l’eau. Cependant les concentrations en oxygène dissous sont moins bien simulées près de la surface et du fond des lacs où les processus d’échanges à ces interfaces non pris en compte par le modèle influencent cette variable (Figure 2).

Figure 2: Concentrations en oxygène dissous simulées (lignes bleues) et mesurées (croix rouges) sur une période de 18 mois.

Des indicateurs comme par exemple, le maximum de contenu en chaleur, le maximum d’épaisseur de glace, le nombre de jours avec au moins 25% du volume du lac entre 5°C et 15°C (refuge thermique) ou encore le nombre de jours avec une température au-dessus de la limite supérieure pour tout le volume du lac, ont été conçus de manière à présenter sous forme cartographique les variations spatiales de l’intensité et la durée du stress thermique subi par les salmonidés en été ainsi que les conditions propices à leur croissance et à leur productivité.

Afin de bonifier l’outil, il resterait à compléter les simulations des concentrations en oxygène dissous pour les lacs-tests et à produire des cartes d’indicateurs de la santé des habitats oxiques pour les lacs‐tests de chacune des régions administratives du Québec, incluant le Nunavik.

• Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs

• Norsk Institute for Vannforskning

• Université du Québec à Chicoutimi