Comment surveiller l’oxygène dissous ?

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Introduction :

Tous les animaux ont besoin d’oxygène pour vivre, y compris les poissons et autres animaux aquatiques. L’oxygène joue aussi un rôle central dans la digestion et la décomposition aérobies. Il est donc essentiel à la santé et à l’équilibre des écosystèmes, ainsi qu’au recyclage dans l’environnement des nutriments provenant d’organismes morts.

L’oxygène dissous est une mesure de la concentration d’oxygène libre dans la colonne d’eau. Cet oxygène est libéré par les organismes, les plantes aquatiques et les algues lors de la photosynthèse. Il peut aussi entrer dans l’eau par échange avec l’atmosphère. Dans un écosystème en état d’équilibre, il y a suffisamment d’oxygène libéré ou transféré dans l’eau pour permettre la décomposition et la respiration. Toutefois, lorsqu’il y a un excès de déchets organiques causé, par exemple, par des eaux d’égout ou des proliférations d’algues, il se peut que la demande en oxygène dépasse l’offre. Pour digérer la vaste quantité de déchets, les décomposeurs (bactéries, vers, etc.) accélèrent leur travail, ce qui entraîne une diminution rapide de la quantité d’oxygène dissous que les poissons et autres animaux peuvent respirer. En dessous d’un certain seuil, le manque d’oxygène peut causer une mortalité accrue chez les poissons et d’autres animaux, et ainsi augmenter encore plus la demande en oxygène pour décomposer cette surcharge de déchets organiques.

La quantité d’oxygène disponible dans la colonne d’eau est également influencée par plusieurs facteurs abiotiques, dont la température, la salinité, la pression et la profondeur, le vent, l’action des vagues et le débit. C’est pourquoi la concentration et la saturation en oxygène dissous varient d’un point à l’autre du bassin de la rivière des Outaouais, selon le type de plan d’eau. La température a aussi un effet, car l’eau froide peut accueillir une concentration plus élevée d’oxygène dissous que l’eau chaude. La concentration en oxygène dissous peut donc être plus basse en été. Les petits plans d’eau sont plus sensibles aux écarts de température et au débit. La quantité d’oxygène dissous varie davantage dans les affluents que dans les lacs, ce qui a pour effet de limiter l’aire de répartition de certaines espèces, dont les poissons, qui supportent moins bien les changements dans leur habitat. En raison de son lien étroit à la température, l’oxygène dissous est un indicateur particulièrement intéressant pour mesurer la santé de l’écosystème du bassin versant dans le contexte des changements climatiques.

Que savons-nous des données d’oxygène dissous dans le bassin versant?

La période de données d’oxygène dissous disponibles pour le cours principal de la rivière des Outaouais s’étend d’octobre 1966 jusqu’à aujourd’hui. Les lignes pointillées horizontales représentent le seuil d’oxygène dissous nécessaire pour les espèces d’eau douce (en noir : les espèces d’eau froide – premiers stades de vie; en gris foncé : espèces d’eau froide – autres stades de vie; en gris pâle : espèces d’eau chaude). Les points de données sous chaque ligne indiquent les niveaux d’oxygène qui sont trop bas pour soutenir les espèces adaptées à cet habitat.

De nombreuses mesures d’oxygène dissous sont sous le seuil nécessaire au premiers stades de vie des espèces d’eau froide, ce qui fait craindre que ces espèces pourraient être à risque. Toutefois, il faut analyser plus en profondeur la correspondance entre les périodes à faible taux d’oxygène et les premiers stades de vie de ces espèces avant de tirer une telle conclusion. 

Les données étant limitées et sporadiques, la compréhension de l’état de santé du bassin versant devient difficile. Les données d’oxygène dissous ne sont disponibles que pour cinq endroits le long du tronçon principal de la rivière des Outaouais. Ces données datent d’aussi loin que les années 60 mais présentent des lacunes de plusieurs années pour certains endroits et la plupart de ceux-ci n’ont enregistré le taux d’oxygène qu’une fois par mois ou moins.

Données supplémentaires :

Vous voulez encore plus de données sur l’oxygène dissous dans le bassin versant? Consultez notre tableau de bord pour cet indicateur.

Relations avec les autres indicateurs :

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.

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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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Autres ressources :

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Comment mesurer l'oxygène dissous ?

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