Soutenance mémoire
AQUACULTURE ET ENVIRONNEMENT
L’aquaculture possède la croissance la plus rapide dans tout le secteur de l’ alimentation, malgré que, présentement, cette activité progresse plus lentement qu’ au cours des années 80 et 90 (F AO, 2012). En atteignant un sommet historique avec 60 millions de tonnes produites en 2010, cette croissance de l’aquaculture permet de compenser les pêches qui tendent à se stabiliser (FAO, 2012). Bien qu’en Amérique du Nord, l’ aquaculture ne progresse plus depuis quelques années (FAO, 2012), plusieurs provinces du Canada, dont la Colombie Britannique, le Nouveau-Brunswick et l’Île-duPrince-Édouard, font de cette activité une source de revenus pour de nombreuses collectivités (Pêches et Océans Canada, 2013). Les poissons sont le groupe le plus produits au Canada, mais on observe une augmentation de la production des mollusques de 20 Il à 2012, soit de 39 203 à 41 301 tonnes (Statistiques Canada, 2012). Au niveau mondial, le groupe des mollusques arrive en 2e position quant au pourcentage de la production aquacole totale (Figure 1). Dans ce groupe, ce sont les palourdes et le coques qui ont le plus progressées. Au début des années 90, leur production était égale à la moitié de celle des huîtres, mais en 2008, les palourdes et les coques ont surpassé la production des huîtres et sont présentement les mollusques les plus produits (FAO, 2012).C’ est en Colombie-Britannique que l’on retrouve la plus grande production de palourdes au Canada (Statistiques Canada, 2012) avec la culture intertidale des palourdes japonaises (Venerupis philippiranrum) (BC Shellfish Grower’s Association, 2014). La culture des palourdes japonaises (vivant dans le sédiment) est depuis quelques années étudiée dans l’ouest canadien (Munroe et McKinley, 2007a; 2007b; Whiteley et BendellYoung, 2007; Bendell-Young, 2006; Jamieson et al. , 2001) et démontre qu’elle influence à différents degrés l’environnement benthique (Figure 2). La figure de Dumbauld et al. (2009) omet l’ensemencement des bivalves qui pourrait également avoir des effets sur l’ envirOlmement (Bendell, 2014; Witheley et Bendell-Young, 2007). En effet, l’ ensemencement d’ une grande quantité de palourdes change la dynamique des interactions entre les communautés intertidales (Witheley et Bendell-Young, 2007). Byers (2005) a mentionné qu’ une des principales conséquences de l’ensemencement des palourdes est de rendre accessible la source de nourriture aux crabes qui sont de grands prédateurs des palourdes. En augmentant l’ abondance des prédateurs, cela va affecter les communautés benthiques car les crabes ne vont pas seulement se nourrir des palourdes, mais également des autres espèces présentes (Byers, 2005). Parmi les autres impacts engendrés par cette culture, l’ ajout d’ un filet de protection au-dessus des palourdes pourrait être l’ une des principales causes des changements observés dans l’environnement. Les structures d’ élevages en aquaculture sont connues pour engendrer des impacts sur le milieu en procurant à de nombreux organismes un nouveau substrat où s’établir (McKindsey et al. , 2011 ; Dumbauld et al. , 2009; Ross et al., 2004).
Effets de la culture des palourdes sur les caractéristiques du sédiment
Les élevages de palourdes japonaises affectent le sédiment par la biodéposition (déposition de la matière organique), la bioturbation (perturbation par l’activité biologique) et la bioirrigation (irrigation par les tunnels des palourdes) (Nizzoli et al. , 20 11 ; 2007;2006a). La culture des palourdes introduit un grand nombre d’individus dans le milieu allant généralement de 330-660 jusqu’ à 800-900 ind. m2 (Jamieson et al. , 2001) et pouvant même atteindre des densités de 1000 à 2000 ind. m2 (Bartoli et al. , 2001). L’ augmentation de la densité d’ une espèce de bivalves dominante peut accroître l’enrichissement en matière organique sur le fond marin (Whiteley et Bendell-Young, 2007). La présence des filets de protection permet également une accumulation de la matière organique en diminuant lacirculation de l’eau à l’interface eau-sédiment (Spencer et al., 1997; 1996). L’interaction directe des palourdes avec le sédiment influence le transfert d’oxygène plus en profondeur par l’augmentation de la surface offerte pour l’échange d’oxygène par les murs des terriers des palourdes, par la diffusion de l’oxygène de leurs tissus vers le sédiment et par la cormectivité du sédiment avec l’eau sus-jacente induite par leur courant de filtration (Nizzoli et al., 2006b). En effet, le sédiment retrouvé dans les cultures de palourdes est généralement très bien oxygéné en comparaison à d’autres élevages de bivalves (Nizzoli et al., 20 11 ) et le transfert de cet oxygène au sédiment favorise le métabolisme aérobie et la réoxydation de composés réduits (Nizzoli et al., 2006b). Cette bonne oxygénation du sédiment permet une meilleure minéralisation de la matière organique. De ce fait, l’accumulation de cette matière, due à la culture, subit une rapide déplétion grâce au métabolisme aérobie qui s’installe dans le milieu (Nizzoli et al., 2011). Avec l’installation de ce métabolisme, l’augmentation du taux de matière organique dans le site de culture peut être difficilement observable et être très près de ce qui est retrouvé dans les sites naturels (Nizzoli et al., 2007).
Effets de la culture des palourdes sur la macro faune benthique
L’ aquaculture entraîne une manipulation des habitats naturels ainsi que la perturbation de ses communautés endémiques (Pillay, 1992) et il est difficile d’ établir le niveau d’accommodation de ces communautés face aux changements (Simenstad et Fresh, 1995). Les effets de la culture des palourdes japonaises sur les communautés benthiques ont été étudiés (Toupoint et al., 2008; Bendell-Young, 2006; Whiteley et Bendell-Young,2007; Spencer et al., 1998; 1997; 1996; Kaiser et al., 1996; Simenstad et Fresh, 1995), mais peu de ces études ont déterminé les effets engendrés par l’ajout des structures d’élevage, que sont les filets de protection, et les organismes encrassant qui peuvent être présents sur ces filets. En effet, Power et al. (2007) ont démontré que les filets peuvent agir comme un nouveau substrat pour l’implantation de macroalgues et que ces dernières peuvent abriter de nombreux organismes. La présence des filets de protection peut changer la dynamique des populations et possiblement les interactions biotiques au sein des communautés intertidales (Whiteley et Bendell-Young, 2007). Une étude de cinq ans a été réalisée par Spencer et al. (1998; 1997; 1996) afin de déterminer les changements dans les communautés benthiques engendrés par la présence de ces filets de protection. Les changements dans l’ abondance des organismes benthiques ont principalement été attribués à l’utilisation des filets qui réduit la circulation de l’eau, modifie les caractéristiques du sédiment et exclue la majorité des prédateurs. Il a été observé que l’abondance et la densité des organismes augmentaient sous les filets de protection et que la composition des espèces changeait vers une dominance d’espèces déposivores (Spencer et al., 1997; 1996). À l’opposé, certaines études ont démontré qu’une grande intensité de la culture des palourdes sur plusieurs années est associée à une diminution de la richesse spécifique, de la distribution des espèces et de l’ abondance des individus (Bendell-Young, 2006; Beadman et al. , 2004; Bartoli et al., 2001). Emmerson et al. (2001) ont étudié le rôle de la diversité sur les flux de nutriments dont l’azote et l’ammonium. Lors de la diminution de la richesse des espèces, la variabilité dans les flux d’ azote a augmenté, démontrant un écosystème qui subit des changements plus difficile à prévoir. Cette réduction de la richesse des espèces pourrait diminuer la stabilité des écosystèmes intertidaux (Emmerson et al. , 2001) qui à son tour pourrait nuire à la productivité globale de la culture des bivalves en plus des autres communautés associées (Bendell-Young, 2006). De plus, l’ ensemencement de palourdes pour la culture amène un changement dans la composition des communautés qui possèdaient des espèces épibenthiques et endobenthiques à seulement des espèces endobenthiques (Bendell-Young, 2006). Cette nouvelle dominance des espèces filtreuses, dans ce cas-ci les bivalves, peut affecter indirectement la structure des communautés par l’augmentation de la biodéposition (Whiteley et Bendell-Young, 2007). Il est donc important de faire la distinction entre les différents impacts que peuvent amener les palourdes elles-mêmes, les filets de protection et les organismes se développant sur ceux-ci afin de voir où sont situés les effets sur les communautés benthiques.
Effets de la culture des palourdes sur la biogéochimie
Plusieurs études ont démontré que la culture des bivalves peut modifier grandement la dynamique des nutriments (ammonium – NH4, nitrite/nitrate – NOx, phosphate – P04 et silicate – Si(OH)4) de cette zone intertidale. La filtration des bivalves, se nourrissant de phytoplancton, couplée au rejet de biodépôts (fèces et pseudofèces) permet un amassement de la matière organique sur le fond marin (Nizzoli et al. , 20 Il ; 2006b; Dumbauld et al. , 2009; Bartoli et al. , 200 l, Magni et al., 2000). Cet enrichissement du sédiment en matière organique stimule le métabolisme microbien en exigeant une grande demande en oxygène dans le milieu tout en régénérant les nutriments dans le sédiment (Callier et al. , 2009; Nizzoli et al. , 2007; Bartoli et al., 2001; Baudinet et al. , 1990; Kaspar et al. , 1985). Lors de la dégradation de la matière organique, l’oxygène est l’ accepteur d’électrons le plus favorable , mais lorsque l’oxygène est limitant, d’ autres accepteurs d’ électrons peuvent être utilisés par le métabolisme microbien (Fenchel et Jorgensen, 1977). En exerçant un contrôle sur le phytoplancton par leur alimentation, les bivalves entraînent un mouvement de l’ azote de la colonne d’eau vers le fond, mais vont aussi induire une augmentation de la productivité de ces microalgues par la régénération des éléments inorganiques de l’azote (Figure 3) (Nizzoli et al., 20 Il). Ces éléments peuvent être détectés lors de la nitrification ou de la dénitrifcation de l’azote organique provenant de la matière organique (Figure 3) (Newell, 2004). Les tunnels creusés par les animaux benthiques possèdent un taux de nitrification plus élevé que les sédiments oxiques de surface. Les bactéries nitrifiantes peuvent coloniser les orgamsmes benthiques eux-mêmes et amSI contribuer significativement au taux total de nitrification benthique (Welsh et Castadelli, 2004).
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Table des matières
REMERCIEMENTS
AVANT-PROPOS
RÉSUMÉ
ABSTRACT
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
CHAPITRE 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 AQUACULTURE ET ENVIRONNEMENT
1.2 INCUBATIONS IN SITU
1.3 SITE D’ÉTUDE
1.4 OBJECTIFS ET HyPOTHÈSES
CHAPITRE 2 INFLUENCE DE LA CULTURE DES PALOURDES JAPONAISES (VENERUPIS PHILLIPINARUM) SUR LE MILIEU BENTHIQUE
2.1 PRÉAMBULE
2.2 ASSESSING THE INFLUENCE OF INTERTIDAL AQUACULTURE OF THE MANILA CLAM (VENERUPIS PHILLIPINARUM) ON BIOGEOCHEMICAL FLUXES
2.2.1 INTRODUCTION
2.2.2 MATERIALS AND METHODS
2.2.3 RESULTS
2.2.4 DISCUSSION
2.2.5 CONCLUSION
CHAPITRE 3 DISCUSSION ET CONCLUSION GÉNÉRALE
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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