Taxonomie et approche par traits fonctionnels des

LES GRANDS FLEUVES VONT A LA MER
30 nove
embre - 1er décembre
e 2009
22e Entre
etiens du Ce
entre Jacqu
ues Cartier - Lyon, F rrance
De la production de connaissance à la gestion durable d’environnements d’exception
Taxonomie et approche par traits fonctionnels des
macroinvertébrés benthiques, outils alternatifs en
évaluation du risque écotoxicologique :
Le cas du Saint-Laurent
Mélanie Desrosiers
C t d’expertise
Centre
d’
ti en analyse
l
environnementale
i
t l d
du Q
Québec
éb
LES GRANDS FLEUVES VONT A LA MER
De la production de connaissance à la gestion durable d’environnements d’exception
Objectif du projet
•
Développer
pp une démarche
d’évaluation du risque répondant aux
questions de nature écotoxicologique
associées à la prise de décision
– Approche par étape
• Étape
p 1 : Analyse
y d’une liste de
substances prioritaires
• Étape 2 : Essais de toxicité
• Étape 3 : Caractérisation détaillée du
risque
i
é
écotoxicologique
t i l i
– Applicable aux situations de gestion
courante :
• Dragage (dépôt en eau libre)
• Restauration de sites contaminés
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Objectifs de l’étude
l étude
•
Décrire la structure des communautés de
macroinvertébrés selon plusieurs descripteurs
–
–
–
Abondance, présence-absence
Indices
Traits
•
Identifier
Id
tifi des
d genres, des
d familles
f ill ett d
des ttraits
it
indicateurs des différentes associations de stations
•
Établir les liens entre les descripteurs de
communautés (taxonomie, indices et traits
fonctionnels) la contamination des sédiments et les
fonctionnels),
caractéristiques de l’habitat
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Objectifs de l’étude
l étude
• Développer une expertise nouvelle pour l’évaluation
l évaluation
des relations entre la contamination des sédiments, les
caractéristiques de l’habitat et la communauté
benthique dans le fleuve Saint-Laurent
– A
Approche
h non ttraditionnelle
diti
ll d
de ttraitement
it
td
des d
données
é
d’invertébrés benthiques
– Composition taxonomique remplacée par des traits ou
caractéristiques liés à la biologie (traits de vie, mobilité,
morphologie) et l’écologie des organismes (tolérance, habitat,
comportement)
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Sites à l’étude
l étude
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Variables mesurées
• Contaminants inorganiques
– As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn
– Hg total (THg)
• Contaminants organiques
– BPCs
BPCs, HAPs,
HAPs Hydrocarbures pétroliers
(C10-C50), Pesticides, Organoétains
• Essais de toxicité
– Sédiments entiers (C. riparius, H. azteca)
– Eaux interstitielles (P
(P. subcapitata
subcapitata,
B. calyciflorus)
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Variables mesurées
• Macroinvertébrés
(identification au genre)
• Caractéristiques de l’habitat
– Al
Al, C
Ca, F
Fe, M
Mn, pH,
H
granulométrie, carbone
organique (total et dissous),
dissous)
éléments nutritifs, soufre total,
masse d’eau…
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Les traits : Recherche bibliographique
g
Canada
•
Recherche bibliographique : plus
de 40 références consultées pour
107 genres.
•
Cibler les genres (espèces)
identifiés pour le Saint-Laurent
ou se trouvant dans la même
é é
écorégion
: plaine du S
SaintLaurent et Grands lacs
•
Codage
C
d
selon
l l’i
l’information
f
i
répertoriée
– Vérification experts
Source : http://gis.glin.net/
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T it biologiques
Traits
bi l i
•
Traits liés à l’histoire de vie
–
Voltinisme : Semivoltin, Univoltin, Bivoltin
–
Durée de vie : Courte ou Longue
–
Stades de développement : Oeuf,
Oeuf Larve,
Larve Pupe,
Pupe Adulte
•
Trait liés à la mobilité
–
Dissémination : Absente, Faible, Bonne
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Traits biologiques
gq
•
Traits liés à la morphologie
– Mode d
d’attachement
attachement au substrat : Aucune,
Aucune Fourreau / Filet,
Filet Tube
mou, Crochet / Ventouse / Filament
– Formes du corps : Rond / Conique, Tubulaire / Vermiforme, Profilé,
A l i
Aplati,
– Ornementation : Aucune, Pauvre, Bonne, Très bonne
– Respiration : Cutanée, Branchiale, Aérienne
– Taille maximale : ≤ 4mm,
4mm 4mm
4mm-9mm,
9mm 9mm
9mm-18mm,
18mm 18mm
18mm-36mm
36mm et
≥ 36mm
– Mode de reproduction : Asexuée ou Sexuée
– Stratégie de reproduction : Soin parental, Oeufs flottants ou Oeufs
déposés sur le substrat
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Traits écologiques
gq
• Traits liés à l’écologie
– Vitesse de courant : Nulle, Lente, Moyenne, Rapide
– L
Locomotion
ti
: Nageur,
N
R
Rampeur, F
Fouisseur,
i
T
Temporairement
i
t
attaché, Attaché en permanence
– H
Habitude
bit d alimentaire
li
t i : Collecteur-récolteur,
C ll t
é lt
C
Collecteurll t
Filtreur, Brouteur / Perceur ou Gratteur, Prédateur / Parasite,
Déchiqueteur
– Nourriture : Microorganismes, Détritus fins (< 2 mm),
Végétaux morts, Animaux morts, Microphytes, Macrophytes,
Invertébrés et Vertébrés
– Tolérance à l’enrichissement organique : Intolérant,
Tolérance moyenne, Très tolérant
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Taxonomie : ACoP, groupements et taxa indicateurs
Glossiphoniidae (Batracobdella)
Hygrobatidae (Hygrobates)
Gammaridae (Gammarus)
Asellidae (Caecidotea)
Chironomidae (Chironomus, Dicrotendipes, Tribelos)
Leptoceridae (Triaenodes)
Planariidae (Dugesia)
amont
Tubificidae (Ilyodrilus, Quistadrilus)
B
A
D
C
aval
Chironomidae
(Axarus,
Axarus Ablabesmyia,
Ablabesmyia Coelotanypus)
Ephemeridae (Hexagenia)
Tubificidae (Spirosperma)
Nemerta
Contamination dans les sédiments
Masson et al Hydrobiologia in press
Taxonomie : Analyse de redondance
1
Soufre
Humidité
Zn
Pb
HAPtot
COD
THg
0
-1
Variables adj r2 cum
Pb
0.06
Soufre
0.12
Humidité
0.14
TH
THg
0 16
0.16
COD
0.17
HAPtot
0.18
Zn
0.19
0
RDA1
1
-1
RDA2
Masson et al Hydrobiologia in press
Traits : FCA, groupements et traits indicateurs
1 génération par an
Vie > 1 an
Tube mou
Tubulaire, Vermiforme
Aucune ornementation
Resp cutanée
Resp.
18 à > 36 mm
Asexué
Œufs sur substrat
Collecteur-récolteur
Très tolérent
Forte dissémination
Rampeur
Vitesse de courant lente
Sable, Limon, Vase
Nourriture : Microorganismes, Détritus
Vitesse de courant moyenne
1 génération / an
Vie < 1 an
Larves + Pupes
Fourreau
Pauvre – Bonne ornementation
Resp. Branchiale
9-18 mm
Sexué
Œufs flottants librement
Prédateurs/Parasite/Déchiqueteur
Nageur/Fouisseur
Subt. Algues, Débris, Racines
Nourriture : Invertébrés et Vertébrés
> 1 génération / an
Œufs et Adultes (aquatiques)
Aucun attachement
Rond, Bossu, Profilé, Aplati
Forte ornementation
Resp. aérienne
4-9 mm
Filtreur-Broutteur
Intolérant
Faible dissémination
Temporairement attaché
Vitesse de courant nulle
Gravier, Macrophyte
Nourriture : Végétaux et Animaux morts, Microphyte
Contamination
Desrosiers et al in prep
Traits : Analyse de redondance
Soufre
COT
Zn
Cu
THg
TH
Variables
Cu
S f
Soufre
Zn
COT
THg
r2 cum
0,16
0 22
0,22
0,30
0,36
0,40
Desrosiers et al in prep
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Conclusions Traits
Taxonomie
• 4 groupes
• 4 groupes
•Contamination et g
gradient spatial
p
Chimie
Variables
d’habitats
•Contamination
2% 10% 10%
Interaction
Variables
d’habitats
Chimie
21% 6%
Résidus = 78%
Interaction
12%
Résidus = 61%
• Variance expliquée par :
• Variance expliquée par :
• Caractéristiques environnementales
• Forte interaction avec la chimie
•La chimie des sédiments
•Les caractéristiques
q
environnementales
•Interaction entre les deux
Pourcentage élevé de variance non expliquée dans les deux cas
Avantages des traits
• Meilleure correspondance avec la chimie des sédiments
• Réduction du gradient amont - aval
• Réduction de l’influence de la variation taxonomique
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Perpectives
p
• À suivre :
– Poursuite du codage des traits pour le Québec
– Correspondance avec les classes de qualité des
sédiments
– Comparaison avec les résultats des tests de
t i ité
toxicité
– Inclusion dans la démarche d’évaluation du risque
écotoxicologique pour les sédiments contaminés
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Équipe
q p de suivi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MDDEP
Louis Martel (Centre d’expertise en analyse environnementale du
Québec; CEAEQ)
Mélanie Desrosiers (CEAEQ)
Gaëlle Triffaut-Bouchet (CEAEQ)
Lise Boudreau (Direction du suivi de l’état de l’environnement; DSÉE)
Isabelle Guay (DSÉE)
Pi
Pierre
Michon
Mi h (Di
(Direction
ti d
des é
évaluations
l ti
environnementales;
i
t l
DÉÉ)
Annick Michaud (DÉÉ)
•
•
Environnement Canada
Caroll Bélanger
g ((Division des activités de la Protection de
l’Environnement; DAPE)
Suzie Thibodeau (DAPE)
Mario Cormier (DAPE)
Serge Lepage (DAPE)
Christian Gagnon
g
((Direction des Sciences et de la Technologie;
g ; DST))
Magella Pelletier (DST)
•
CEMAGREF
Marc Babut (UR
(UR. Milieux Aquatiques Écologie et Pollutions)
•
PAQ-SEPAQ
Stéphane Masson (anciennement CEAEQ)
•
•
•
•
•
•
Ce projet a été soutenu par le ministère des Relations internationales du Québec et le ministère des Affaires étrangères et européennes de France
(Consulat général de France à Québec) dans le cadre de la 62e session de la Commission permanente de coopération franco-québécoise.
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Collaborateurs
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•
Université de Montréal
• Bernadette Pinel-Alloul
• Ginette Méthot
• Louise Cloutier
•
MDDEP
• Lyne Pelletier (Direction du suivi de l’état de
l’environnement; DSÉE)
• Julie Moisan (DSÉE)
•
CEMAGREF
• Virginie Archaimbault (UR. Milieux Aquatiques
Écologie
g et Pollutions))
•
Université Paul Verlaine - Metz
• Philippe Usseglio-Polatera
•
Environnement Canada
• Alain Armellin (Direction des Sciences et de la
Technologie; DST)
• Jean Morin (Service Météorologique Canadien)
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Merci de votre attention !
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