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Influence de l'aquaculture sur les flux biogéochimiques dans le couplage pelagos-benthos Îles-de-la-Madeleine (Québec, Canada)

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Richard, Marion (2006). Influence de l'aquaculture sur les flux biogéochimiques dans le couplage pelagos-benthos Îles-de-la-Madeleine (Québec, Canada). Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 262 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : L'aquaculture est une pratique ancestrale qui, de nos jours, est en pleine expansion pour le
besoin de la population mondiale croissante. L'aquaculture peut conduire à l'augmentation
drastique des flux de sels nutritifs et des consommations d'oxygène dans l'environnement;
ce qui peut aboutir à des processus d'eutrophisation et d'anoxie pouvant engendrer des
dommages majeurs à l'environnement et à la production aquacole. Bien que l'aquaculture
soit une activité relativement nouvelle au Canada, le gouvernement fédéral souhaite un
développement durable de celle-ci. Depuis 2003, une équipe scientifique travaille sur
l'élaboration d'un modèle de capacité de charge des lagunes des Îles-de-Ia-Madeleine,
nouvellement exploitées par la conchyliculture. Ce travail de thèse coopère à ce vaste
projet. Les trois objectifs de cette étude sont (i) pro parte de tester l'influence estivale des
cultures de moules et de pétoncles sur l'environnement benthique des lagunes de Grande-
Entrée et du Havre-aux-Maisons, (ii) de montrer que les cultures en suspension peuvent,
dans leur entité, augmenter les flux biogéochimiques dans l'eau adjacente, et (iii) in fine de
comparer l'influence benthique et pélagique des structures aquacoles sur les principaux
cycles biogéochimiques afin de montrer que l'influence pélagique des cultures en
suspension sur le fonctionnement de l'écosystème lagunaire ne devrait pas être négligée.
Cette approche comparative est l'une des principales originalités de ce travail de thèse.
Trois séries d' expérimentations ont été effectuées in situ ou en bassin aux Îles-de-Ia-
Madeleine au cours de l'été 2003 et 2004. Les flux biogéochimiques ont été mesurés sur le
fond et à l'interface des structures aquacoles, à l'aide d'enceintes opaques (benthiques,
pélagiques ou métaboliques). Le plan d'expérience de chacune de ces études est équilibré et
adapté à l' analyse de perturbation environnementale. Les résultats de ces études montrent
qu'au contraire des cultures de pétoncles, les cultures de moules enrichissent le sédiment en
matière organique et modifient l'abondance des organismes benthiques. Les cultures de
moules et de pétoncles augmentent les flux de sels nutritifs à l'interface eau-sédiment, à la
différence des consommations d'oxygène. Les structures aquacoles agissent comme support
de fixation et de croissance aux espèces cultivées comme à d'autres organismes. Au même
titre que le métabolisme des bivalves, le métabolisme de la faune associée et la dégradation
de la matière organique à l'interface des structures aquacoles contribue à l'augmentation
des flux biogéochimiques dans l'eau adjacente. Les cultures de moules et de pétoncles en
suspension, augmentent les flux biogéochimiques dans la colonne d'eau des zones de
cultures et contribuent aux principaux cycles biogéochimiques. Leur contribution est non
négligeable comparativement à celle de l'interface benthique. Les cultures de bivalves en
suspension ont un rôle important dans le cycle de l'azote (surtout des nitrates et des
nitrites), alors que l'interface benthique aurait un rôle majeur dans le cycle du silicium.
L'influence pélagique des cultures en suspension doit être prise en compte dans son entité
dans les modèles de capacité de charge. L'acquisition de données saisonnières et spatiales
devrait être la prochaine étape après ce travail de thèse. L' aquaculture pouvant favoriser
l' attraction de prédateurs de la mégafaune et la prolifération d' espèces végétales, l'étude de
l' effet de ces derniers sur les principaux cycles biogéochimiques permettrait d' obtenir une
vision globale de l' influence de l'aquaculture sur le fonctionnement des écosystèmes
lagunaires des Îles-de-Ia-Madeleine. -- ABSTRACT : Aquaculture is an ancestral practice which is now in expansion to respond to the
need of increasing world population. Aquaculture increases nutrient fluxes and oxygen
consumption in the environment and leads to eutrophication and anoxic events which could
damage the environnement and the aquaculture production. Although aquaculture is a new
activity in Canada, the federal government aims to sustainable aquaculture. Since 2003,
scientist team work to create a carrying capacity model ofthe Îles-de-Ia-Madeleine lagoons,
newly exploited by bivalve farming. This PhD study is part of this project. The three
objectives of this study are: (i) to test the summer influence of mussel and scallop cultures
on the benthic environment in Grande-Entrée and Havre-aux-Maisons lagoons, (ii) to show
that suspended cultures, in their integrity, could increase biogeochemical fluxes in adjacent
water, and (iii) to compare the benthic and pelagic influence of suspended aquaculture
structures on the main biogeochemical cycles to highlight that the pelagic influence of
suspended bivalve cultures on ecosystem functioning should not be neglected. This
comparative approach is one ofthe originalities ofthis PhD thesis. Two in situ and one tank
experiments were carried out in the Îles-de-la-Madeleine archipelago during the summers
2003 and 2004. Biogeochemical fluxes were measured at the water-sediment interface and
at the interface of aquaculture structures using dark chambers (benthic, pelagic and
metabolic). Experimental design of each study was balanced and adapted to analyse
environmental disturbances. The results of theses studies show that in contrast to scallop
cultures, mus sel cultures induce organic enrichment in the sediment and decrease benthic
macrofauna abundance. Mussel and scallop cultures increase benthic nutrient fluxes but not
oxygen consumption. Aquaculture structures act as settlement and growth substrates for
cultivated bivalves, as weIl as for biofouling organisms. As bivalve metabolism, the
metabolism of the associated fauna and the degradation of organic matter trapped within
the structure contribute to increase biogeochemical fluxes in adjacent water. Suspended
mussel and scallop cultures increase biogeochemical fluxes in the water column in culture
zones and contribute to the main biogeochemical cycles. Their contribution should not be
neglected in comparison to that of the benthic interface. Suspended aquaculture structures
play an important role in nitrogen cycle (especially one of nitrate and nitrite) whereas the
benthic interface plays a great role in silicate cycle. The pelagic influence of suspended
aquaculture needs to be inc1uded, in integrity, in carrying capacity models. Acquisition of
seasonal and spatial data should be the next step after this PhD study. Aquaculture is known
to favour attraction of megafaunal predators and proliferation of algae and plants, the effect
of the latter on biogeochemical cycles could be studied in the future to obtain an over-all
knowledge of the influence of aquaculture on lagoon ecosystem functioning in the Îles-dela-
Madeleine.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Archambault, Philippe et Thouzeau, Gérard
Information complémentaire : Thèse présentée à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de doctorat en océanographie. Soutenue le 30 août 2006 : composition du jury : Bjorn Sundby, président; Philippe Archambault, directeur; Gérard Thouzeau, directeur; Guy Boucher, membre externe; Jacques Clavier, membre externe; Barry Hargrave, membre externe. Paraît aussi en éd. imprimée.
Mots-clés : Aquaculture Aquiculture Effet Impact Flux Biogeochimie Pelagos Benthos Iles-de-la-madeleine Environnement Ecosysteme
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 04 févr. 2011 19:27
Dernière modification : 24 janv. 2014 16:00
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/146

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