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Évaluation nationale des données des études de suivi des effets sur l'environnement des fabriques de pâtes et papiers : résultats des cylces 1 à 3

7.3 Profils de réponse et méta-analyses

Les études sur les invertébrés benthiques du cycle 2 permettent d’observer trois profils de réponse principaux (Lowell, 2003). Ceux-ci sont illustrés à la figure 9, qui montre les changements prévus dans l’abondance, la richesse taxonomique et la structure de la communauté selon les variations de qualité des effluents (les effets des effluents sur les invertébrés sont décrits par Lowell et al., 1995, 2000; Chambers et al., 2000; Culp et al., 2000; Lowell et Culp, 2002). La « qualité des effluents » dont nous parlons ici est celle à laquelle sont soumis les organismes sur le terrain et non celle qu’on peut mesurer en laboratoire. L’axe horizontal indique le niveau de qualité, les effluents de meilleure qualité et les effets les moins nocifs étant à gauche et les effluents de moins bonne qualité et les effets les plus nocifs à droite. Les effets les plus nocifs peuvent aussi être associés à des effets antérieurs (comme l’étouffement causé par les tapis de fibres produits par l’usine au cours des ans).

Profils de réponse prévus dans les communautés d’invertébrés benthiques (Lowell et al., 2003).

Figure 9 : Profils de réponse prévus dans les communautés d’invertébrés benthiques (Lowell et al., 2003).

En règle générale, l’enrichissement en éléments nutritifs (ou l’eutrophisation) augmente de gauche à droite, comme le niveau de toxicité et l’importance des effets d’étouffement (figure 9). L’enrichissement en éléments nutritifs peut souvent se mesurer mieux que la toxicité dans des eaux à faible concentration en effluents, car les effets de toxicité sont souvent masqués par l’eutrophisation lorsque les concentrations sont faibles ou modérées. Une eutrophisation faible est typiquement accompagnée d’augmentations de l’abondance et de la richesse taxonomique. Une eutrophisation modérée est typiquement accompagnée d’une augmentation plus faible de la richesse taxonomique, mais l’abondance peut encore être en augmentation. Une eutrophisation plus prononcée s’accompagne normalement d’une diminution de la richesse taxonomique, même si l’abondance reste plus élevée que dans la zone de référence. Finalement, une diminution de la richesse taxonomique et de l’abondance est d’habitude un signe d’effets inhibiteurs généraux, comme la toxicité ou l’étouffement.

Dans le programme d’ESEE, les changements dans la structure des communautés d’invertébrés correspondent à des changements dans l’indice de dissimilitude de Bray-Curtis. D’habitude, la valeur de l’indice augmente lorsque la qualité des effluents diminue, ce qui indique des changements dans la structure des populations (particulièrement dans leur composition). Ce phénomène est illustré au bas de la figure 9. L’indice de diversité mesure des changements dans la structure de la communauté. Il diminue (mais augmente parfois) avec la diminution de la qualité des effluents. On doit toutefois rappeler que les changements dans la composition des populations ne sont pas toujours liés à des changements dans l’abondance ou la richesse taxonomique, puisque les populations benthiques peuvent être affectées de multiples façons. À cause d’effets directs ou indirects complexes (p. ex. le remplacement d’espèces plus sensibles par des espèces moins sensibles), l’exposition aux effluents peut avoir des effets importants sur la composition de la communauté sans qu’il y ait d’effets importants sur l’abondance ou la richesse taxonomique, et vice versa.

Le profil national moyen du cycle 2 correspond à une eutrophisation faible à modérée, marquée par une augmentation de l’abondance et une stabilité de la richesse taxonomique moyenne à l’échelle nationale (même si on a pu observer, dans des sous-groupes d’usines, des augmentations ou des diminutions significatives de la richesse taxonomique) (figure 10; Lowell et al., 2003). On notera que la figure 10 reflète seulement les données des études contrôle-impact, qui sont les plus courantes dans le programme d’ESEE. Cela permet la comparaison directe des quatre mesures terminales (le calcul de l’indice de Bray-Curtis pour les usines utilisant un plan par gradient exige des informations hautement spécifiques qui n’étaient pas disponibles à l’échelle du pays; Lowell et al., 2003).

Moyennes générales des études contrôle-impact des cycles 2 (n = 62) et 3 (n = 55). Les barres d’erreur représentent des intervalles de confiance à 95 %.

Figure 10 : Moyennes générales des études contrôle-impact des cycles 2 (n = 62) et 3 (n = 55). Les barres d’erreur représentent des intervalles de confiance à 95 %.

Le profil de réponse national moyen du cycle 3 est semblable à celui observé pendant le cycle 2, même si on peut observer certains changements dans le niveau de réponse (figure 10; les moyennes générales font la moyenne des données pour tous les habitats à l’échelle du pays). Les deux cycles présentent la même abondance moyenne. Toutefois, il y a, au cycle 3, une diminution significative de la richesse taxonomique des zones exposées par rapport aux zones de référence, ce qui indique peut-être une plus grande eutrophisation qu’au cycle 2 (surtout causée par un changement de la réponse dans les habitats des zones de sédimentation en eau douce; voir plus loin). Comme pour l’abondance, les mesures de diversité et de Bray-Curtis des deux cycles se ressemblent fortement, surtout pour les usines utilisant un plan contrôle-impact. L’inclusion des données des usines utilisant un plan par gradient – moins nombreuses – a peu d’effet sur les profils généraux illustrés à la figure 10, sauf pour un léger déplacement de la diversité vers la gauche au cycle 2 et vers la droite au cycle 3 (ces résultats ne sont pas montrés ici). La diminution de l’indice de diversité dans les zones exposées par rapport aux zones de référence (significative pour les usines à plan par gradient au cycle 3, mais pas au cycle 2) est un effet assez courant des stresseurs sur les communautés d’invertébrés benthiques.

Dans les cycle 2 et 3, on a observé des différences sensibles selon le type d’habitat (figure 11). Dans la figure 11, afin de générer un plus grand nombre de comparaisons pour les types d’habitat les moins souvent utilisés, nous combinons les données des études à plan contrôle-impact et à plan par gradient, ce qui est possible puisque nous n’incluons pas la mesure terminale de Bray-Curtis. Aux deux cycles, on observe une augmentation de l’abondance et au moins une tendance à l’augmentation de la richesse taxonomique dans les habitats des zones d’érosion des rivières, ce qui indique une eutrophisation faible à modérée.

Abondance et richesse taxonomique, par type d’habitat, aux cycles 2 (C2) et 3 (C3).

Figure 11: Abondance et richesse taxonomique, par type d’habitat, aux cycles 2 (C2) et 3 (C3). Les barres d’erreur représentent des intervalles de confiance à 95 %. Nombre d’études en zones d’érosion en rivière (C2 = 34; C3 = 21), en zones de dépôt en rivière (C2 = 21; C3 = 23), en lacs (C2 = 7; C3 = 9), en estuaires (C2 = 8; C3 = 10), en mer (C2 = 13; C3 = 12).

Dans les habitats marins et estuariens, on observe une diminution significative de la richesse taxonomique aux deux cycles (figure 11). Dans les habitats marins, il y a une diminution significative de l’abondance au cycle 2, mais celle-ci n’est pas significative au cycle 3. On observe le même type de léger déplacement vers la droite pour les habitats estuariens, ce qui reflète peut-être une diminution des effets mesurés dans les habitats marins au cycle 3. Toutefois, à cause du haut niveau de chevauchement entre les deux cycles, il serait prématuré de vouloir tirer des conclusions fermes.

Dans les habitats des zones de dépôt en eau douce (zones de dépôt en rivières et lacs), on observe des augmentations semblables de l’abondance aux deux cycles. Au cycle 3, par contre, il y a, dans ces habitats, une diminution significative de la richesse taxonomique dans les zones exposées par rapport aux zones de référence (ce n'était pas le cas au cycle 2). Cela suggère une augmentation de l’eutrophisation dans ces habitats pendant le cycle 3. Ce phénomène est aussi la cause du changement de la moyenne générale de la richesse taxonomique observé dans la figure 10.

Comme pour les poissons, les profils de réponse des invertébrés benthiques des cycles 2 et 3 sont plutôt semblables. Les moyennes générales des mesures d’abondance, de l’indice de Bray-Curtis et (pour les usines à plan contrôle-impact) de l’indice de diversité se chevauchent fortement. On observe toutefois des déplacements du niveau de réponse pour certains types d’habitat. Comme on le verra à la section 8, les causes de ces déplacements peuvent être multiples.