Examen final Flashcards
1
Q
Nommez un exemple de milieu lentique et milieu lotique
A
Lentique : Lacs
Lotique : Rivières
2
Q
Quelle est la pus grosse différence entre un milieu dulcicole et un milieu marin ?
A
Un milieu dulcicole est en eau douce et milieu marin en eau salée
3
Q
Décrivez la zone euphotique
A
Là où il y a de la lumière permettant la photosynthèse
4
Q
Donnez des caractéristiques de la zone littorale
A
- Eaux libres, bien éclairées et loin du rivage.
- Pas de végétation enracinée.
- S’étend en profondeur jusqu’au point de compensation
5
Q
Où se situe la zone aphotique ?
A
Sous la zone limnétique
6
Q
Qu’est-ce que la zone benthique ?
A
C’est le fond d’un lac jusqu’à sa rive. C’est également le lieu de décomposition de la matière organique
7
Q
Qu’est-ce que la zone pélagique ?
A
C’est l’ensemble de la zone limnétique et de la zone profonde
8
Q
Quels sont les trois principaux phénomènes géologiques qui sont à l’origine de la formation de la plupart des lacs ?
A
- Mouvements des plaques tectoniques
- Activités volcaniques
- Grandes glaciations
9
Q
Qu’est-ce que le bassin versant ?
A
C’est la région géographique qui inclut tous les cours d’eau et les terres drainées dont les eaux se déversent dans le lac.
10
Q
Pourquoi le bassin versant hydrogéologique est considéré comme étant « réel » ?
A
Parce qu’il inclut le partage des eaux de surface et des eaux souterraines
11
Q
Quels sont les facteurs qui influencent le captage et l’écoulement de l’eau dans un bassin versant ?
A
- La topographie
- La forme
- La taille
- Le type de sol
- L’utilisation du sol
12
Q
Que détermine la topographie et la forme du bassin versant ?
A
Ils déterminent le temps nécessaire à la pluie pour atteindre la rivière
13
Q
Quels sont les caractéristiques géologiques d’un bassin versant ayant une roche dure et résistante ?
A
- Roche granite
- Peu d’érosion
- Ruissellement rapide
- Peu de particules et de matières dissoute dans l’eau
14
Q
Quels sont les caractéristiques géologiques d’un bassin versant ayant une roche friable?
A
- Roche de calcaire
- Érosion du sol fréquent
- Beaucoup de matières dissoutes et de particules en suspension qui donnent des eaux colorées
15
Q
À quoi sert la végétation du bassin versant ?
A
- Retiens l’eau et les éléments nutritifs du sol
- Diminue l’érosion
- Diminue la quantité d’eau qui entre dans le BV en même temps
- Limite le réchauffement de l’eau
16
Q
Qu’est-ce que le débit théorique moyen annuel et à quoi sert-il ?
A
- Estime la quantité d’eau susceptible de s’écouler dans le bassin versant d’un lac ou d’un cours d’eau.
- Donne des indications quant au temps de renouvellement des eaux du lac et à l’intensité de la circulation de l’eau.
17
Q
Quels sont les caractéristiques d’un ruisseau de tête ?
A
- ordre 1
- petits, rapides, froids et peu profonds
- l’eau est claire et bien oxygénée,
- l’eau transporte surtout des CPOM*
- coule sur substrat rocheux
- Animaux = hydrodynamiques ou fixés ou cachés
- Autotrophes = fixés (périphyton)
18
Q
Quels sont les caractéristiques d’un milieu lotique dit « cour supérieur »?
A
- pente forte,
- cours rapide,
- eau bien oxygénée,
- peu de plancton,
- érosion et transport des matériaux bien plus importants que la sédimentation.
19
Q
Quels sont les caractéristiques d’un milieu lotique dit « cour inférieur »?
A
- pente faible,
- courant lent,
- Eaux peu oxygénées,
- présence de plancton,
- sédimentation prédomine sur érosion et transport.
20
Q
Qu’est-ce que la conductivité ?
A
Capacité d’une solution aqueuse à conduire le courant électrique, la conductivité ets aussi la présence d’ions
21
Q
Comment se fait le passage du courant dans les liquides ?
A
Grâce à la conductance ionique, Le passage du courant se fait par mouvement des électrons au niveau atomique ou moléculaire
22
Q
Qu’est-ce qui peut influencer la mesure de la conductivité ?
A
- Température
- Caractères acide de l’eau
23
Q
Quelles sont les caractéristiques de la stratification thermique dicmictique ?
A
- 2 brassages/an
- 2 stratifications thermiques par an (été et hiver)
- Régions tempérées froides et certains lacs en altitude dans les régions un peu plus chaudes
24
Q
Quelles sont les caractéristiques de la stratification thermique monomictique froid et chaud ?
A
Monomictique froid • 1 seul brassage par an en été Parce que: • Régions arctiques ou en haute montagne Monomictique chaud • 1 seul brassage en hiver Parce que: • Régions tempérées chaudes
25
Quelles sont les caractéristiques de la stratification thermique oligomictique
* Brassage irrégulier et rare
* Conditions climatiques peu variables
* Température au-dessus de 4° en tout temps
* Régions tropicales, très grands lacs tropicaux
26
Quelles sont les caractéristiques de la stratification thermique polymictique
* Brassage fréquent, parfois en 24h (jour/nuit)
* Petits lacs tropicaux, peu profonds
* Conditions thermiques varient régulièrement et rapidement
* Pas de conditions sous 4 ° C
27
Quelles sont les caractéristiques de la stratification thermique amictique
* Pas de brassage
* Couvert de glace toute l’année
* Température uniforme sur toute la colonne d’eau
* Régions polaires et hautes montagnes
28
Quels sont les rôles de la lumière solaire dans les milieux aquatiques ?
- Énergie thermique : influence la stratification thermique et circulation des courants
- Sources d’énergie pour les réactions photosynthétiques : influence les qualités chimiques de l’eau, source d’oxygène et influence le comportement des organismes
29
Qu’est-ce qui peut influencer l’énergie disponible et la répartition de la lumière dans l’eau ?
La réflexion des radiations solaires par les matières en suspension, le plancton et le type de sédiment
30
De quoi dépend principalement la transparence dans l’eau ?
La quantité de matière dans l’eau sous forme de particules ou dissoute.
31
Donnez des exemples de cause de la diminution de la lumière dans l’eau ?
```
Matières dissoutes
- Organique : acides humiques
- Inorganique : CaCO3 colloïdal
Matières en suspension (MES)
- Organiques : plancton, vivant ou mort
- Inorganiques : sables, limons, argile
```
32
Qu’est-ce qu’un lac oligotrophe et donnez des caractéristiques
Oligotrophe = peu productif = peu de biomasse (ou d’organismes vivants)
• Souvent profond
• épilimnion relativement froid
• pauvre en nutriments
• phytoplancton limnétique pas très productif
• eaux claires
• zone limnétique produit peu de détritus
• Hypolimnion avec beaucoup d’O2 tout au long de l’année
33
Qu’est-ce qu’un lac mésotrophe et donnez des caractéristiques
Quantité moyenne de biomasse
• Lacs intermédiaires entre oligotrophes et eutrophes.
• Ceinture végétale développée.
• Plancton à dominance Diatomées et Chrysophycées. Présence de Cyanobactéries.
• Faune ichtyologique à dominance Truite et Cyprinidés + Perche et Brochet.
34
Qu’est-ce qu’un lac eutrophe et donnez des caractéristiques
Beaucoup de biomasse
• peu profond
• épilimnion relativement chaud
• forte teneur en nutriments
• phytoplancton limnétique très productif
• eaux troubles
• zone limnétique produit beaucoup de détritus
• zone profonde susceptible d’épuiser l’O2 au cours de l’été
35
Expliquez ce qu’est la DBO ?
DBO = Demande biologique en oxygène
• Mesure DBO5 : quantité d‘O2 consommée à 20°C pendant 5 jours et à l'obscurité pour assurer l'oxydation des matières organiques présentes dans l'eau par voie biologique.
• Informe sur la quantité d’oxygène utilisée pour la décomposition
36
Expliquez ce qu’est la DCO ?
DCO : demande chimique en oxygène
• Mesure: par oxydation de la matière organique avec des réactifs chimiques
• Informe sur la quantité d’oxygène utilisée pour des réactions chimiques
37
Qu’arrive-t-il à l’oxygène si la température de l’eau augmente ?
L’oxygène dissout diminue
38
Qu’est-ce qui fait varier l’oxygène dissout ?
* la profondeur (ex.: avec ou sans stratification thermique)
* le temps (ex. les saisons)
* le niveau trophique (oligotrophe, mésotrophe, eutrophe)
39
Quels sont les plus grands réservoirs de carbone?
Les roches sédimentaires et les océans
40
Quels sont les 3 « types » de carbone que l’on retrouve dans l’eau?
- Carbone organique particulaire (POC)
- Carbone organique dissout (COD)
- Carbone inorganique dissout (CID)
41
De quoi provient le COP et comment se rend-il au système aquatique?
Il provient de substance organiques. Il passe du système terrestre au système aquatique par lessivage.
42
D’où vient le carbone organique dissous?
Il est le résultat de la décomposition bactérienne de matière organique plus complexe comme le POC. Il provient du ruissellement et des eaux souterraines
43
Qu’est-ce que le CID ?
* Produit de la respiration sous forme de CO2 et le produit de la fermentation sous forme de CH4.
* Forme gazeuse et volatile du carbone facilement transférable d’un compartiment à l’autre du cycle.
44
Qu’est-ce que l’azote et quel est son rôle ?
* Composante essentielle des enzymes qui guident et régulent les réactions d'assimilation et dégradation du carbone et autres éléments
* Rôle crucial dans les processus biochimique → limite la production dans les écosystèmes terrestres et aquatiques
45
Quels sont les différents types d’apports en azote dans les milieux lacustres ?
Atmosphère → fixation du N2 par les cyanobactéries et bactéries
Précipitations
- Fonction de la proximité des sources anthropiques
- La neige et la glace servent de réservoir et est relâché la fonte des neiges
Sols (lessivage)
- Nitrate et ammoniac provenant de la décomposition de la matière organique ou de la réduction microbienne et associé à des minéraux argileux, sont transportés par les eaux du bassin suite à l’érosion des sols
Eaux de ruissellement (superficielles et souterraines)
• Dépend du débit et de la concentration
• Azote organique (azote humique formé de molécules complexes) représente plus de la moitié de l’azote dissout.
Déchets organiques (urée) et la décomposition de la matière organiques par les champignons et bactéries
46
Quelles sont les sources naturelles d’ammoniac ?
Décomposition ou dégradation des débris organiques, les échanges de gaz avec l’atmosphère, les incendies de forêt, les déchets d’origine animale, le rejet d’ammoniac par les organismes et les processus de fixation de l’azote.
47
Quelles sont les sources de contaminations de l’ammoniac ?
Les sources ponctuelles d’ammoniac comprennent les émissions et les effluents produits par un grand nombre d’installations industrielles dont les usines sidérurgiques, les usines d’engrais, les raffineries de pétrole et les installations de traitement des viandes. La plus grande source est les stations d’épuration des eaux usées.
48
Quelles sont les sources de phosphore dans les milieux aquatiques ?
Il provient principalement du transport de phosphate ou particules phosphatés (ruissellement, souterrain, précipitations)
49
Qu’est-ce que le pythoplancton?
Algues microscopiques en suspension
50
Quels sont les 3 grands groupes de phytoplancton?
- Cyanobactéries
- Chlorophytes
- Bacillariophytes
51
Est-ce que les cyanobactéries sont des algues?
Non à cause qu’elles n’ont pas de membrane nucléaire
52
Quels sont les facteurs qui influencent la croissance et la succession du phytoplancton?
1) La lumière et la température,
2) La régulation de la flottabilité, c’est-à-dire les moyens utilisés pour rester dans la zone photique en modifiant les vitesses de sédimentation,
3) Les nutriments inorganiques et organiques
4) Les interactions des composés organiques avec la disponibilité des nutriments inorganique,
5) La compétition pour les ressources disponibles
6) La prédation par d'autres organismes
53
Quel est l’effet de la température et de la lumière sur le phytoplancton?
Effet sur la photosynthèse et la biomasse du phyto
54
Quels sont les effets des nutriments inorganiques et organiques sur le phytoplancton?
- Croissance et reproduction des en algues en dépendent
| - Disponibilité affecte la succession phytoplanctonique
55
Quels sont les facteurs biologiques sur le phytoplancton?
* Compétition entre les espèces de phytoplancton pour les nutriments
* Prédation/ broutage par les herbivores
* Parasitisme par des micro-organismes (bactéries, champignons, virus)
56
Quelle saison le phytoplancton est le moins actif et pourquoi?
En hiver à cause du peu de lumière et les températures froides
57
Expliquez l’abondance du phytoplancton sur les saisons
Hiver peu de lumière et température plus froide.
Printemps augmentation du phyto.
Début de l’été :
- Diminution des populations de phytoplanctons
- température élevée
- stratification thermique
- augmentation de la lumière,
- Disponibilité des nutriments diminue
- Augmentation de la prédation
Milieu-fin de l’été :
- Diminution de la pression de prédation par le zooplancton
- P et NO3- limitants
- Apparition des algues vertes et cyanobactéries
Cyanobactéries → fixe l’N2 atmosphérique et capable de se déplacer dans la colonne d’eau selon la disponibilité des nutriments
58
Quel nutriment favorise la succession phytoplanctonique et quel groupe de phytoplancton est le plus favorisé?
C’est les cyanobactéries qui sont favorisées par l’augmentation de phosphore total
59
Comment peut-il y avoir plus de diatomées?
Si le rapport Si/P est élevé
60
Que se passe-t-il si la concentration de silice diminue?
Il y a plus de chlorophytes
61
Qu’est-ce que le périphyton?
Algues microscopiques fixées à des substrats immergés
62
Donnez la définition d’un producteur secondaire
Définition : désigne un organisme hétérotrophe, incapable de produire de lui-même sa propre matière organique et se nourrissant alors de producteurs primaires.
En eau douce, les producteurs secondaires sont :
- Zooplanton
- Benthos
- Poissons
63
Quelles sont les caractéristiques d’un protozoaires?
C’est un zooplancton, petits, libres ou associés à un hôte, se nourrissent de phytoplancton et bactéries
64
Quelles sont les caractéristiques d’un rotifère?
C’est un zooplancton se nourrissent de particules organiques, certains sont des prédateurs.
65
Quelles sont les caractéristiques d’un Cladocères (crustacés)?
Zooplancton de grande taille, tête distincte et corps recouvert d’une carapace où peuvent sortir les pattes. Se nourrissent de rotifères, phytoplancton et MES.
66
Quelles sont les caractéristiques d’un copépodes (crustacés)?
Zooplancton de grande taille, se nourrit de protozoaires, de petits crustacés. Certains sont herbivores
67
De quoi dépend principalement le zooplancton et qu’est-ce qui le régule?
Le zooplancton dépend de la température, nourriture.
Ce qui régule la population de zooplancton :
- Compétition
- Quantité de nourriture
- Prédation
- Température
- Oxygène et pH
68
À quoi sert la capacité du zooplancton à faire des migrations nycthémérales (migrations verticales quotidiennes)?
- Il fuit la lumière en allant en eau plus profonde durant le jour pour ne pas se faire remarquer
- Remontent à la surface la nuit pour aller s’alimenter en phytoplancton et protozoaires.
69
Quelles sont les 6 étapes de la succession saisonnière du zooplancton et expliquez-les?
1- Au début du printemps
Accroissement rapide du phytoplancton avec augmentation des nutriments et de la photopériode. Augmentation du plancton
2- Fin du printemps
Croissance du zooplancton et des conditions favorables favorisent un taux élevé de broutage du phytoplancton. La vitesse de consommation du phyto par le zooplancton excède le taux de reproduction du phytoplancton ingérable→ provoque une diminution du zooplancton. Inities la phase des eaux claires. L’amplitude du phénomène est plus accentué dans les lac eutrophe. Dans les lac oligotrophe, le phénomène est atténué et peu se prolonger plus tard durant l’été
3- Début de l’été
Fin de la phase des eaux claires. Limitation des nutriments. Remplacement du phytoplancton ingérable par des algues coloniales ou filamenteuse. Augmentation de la prédation par les vertébrés (poissons, zooplancton prédateur). Diminution de la biomasse du zooplancton et changement dans la taille des organismes (petits herbivores remplacent les gros herbivores). Changement entraîne aussi une augmentation de la diversité du zooplancton
4- Durant l’été
Petits herbivores et grands cladocères coexistent. Pression de prédation. Partagent des ressources très diversifiées. Diversité du zooplancton est à son maximum. Fluctuation de la biomasse du zooplancton est du surtout aux facteurs biotiques (prédation et compétition) dans les 2 types de lac (oligotrophe et eutrophe)
5- À l’automne
Développement du zooplancton perturbé par le brassage des eaux. Régénération des nutriments permet une recrudescence du phyto. Augmentation de la turbidité diminue la prédation. Nouveau développement du zooplancton. Accroissement du zooplancton plus prononcé dans les lac eutrophe (dû à baisse de prédation surtout).
6- Fin de l’automne
Diminution de la photopériode et de la température. Déclin du phytoplancton. Diminution du taux de croissance du zooplancton. Formation de stades de survie durant l’hiver. Certaines espèces (surtout des copépodes) constituent la communauté zooplanctonique durant l’hiver
70
Quel est l’effet de l’eutrophisation sur la répartition du zooplancton?
1. Accroissement des petits herbivores
2. Apparition d’espèces indicatrices d’eutrophie (Eubosmina coregoni)
3. Diminution ou disparition de certaines espèces (calanides)
4. Changements dans la répartition verticales des espèces (anoxie dans l’hypolimnion)
71
De quoi dépend le succès de vie d’une population de zooplancton?
Cela va dépendre de sa capacité à échapper aux prédateurs et à survivre jusqu'à maturité, moment où elle doivent trouver assez d’énergie pour se reproduire
72
Donnez des exemples d’invertébrés benthiques (benthos)
- Insecte
- Vers
- Crustacé
- Mollusque
73
Donnez des caractéristiques du macrozoobenthos
Diversité dans la zone littorale
- Lac peu profond → quantité d’organismes est pratiquement la même partout
- Lac profond
- Lacs très oligotrophes → profondeur > 10 m
- Lacs mésotrophes et eutrophes → 7 à 8 m, milieu de la thermocline
74
Quel est le principe de l’étude du benthos pour évaluer la qualité de l’eau?
Dans un milieu donné (ensemble de facteurs écologiques) correspond une biocénose ( = tous les organismes vivants) particulière. Si le milieu est altéré = changement des espèces
75
Nommez deux exemples de la pertinence d’étudier le benthos
- Impact d’une source polluante : comparer les organismes benthiques d’un site non modifié par rapport à un site pollué.
- Certains organismes sont indicateurs biologiques et sont sensibles aux changement de milieu. Leur présence permet de statuer la qualité du milieu
76
Qu’est-ce que le IBGN et quel est son principe?
C’est l’indice biologique global normalisé et son principe est l’absence de taxons sensibles à la pollution veut dire qu’un milieu est dégradé ou qu’il y a eu altération de la qualité du milieu aquatique.
77
Qu’est-ce que le IIB et sur quoi est-il basé?
C’est l’indice d’intégrité biotique basé sur le poisson par rapport à sa diversité, abondance, espèces sensibles et le pourcentage d’anomalies.
78
Expliquer les 4 méthodes d’analyse des anomalies externes (méthodes DELT)
• Déformation
Déformation d’une ou plusieurs parties du corps
Tête, rayons de nageoire, mandibules, opercules, colonne vertébrale, etc
• Érosion
Perte de tissus tel que la peau, les os et les cartilages
Nageoires surtout. Aussi opercules, arcs branchiaux et barbillons
• Lésion
Ulcérations cutanées, dermatites, hématomes sur le corps.
Partout sur le corps. N’inclut pas les marques de filet.
• Tumeur
Toute masse anormale qui ne peut être écrasée ou brisée facilement.
Surtout les meuniers (lèvres) et les barbottes (barbillons)
79
Pourquoi étudier le DELT?
Santé du poisson = santé de la communauté piscicole = état du milieu
80
Que se passe-t-il lorsque l’oxygène est faible dans l’hypolimnion?
Déplacement des espèces vers l’épilimnion
81
Que se passe-t-il lorsque l’oxygène est nulle en profondeur?
Les poissons meurent
82
Selon quels concepts pouvez-vous classifier le niveau trophique d’un lac?
- Transparence
- Biomasse du phyto
- Concentration en phosphore total
- Taux de réduction de l’O2 dans l’hypo
83
Donnez des facteurs qui distinguent les deux niveaux trophiques des lacs (oligotrophe et eutrophe) pour sa concentration en nutriments (P et N) et l’apports en nutriment
Oligotrophe :
Concentration des nutriments : Faible pour au moins un nutriment
Apports en nutriments : Faible
Eutrophe :
Concentration des nutriments : Élevée en hiver pour tous les nutriments
Apports en nutriments : Élevée
84
Donnez des facteurs qui distinguent les deux niveaux trophiques des lacs (oligotrophe et eutrophe) pour l’oxygène dissout dans l’épilimnion et l’hypolimnion
Oligotrophe :
Épilimnion : Près de la saturation
Hypolimnion : Près de la saturation
Eutrophe :
Épilimnion : Varie de 80% à 250% (jour/nuit)
Hypolimnion : En baisse jusqu’à 0%
85
Donnez des facteurs qui distinguent les deux niveaux trophiques des lacs (oligotrophe et eutrophe) pour la présence biologique par rapport à la densité, productivité et diversité
Oligotrophe :
Densité : Faible
Productivité : Faible
Diversité : Élevée
Eutrophe :
Densité : Élevée
Productivité : Élevée
Diversité : Faible
86
Donnez des facteurs qui distinguent les deux niveaux trophiques des lacs (oligotrophe et eutrophe) pour la lumière par rapport à la transparence et la pénétration de la lumière
Oligotrophe
Transparence : très bonne
Pénétration de la lumière : Profonde, souvent sous la thermocline
Eutrophe : Faible
Pénétration de la lumière : Peu profonde, souvent n’atteint pas la thermocline
87
Donnez des facteurs qui distinguent les deux niveaux trophiques des lacs (oligotrophe et eutrophe) pour la forme du lac et du bassin versant par rapport à la profondeur, pentes du littoral, bassin versant, bassin/surface du lac et surface du lac/volume
```
Oligotrophe
Profondeur : Grande
pentes du littoral : Abrupte : V ou U
bassin versant : Pierreux ou non productif et non perturbé
bassin/surface du lac : Petit
surface du lac/volume : Petit
```
```
Eutrophe
Profondeur : Faible
pentes du littoral : Douche
bassin versant : Cultivé ou perturbé ou naturellement fertile
bassin/surface du lac : Grand
surface du lac/volume : Grand
```
88
Donnez la description d’un lac dystrophe
Nom scientifique des « lacs bruns », riches en acide humique, pauvres en bactéries actives et ayant la lente évolution chimique d'une tourbière.
89
Donnez des caractéristiques d’un lac dystrophe
- Eaux acides : réduit l’efficacité de la décomposition
- Nutriments : Peu de disponibilité puisque la décomposition est lente
- Petits lacs dans un bassin fermé
- Peu profonds - peu productifs (décomposition difficile et lente)
- Ceinturés de sols libérant des acides humiques (carbone organique dissous) lesquelles teintent l’eau,
- Eaux brunes froides, ce qui ralentit la photosynthèse
- Hypolimnion souvent anoxique
- Zone littorale productive.
Donc: production par le phyto est faible. Zone littorale très productive = macrophytes de milieux acides dominent (sphaigne)
90
Comment se forme naturellement un lac dystrophe?
Enrichissement d’une eau avec des acides humiques en provenance des terres proches quand elles sont lessivées et l’acidification provoquée par le développement et la mort des sphaignes (tourbières acides).
91
Donnez les caractéristiques d’un lac de type Marl
* Lacs dont le bassin versant est constitué d’un sol calcaire
* Résulte de l’élimination du CO2 de l’eau par l’activité photosynthétique des plantes aquatiques, algues et macrophytes, ce qui entraîne un déplacement de l’équilibre bicarbonate / carbonate vers le carbonate.
* Peu productif car quelques nutriments inorganiques et des vitamines ne sont plus disponibles. Ces composés sont inactivités donc non disponible pour les producteurs primaires
92
Donnez les caractéristiques d’un lac de type Marl
* Lacs dont le bassin versant est constitué d’un sol calcaire
* Résulte de l’élimination du CO2 de l’eau par l’activité photosynthétique des plantes aquatiques, algues et macrophytes, ce qui entraîne un déplacement de l’équilibre bicarbonate / carbonate vers le carbonate.
* Peu productif car quelques nutriments inorganiques et des vitamines ne sont plus disponibles. Ces composés sont inactivités donc non disponible pour les producteurs primaires
93
Expliquez les étapes de blanchiment d’un lac de type Marl
* Lorsque la photosynthèse est forte, elle a besoin de CO2
* Elle brise l’équilibre de la solubilité du bicarbonate de Calcium (Ca(HCO3)
* Le CaCO3 précipite = suspension blanche et dépôt sur le fond (marnes)
* La turbidité de l’eau augmente: Secchi passe de 9m à 3m
94
Expliquez pourquoi les lacs de type Marl sont peu productifs
Peu productifs car: quelques nutriments inorganiques ( P, Fe, Mg,…) et des vitamines: Ne sont plus disponibles. Ces composés sont inactivés, i.e. coprécipités avec le CaCO3. Donc non disponibles pour les producteurs primaires
95
Expliquez la disparation d’un lac de type Marl
1) l’apport en carbonate de Ca est réduit
Parce que le bassin versant est épuisé
2) Un apport élevé en matières organiques dissoutes
Le CaCO3 ne suffit plus à précipiter les nutriments => eutrophisation
3) Climat humide et sphaignes = effet des carbonates
Neutralisé par les sphaignes => dystrophe
96
Sur quels espèces peut être fait une étude de la pollution de l’eau
Invertébrés benthiques, poissons et on identifie les deux et leurs nombres
97
Quels sont les paramètres conventionnels pour évaluer la qualité de l’eau?
N, P, conductivité et turbidité
98
Comment peut se faire le contrôle des apports externe en phosphore?
- Réduction par précipitation chimique lors du traitement des eaux usées
- Réglementation sur détergents phosphatés
- Contrôle de l’occupation des sols
- Traitement des eaux tributaires
99
Nommez des traitements pouvant être faits dans un lac?
- Désactiver les nutriments : précipiter le P dans le lac en ajoutant des produits qui se lient au P
- Aération de l’hypoliminion
- Contrôle biologique par organismes spécifiques : marais filtrant, bassin de sédimentation, espèces de poissons fossés de lagunages, étangs de pollisage
- Actions directes sur la production végétales : diminuer la présence de macrophyte
- Traitement des sédiments : dragage, recouvrir les sédiments à l’aide d’une bâche, assèchement des sédiments
- Contrôle chimique par herbicides aquatiques
100
En quoi consiste le traitement pour désactiver les nutriments?
* Précipiter le P dans le lac en ajoutant des produits chimiques qui se lient au P
* Substances pouvant être utilisées: Aluminium, fer, calcium, chaux (hydroxyde de calcium), l’alun (sulfate d’aluminium) et chlorure ferrique.
101
Qu’est-ce qu’une action directe sur la surproduction végétale?
Mesures qui ont pour objectifs de diminuer la présence de macrophytes
102
Qu’est-ce que le traitement des sédiments?
* Recouvrir à l’aide d’une bâche plastique ou d’un couvert de matériaux minéraux, les sédiments
* coupe les échanges nutritifs
* ≠ macrophytes = plage
103
Expliquez l’action sur le marnage
Diminuer le niveau de l’eau (assèchement des sédiments)
• Diminution du niveau d’eau et assèchement pour exposer d’exposer les sédiments à l’atmosphère.
• Permet le contrôle des macrophytes et le périphyton.
104
Qu’est-ce que le littoral?
Partie des lacs et des cours d'eau qui s'étend de la ligne des hautes eaux vers le centre du plan d'eau.
105
Donnez la définition d’une rive
La rive marque la transition entre le milieu aquatique et le milieu terrestre. La rive et le littoral peu profond forment le milieu riverain des lacs et cours d’eau
106
Qu’est-ce que la ligne des hautes eaux?
Limite entre le littoral et la rive, là où on passe d’une prédominance de plantes aquatiques à une prédominance de plantes terrestres ou, s’il n’y a pas de plantes aquatiques, à la limite inférieure des plantes terrestres.
107
Qu’est-ce qu’une bande riveraine ?
Couvert végétal permanent composé d’un mélange de plantes herbacées, d’arbustes et d’arbres adjacents à un cours d’eau ou à un lac.
Les bandes riveraines assurent la transition entre les écosystèmes aquatiques et terrestres
108
Quels sont les 8 biens et services écologiques de la rive ?
- Habitat pour la faune
- Écran face au réchauffement excessif de l’eau
- Barrière contre les apports de sédiments
- Rempart contre l’érosion des sols
- Protection de la qualité esthétique du paysage
- Régulateur du cycle hydrologique
- Filtre contre la pollution de l’eau
- Brise-vent naturel
109
Expliquez pourquoi l’habitat de la rive est un bien et service écologique ?
* Grande diversité en raison de la présence de l’eau
* Couvert de nidification, d’abri et de nourriture; les débris organiques servent de sites de ponte, de croissance, de repos et de refuge
* Corridor de déplacement et de fuite pour la faune
110
Expliquez en quoi la bande riveraine sert d’écran face au réchauffement excessif de l’eau
Sert d’écran solaire; important pour les petits cours d’eau puisqu’ils réagissent plus rapidement à un réchauffement et la chaleur emmagasinée est transportée plus en aval vers les rivières et les lacs. Température élevée élimine les espèces de poissons et autres organismes adaptés aux eaux fraiches (p. ex. les salmonidés) et favorise la prolifération d’algues si les eaux sont riches en nutriments
111
Expliquez comment la bande riveraine sert de barrière contre les apports de sédiments
Réduit la vitesse de ruissellement de l’eau, permet à l’eau de stagner et de s’infiltrer dans le sol et aux sédiments de se déposer avant le plan d’eau. Les sédiments en suspension dans l’eau causent un stress aux poissons par l’obstruction de leurs branchies et en augmentant leur vulnérabilité aux maladies. Une fois déposés, les sédiments colmatent les frayères et affectent la survie des organismes vivants au fond de l’eau
112
Expliquez comment la bande riveraine sert de protection à la qualité esthétique du paysage
* Contribue à la valeur foncière des propriétés (garantit une plus-value aux habitations riveraines)
* Conserve une diversité dans les formes, les couleurs et la texture du paysage contrairement à une monoculture d’arbres
113
Expliquez comment la bande riveraine peut être un régulateur du cycle hydrologique
En région tempérée comme le Québec, les plantes peuvent intercepter et utiliser jusqu’à 25 % des précipitations, ce qui réduit le ruissellement vers les plans d’eau. Les débits de pointe sont moins élevés et s’étalent sur une plus longue période
114
Expliquez comment la bande riveraine filtre la pollution de l’eau
Prévient la surfertilisation en retenant mécaniquement les nutriments et autres substances associées aux sédiments et en utilisant les nutriments nécessaires à leur croissance
Agit efficacement pour contrer les effets négatifs de la pollution diffuse (engrais, fumier et pesticides dans les champs)
115
Comment doit être la bande riveraine afin de pouvoir offrir tous ses biens et services écologiques ?
Les bandes riveraines doivent être
1) suffisamment larges,
2) comporter trois strates; herbacée, arbustive et arborescente
3) et être composées d’espèces indigènes
116
Qu’est-ce qu’un cours d’eau ?
Toute masse d’eau qui s’écoule dans un lit avec un débit régulier ou intermittent, y compris ceux qui ont été créés ou modifiés par une intervention humaine, à l’exception du fossé de voie publique ou privée, du fossé mitoyen et du fossé de drainage.
117
Qu’est-ce qu’un fossé ?
Un fossé est une petite dépression en long creusée dans le sol, servant à l’écoulement des eaux de surface des terrains avoisinants, soit les fossés de chemin, les fossés de ligne qui n’égouttent que les terrains adjacents ainsi que les fossés ne servant à drainer qu’un seul terrain.
Mérite notre attention puisqu’il fait partie intégrante du réseau hydrographique.
118
Qu’est-ce qu’une plaine inondable ?
Une zone (ou une plaine) inondable est une étendue de terre qui devient occupée par un cours d’eau lorsque celui-ci déborde de son lit.
119
Nommez les trois types d’inondations
1) Les inondations en eau libre
2) Les inondations par embâcle
3) Les inondations par submersion (reliés au milieu maritime)
120
Qu’est-ce qu’un milieu humide ?
Les milieux humides regroupent l’ensemble des sites saturés d’eau ou inondés pendant une période suffisamment longue pour influencer les composantes sol ou végétation.
• Les milieux humides sont des écosystèmes adaptés aux zones de transition entre les milieux terrestres et aquatiques, ou aux dépressions mal drainées.
• Ils peuvent être soit riverains (adjacents aux lacs, aux cours d’eau, aux estuaires ou à la mer), soit isolés.
• Certains milieux humides sont composés d’un assemblage de divers types d’écosystèmes (par exemple, étang-marais-marécage ou marécage-tourbière) qui forment des « complexes de milieux humides »
121
Nommez les trois éléments principaux pour décrire un milieu humide
1. L’hydrologie (type de drainage)
2. La végétation (présence d’hydrophytes)
3. Les sols (sols minéraux ou sols organiques
122
Quelle est la principale différence entre un lac et un étang ?
Dans un lac il y a un brassage des eaux au printemps à l’automne, mais pas dans un étang.
123
Donnez la définition d’étang
Étendue d’eau libre reposant dans une cuvette dont la profondeur moyenne n’excède généralement pas 2 m au milieu de l’été.
124
Donnez les principales caractéristiques d’un marais
* Dominés par des plantes herbacées
* Substrat minéral partiellement ou complètement submergé au cours de l’été
* Envahi de plantes émergentes ou flottantes: joncs, roseaux, carex, quenouille, etc.
* Les arbres et arbustes couvrent ˂ 25 %.
125
Donnez les principales caractéristiques d’une prairie humide
* Constituent une classe qui est parfois incluses dans les marais ou le continuum des marécages.
* Dominée par des plantes herbacées enracinées dans un sol occasionnellement inondé
* Végétation = moins tolérante à une inondation prolongée que les plantes de marais
126
Donnez les principales caractéristiques d’une tourbière
* Terrain recouvert de tourbe.
* Milieu à drainage variable
* Processus d’accumulation organique > processus de décomposition
127
Donnez les principales caractéristiques d’un bog
* Eau acide, très pauvre en éléments minéraux car isolée des eaux minérotrophes souterraines :
* 3.5 < pH < 4.6;
* Dominance de sphaignes, souvent accompagnées d’arbustes (éricacées tel que bleuets) et d’arbres (mélèze et épinette noire) en bosquets ouverts qui sont généralement petits et rabougris.
* Enracinées dans une épaisse couche de tourbe (souvent >1m; au Qc ~ 30 cm)
* Eau provient des pluies (2/3) + nappe phréatique (1/3)
128
Donnez les principales caractéristiques d’un fen
* Apport principal en éléments minéraux et en eau provenant de la nappe phréatique laquelle s’écoule très lentement; Eau origine des pluies (1/3) + de la nappe phréatique (2/3)
* Eau relativement acide, riche en éléments minéraux
* 4.6 < pH < 7.5;
* Présence de mousses brunes; sphaignes peu ou pas présentes.
* Dominée par des herbacées et des Carex (Cypéracées, etc.)
129
Qu’est-ce qu’un delta ?
Construction sédimentaire littorale en forme d'éventail, à faible pente, plus ou moins marécageuse, édifiée au débouché d'un cours d'eau dans la mer, dans un lac ou dans un autre cours d'eau.
130
Qu’est-ce qu’un estuaire ?
Constituent la partie à l'aval d'un fleuve dans laquelle les marées se font sentir et dont l'eau est saumâtre.
131
Pourquoi les eaux d’un estuaire sont-elles appelés saumâtres ?
Mélange d’eau douce et salée
Ce mélange induit un gradient très important des propriétés physico-chimiques des eaux, variable dans l’espace et dans le temps = milieu saumâtre.
132
Que pouvez-vous dire concernant la stratification dans un estuaire ?
Selon la salinité dans l’estuaire : plus il y a de sels, plus l’eau est dense
133
Nommez des caractéristiques des estuaires
Zone élargie du lit du fleuve qui se divise en nombreux bras et méandres. C'est une région de forte sédimentation, caractérisée par l'existence d'un "bouchon vaseux" se déplaçant dans le cours principal avec le flux et le reflux de la marée.
Sur le plan écologique, ce sont des écotones, c’est-à-dire une lisière entre la fin du cours d’un fleuve et l’océan dans lequel il s’écoule.
On retrouve à la fois des espèces dulcicole caractéristiques du fleuve et d’autres, marines, propres au littoral voisin.
Compte tenu de la variabilité de la teneur en chlorure de sodium observée dans la zone estuarienne du fait de la balance des marées, les espèces qui la fréquentent sont euryhalines (qui supporte des variations de salinités importantes du milieu aquatique ou il vit).
Font partie de ces quelques écosystèmes présentant les plus fortes productivités sur la planète.
Ils accueillent régulièrement de multiples espèces de poissons dont les écophases juvéniles y constituent d’importantes nurseries (harengs, bars, mulets, aloses, etc.).
Ils sont aussi le passage obligé des espèces migratrices catadromes (anguilles) ou anadromes (saumons, esturgeons) qui y séjournent pendant des temps plus ou moins longs.
134
Nommez des types d’organismes présents dans les estuaires
* Graminées des marais salées
* Algues
* Vers, huîtres
* Crabes
* Invertébrés
* Poissons marins, catadromes
* Oiseaux de rivages
* Mammifères marins
135
Comment fonctionne le système de circulation d’eau dans un estuaire ?
L’eau douce (- dense) s’étale vers la mer et, ce faisant, à l’interface elle entraîne de l’eau salée qui doit être remplacée par d’autre eau salée (+dense) qui remontera des eaux profondes
136
Pourquoi la productivité du phyto est très élevée dans un estuaire ?
Parce que les nutriments remontent à la surface
137
Qu’est-ce qui menace la qualité de l’eau dans l’estuaire du St-Laurent ?
* Déséquilibre P:N (prolifération d’algues, algues toxiques)
* Contaminants
* Appauvrissement en O2 dans les eaux profondes
* Acidification des eaux profondes
138
Quelles sont les conditions favorisant les fleurs d’eau d’algues toxiques ?
Les pluies importantes augmentent la température de l’eau et le lessivage importe de l’azote ce qui débalance les ratios N :P. La salinité de l’eau en surface diminue.
Il doit y avoir une photopériode importante
139
En moyenne, combien de temps faut-il pour changer l’eau d’un lac et d'une rivière?
Un siècle pour un lac et quelques jours pour une rivière
140
Quels sont les phénomènes naturels qui peuvent donner naissance à un lac?
L’activité volcanique, les mouvements tectoniques, l’érosion glaciaire et le déplacement des cours d’eau
141
Quels sont les paramètres physiques caractéristiques des lacs?
La forme de la cuvette, l’étendue de la surface, la géométrie et l’orientation, et la profondeur de l’eau qu’on y trouve. Les grandeurs issues de ces mesures sont : la surface exposée, le volume d’eau, le périmètre du contour, la profondeur maximale et la profondeur moyenne. Rapport volume/surface, le débit, l’indice de développement des berges.
142
Qu’est-ce que la stratification thermique?
Le lac se divise en deux couches superposées d’eau qui maintiennent des températures très différentes.
143
Nommez les deux grandes catégories de «végétaux».
Les macrophytes, ou grandes plantes, que l’on retrouve presqu’exclusivement dans la zone littorale, et les algues, souvent innombrables, dont la majorité des variétés sont microscopiques, et qui flottent entre deux eaux, un peu partout dans le lac.
144
Décrivez les principales catégories de la faune des lacs.
Les vertébrés, surtout représentés pas les poissons et les amphibiens, les invertébrés, incluant les mollusques, les crustacés et les vers, les animaux qui vivent dans les sédiments et qui forment le benthos et, finalement, tous les micro-organismes, incluant les virus et les bactéries, qui existent en suspension dans l’eau pour former le zooplancton ou qui se mêlent aux sédiments comme membres de la colonie zoobenthique.
145
Distinguez : les facteurs biotiques des facteurs abiotiques.
Les facteurs biotiques s’appliquent à caractériser les organismes vivants, alors que les facteurs abiotiques concernent les aspects inanimés de la nature (paramètres physico-chimiques : pH, conductivité, couleur, turbidité, sédiments, bilans massiques, hydrologie, etc.)
146
Quelles sont les sources de problèmes environnementaux rencontrés dans les lacs?
Les installations septiques inadéquates, l’utilisation intempestive des moteurs à essence, le déboisement sauvage des rives, les constructions et les aménagements sur le rivage, l’utilisation exagérée d’engrais ou de pesticides à la ferme ou autour de la maison, le mauvais tracé des routes en bordure des plans d’eau, l’emploi de sels de déglaçage sur les routes, les exploitations agricoles ou piscicoles mal protégées, l’utilisation du sol inadaptée par rapport à la fragilité du lieu ou à sa capacité de support.
147
Définir le bassin versant
On désigne par bassin versant ou bassin hydrographique l’ensemble de la région géographique autour d’un lac dans laquelle l’eau est drainée par des cours d’eau et un ruissellement de surface, pour finalement aboutir au lac.
148
Qu’est-ce que la ligne de partage des eaux?
L’étendue d’un bassin versant est délimitée par la ligne de partage des eaux qui constitue une suite de points identifiés en raison de l’altitude et du relief des lieux qu’ils encerclent. La surface incluse à l’intérieur de la ligne de partage des eaux constitue une projection horizontale du bassin versant et ne tient compte que de l’écoulement en surface.
149
Lorsque le sol du bassin versant est peu soumis à l’érosion et que la végétation est dense, l’eau qui se déverse par ruissellement dans le lac est-elle chargée en éléments nutritifs? (oui ou non?)
Non. Les vieilles roches, dures et résistantes à l’érosion (tel le granite) ont tendance à former des paysages anguleux, aux pentes fortes, où l’eau ruisselle et coule rapidement, pour aller rejoindre les cours d’eau et le lac. Puisqu’il n’y a alors presque pas d’érosion, l’eau de ruissellement ne contient que très peu de particules et de matières dissoutes. Les plantes et les arbres captent et utilisent une partie de l’eau de ruissellement ainsi que les éléments nutritifs qu’elle contient.
150
Une pluie abondante sur un sol découvert (sans végétation) a quels effets sur le lac du bassin versant?
Un sol découvert est bien plus fragile à l’érosion, surtout en situation de pluie abondante. Ainsi, l’eau de pluie dissout des minéraux et les transporte avec elle par ruissellement dans les cours d’eau et le lac du bassin versant. L’apport élevé en nutriments (surtout en P) accélère la croissance de la faune aquatique, accélérant ainsi le vieillissement du lac. Il s’eutrophie alors plus rapidement qu’il ne le ferait normalement, menant de ce fait à la mort du lac.
151
Nommez 3 moyens d’améliorer la qualité des lacs par des interventions dans le bassin versant.
Le regroupement de personnes sensibilisées à la question, l’implantation de normes d’aménagement du territoire, le souci d’utilisation rationnel des ressources, le changement d’habitudes des résidents et des villégiateurs autour des lacs, l’élaboration de plans d’aménagement aux niveaux municipal, régional ou national et l’adaptation des normes et des règlements qui en découlent (ex : la conservation de la ceinture boisée autour des lacs et des cours d’eau, la marge de recul des bâtiments et des installations septiques, les précautions environnementales pour la construction et l’entretien des routes en bordure de l’eau, l’aménagement particulier des fermes près des cours d’eau, etc.)
152
Définir la stratification thermique
La stratification thermique d’un lac est un phénomène physique qui correspond à une différence de température entre la surface et le fond du lac, et qui se traduit par un écart marqué entre la densité de la couche d’eau profonde et celle de la couche d’eau de surface.
3 couches :
l’épilimnion (couche supérieure, chaude en été, glacée en hiver)
le métalimnion (couche intermédiaire, changements drastiques de température, disparait au printemps et à l’automne, contient la thermocline)
l’hypolimnion (couche inférieure, température constante de 4°C, plus fraîche que l’épilimnion en été et plus chaude en hiver)
153
Quel est le nom de la couche d’eau où la température et la densité varie?
Le métalimnion
154
Pourquoi y a-t-il un brassage printanier dans un lac?
Lorsqu’au printemps la glace fond, l’eau de surface se réchauffe progressivement jusqu’à atteindre 4°C, la température à laquelle l’eau présente une densité maximale. L’eau de surface est alors légèrement plus dense que l’eau profonde (température autour de 6°C) et elle a ainsi tendance à la déplacer. Dans ces conditions, puisqu’il n’y a que très peu de résistance autre que la viscosité, l’action combinée de la faible différence de densité et des courants induits par le vent permet le mélange vertical de l’eau du lac; c’est ce qu’on appelle le brassage printanier des eaux.
155
Pourquoi l’eau de surface d’un lac à l’automne se mélange peu à peu avec les couches d’eau inférieures?
À l’automne, alors que la température ambiante diminue, l’eau de l’épilimnion se refroidit et sa densité rejoint peu à peu celle des couches d’eau inférieures auxquelles elle peut se mélanger sous l’action des courants induits par le vent. Progressivement, la thermocline disparaît et la résistance thermique au mélange de l’eau diminue. Vient un moment où l’ensemble de la colonne d’eau atteint 4°C et le mélange peut à nouveau être induit par le vent; c’est le brassage automnal.
156
Nommez un critère de distinction entre un étang et un lac du point de vue thermique.
Les lacs sont assez profond pour que les rayons de soleil ne se rendent pas jusqu’au fond du plan d’eau, c’est ce qui cause la stratification thermique. Les étangs, étant peu profonds, ne présentent aucune stratification thermique puisque les rayons du soleil se rendent jusqu’au fond du plan d’eau. Ainsi, les étangs, contrairement aux lacs, n’ont pas de stratification thermique.
157
Pourquoi les eaux de l’hypolimnion peuvent-elles devenir pauvres en oxygène?
Au début de l’été, après que la stratification thermique se soit établie, l’hypolimnion est très riche en oxygène dissous provenant du brassage printanier. Par contre, vue la barrière physico-chimique que constitue la thermocline, l’hypolimnion ne peut entretenir d’échanges gazeux avec l’atmosphère et il constitue de plus une zone trop obscure pour permettre la production d’oxygène par photosynthèse. Dans un lac très productif (eutrophe), l’oxygène peut alors venir à manquer dans l’hypolimnion, car il est consommé par la décomposition de la matière organique par les bactéries.
158
Qu'est-ce que la turbidité?
La turbidité est une caractéristique qui exprime le degré de « trouble » d’un liquide. C’est l’inverse de la transparence. Dans un lac, la turbidité est causée par la présence de matières en suspension ou par des substances en solution.
159
Pourquoi les algues et autres plantes aquatiques ne peuvent-elles exister à des profondeurs supérieures à quelques mètres?
En raison de leur dépendance à la lumière, les algues et les autres plantes aquatiques ne peuvent exister à des profondeurs supérieures à quelques mètres. Ces profondeurs critiques se trouvent diminuées en eaux trouble, car l’affaiblissement de la lumière due à la turbidité devient un effet limitant sur la productivité des organismes phototrophes.
160
Le disque de Secchi mesure quel paramètre?
Lorsqu’on étudie la qualité de l’eau d’un lac, on en mesure généralement la transparence, laquelle est inversement proportionnelle à la turbidité. Cette mesure simple se fait au moyen d’un disque de Secchi. Il s’agit d’un disque plat de 20 cm de diamètre, peint en deux segments noirs et deux segments blancs d’égales dimensions. Le disque lesté est suspendu à une corde calibrée et immergé dans l’eau afin d’évaluer la profondeur à laquelle il cesse d’être visible.
161
Quels sont les événements naturels qui peuvent augmenter la turbidité de l’eau?
L’érosion, les pluies, les vents, la fonte des neiges, etc.
162
Quelles sont les deux sources d’oxygène dissout?
La photosynthèse (végétaux) et l’atmosphère
163
En absence de lumière, les algues et les plantes sont-elles une source ou une perte d’oxygène dissout?
En absence de lumière, les plantes ne font plus de photosynthèse; elles consomment ainsi plus d’oxygène qu’elles en produisent (perte d’oxygène dissout).
164
Pourquoi, dans un lac très productif en été, l’hypolimnion peut devenir anoxique?
Dans un milieu donné, la présence d’organismes vivants entraîne la diminution du taux d’oxygène et l’augmentation de la teneur en gaz carbonique. Il en est ainsi dans l’eau où, cependant, la réserve d’oxygène ne se renouvelle pas et le gaz carbonique ne s’échappe pas aussi facilement que dans l’air, particulièrement dans les eaux profondes. C’est pourquoi dans un lac très productif, en été, la zone profonde peut devenir complètement privée d’oxygène et, par le fait même, constituer un milieu asphyxiant.
165
Quand se produit la répartition de l’oxygène (et des autres gaz) dans l’eau?
Une fois dissous dans l’eau (par exemple à la surface du lac), les gaz s’y dispersent par diffusion. Or, ce mécanisme de mélange demeure fort lent et plutôt inefficace, de sorte que la véritable répartition des gaz dans toute la masse d’eau se fait à l’occasion des brassages du printemps et de l’automne. Cependant, pour les eaux de surface, le vent demeure un bon agent de brassage pour la dispersion des gaz dissous.
166
Qu’est-ce que la sursaturation en oxygène?
Une manifestation de la présence de gaz dans l’eau se fait sous forme de bulles de tailles diverses que l’on peut voir surgir à l’occasion dans l’eau ou de l’effervescence que l’on ne manque pas d’observer lorsqu’une eau gazeuse est subitement exposée à la pression atmosphérique. Dans l’un et l’autre des cas, il s’agit d’un phénomène de sursaturation, c’est-à-dire de la présence d’une quantité de gaz dans l’eau supérieure à ce qui peut s’y dissoudre dans des conditions données.
167
La solubilité de l’oxygène est-elle plus importante en eau froide?
Contrairement à ce qui se passe pour la majorité des autres substances, on observe que la solubilité de la plupart des gaz augmente avec la réduction de la température; c’est-à-dire que les gaz sont plus solubles dans l’eau froide que dans l’eau chaude (l’oxygène est 40% plus soluble à 0° qu’à 10°C).
168
Quel est l’effet de l’eutrophisation sur la concentration en oxygène dissout dans l’hypolimnion en saison chaude?
Les lacs en voie d’eutrophisation sont les plus susceptibles de présenter des anomalies en matière de gaz dissous. D’autre part, leur productivité excessive se traduit par la présence d’une faune et d’une flore tellement importantes qu’elles en viennent à consommer tout l’oxygène dans l’eau, particulièrement en profondeur. Cette situation catastrophique n’est habituellement rétablie que partiellement par le brassage naturel des eaux à l’automne et au printemps.
Ainsi, en matière de gaz dissous, la bonne qualité de l’eau d’un lac s’exprime par une teneur élevée en oxygène dissous et une absence de gaz délétère. Cette caractéristique se retrouve naturellement dans les lacs jeunes, mais avec l’eutrophisation, les problèmes surgissent alors que les réserves d’oxygène dissous s’épuisent pendant la saison chaude et qu’apparaissent des gaz indésirables.
169
De quoi est faite la matière organique?
Par définition, les substances organiques sont faites de molécules comptant toujours des atomes de carbone dans leur composition. Initialement, on qualifiait de molécules organiques celles qui originent des organismes vivants. Cependant, avec la chimie de synthèse, cette définition a été étendue pour inclure toutes les molécules comportant du carbone dans leur structure.
170
Donnez deux exemples de carbone inorganique.
Carbonate de calcium CaCO3 et dioxyde de carbone CO2
171
Par quel processus biologique le carbone inorganique devient-il de la matière organique?
Le CO2 constitue le réactif clé utilisé dans le processus de photosynthèse qui permet justement de passer du minéral à l’organique et d’initier la chaîne des molécules organiques requises par les organismes vivants.
172
Donnez un exemple de matière organique qui se retrouve dans les sédiments
Les sédiments ne sont évidemment pas formés exclusivement de matière organique, mais cette dernière en constitue le plus souvent le composant principal. Il s’agit en l’occurrence d’organismes animaux ou végétaux qui, après leur mort, se retrouvent en milieu aquatique pour y subir une décomposition plus ou rapide.
173
Donnez un exemple de matière organique qui se retrouve en suspension?
Une autre manifestation de la présence des matières organiques s’exprime par les particules en suspension qui colorent et troublent l’eau dans laquelle elles baignent. Ces suspensions sont d’autant plus stables que, contrairement aux particules minérales, les composés organiques présentent une faible densité tout à fait comparable à celle de l’eau, ce qui leur permet de flotter efficacement entre deux eaux. Cette matière en suspension se trouve ainsi intimement mêlée à l’eau d’où elle doit être éliminée pour la majorité des applications. Le zooplancton est un exemple de matière organique en suspension.
174
Donnez un exemple de matière organique qui se retrouve en solution
Finalement, on observe que la plupart des eaux colorées le sont en raison de la présence de substances organiques en solution. Parmi les plus répandues, on compte les acides humiques et fluviques, dérivées de la matière végétale. Il s’agit de grosses molécules organiques combinées à la cellulose dans les végétaux, et que l’eau arrive à solubiliser partiellement après la mort des organismes qui les contiennent.
175
Un lac oligotrophe contient-il beaucoup ou peu de matière organique?
En général, les lacs jeunes présentent une charge de matière organique très faible. Cela vient du fait que, dans ces lacs oligotrophes, les conditions de soutien à la vie sont peu développées et qu’on y trouve, en conséquence, une faune et une flore aquatique très réduites. Comme les organismes sont peu nombreux dans ces lacs, les débris laissés par leur métabolisme ou après leur mort sont également peu abondants. En outre, les lacs jeunes possèdent une eau bien oxygénée qui offre une bonne efficacité pour la transformation et l’assimilation naturelles des matières organiques.
176
Définir DCO et DBO. En quoi diffèrent-ils?
Un type d’analyse permet de faire une évaluation globale de la quantité de matières organiques présentes dans une eau, sous forme dissoute ou en suspension. Il s’agit de la demande chimique en oxygène (DCO) et de la demande biochimique en oxygène (DBO), deux méthodes basées sur le même principe d’oxydation de la matière organique contenue dans l’eau.
Dans le cas de la DCO, l’oxydation se fait à l’aide de réactifs chimiques oxydants comme le permanganate ou le bichromate, placés dans des conditions de réactivité assez poussées pour effectivement réagir avec la plupart des molécules organiques susceptibles d’être rencontrées dans l’eau. Pour la DBO, le principe demeure le même, mais l’oxydation est plutôt faite par des micro-organismes placés dans des conditions favorables à leur action. Dans un cas ou dans l’autre, on mesure la quantité équivalente d’oxygène consommé qui s’exprime en mg d’O2 par litre d’eau testée.
177
Donnez deux exemples d’intervention qui permettent de minimiser l’apport des matières organiques dans l’eau.
La réduction de la charge organique dans les eaux peut être envisagée sous deux aspects complémentaires : soit la réduction à la source, soit l’élimination lors du traitement avant usage.
Des quantités importantes de matière organique peuvent être détournées des cours d’eau simplement en étant attentif à bien contrôler le ruissellement de l’eau à la surface du sol et, surtout, en prenant soin de conserver un écran végétal suffisant en bordure des cours d’eau.
178
Quels sont les 3 rôles d’un écran végétal en bordure des cours d’eau?
Des quantités importantes de matière organique peuvent être détournées des cours d’eau en prenant soin de conserver un écran végétal suffisant en bordure des cours d’eau. Cette ceinture boisée joue le rôle de filtre et de tampon pour freiner l’écoulement de l’eau, retenir le sol et l’humus de surface et assimiler une bonne partie des nutriments charriés par l’eau de ruissellement.
179
Dans les sédiments au fond d’un lac, d’où proviennent les particules minérales?
Les particules minérales, comme l’argile et le sable, proviennent généralement des sols environnants qui subissent un effet de ruissellement.
180
Dans les sédiments au fond d’un lac, d’où proviennent les particules organiques?
Les particules organiques originent des plantes et des animaux morts qui coulent dans la colonne d’eau.
181
Quel est le rôle des bactéries au niveau de la matière organique inclus dans les sédiments?
Le rôle des bactéries dans les sédiments s’avère être multiple et important. Essentiellement, elles décomposent la matière organique en ses composantes de base (molécules assimilables, eau, sels minéraux) et elles opèrent également e nombreuses transformations au niveau des composés minéraux.
182
Pourquoi les sédiments peuvent-ils devenir anoxiques?
La décomposition de la matière organique dans les sédiments exige une consommation importante d’oxygène par les bactéries. Lorsque les sédiments contiennent beaucoup de matière organique (c’est le cas des lacs très productifs), la consommation d’oxygène peut être telle que les sédiments deviennent anoxiques, c’est-à-dire qu’ils ne contiennent plus d’oxygène.
183
D’où provient le sulfure d’hydrogène (H2S)?
Une teneur élevée en matière organique dans les sédiements entraîne souvent des conditions d’anoxie et la production de gaz nocifs dans l’eau (H2S et CH4 produits par les bactéries anaérobies).
184
Nommez 2 sources de pollution organique.
Les sources particulières de pollution organique sont les eaux usées domestiques et les agents fertilisants utilisés en agriculture et sur les pelouses.
185
Pourquoi les substances polluantes (comme BPC), qui sont à l’état de trace dans l’eau, peuvent-elles être à des concentrations élevées dans la chair des poissons?
Une attention spéciale doit être apportée aux substances toxiques, parce qu’elles ont tendance à se combiner aux sédiments sur lesquels elles s’adsorbent. Cette association entre polluants et sédiments se traduit, d’une part, par un temps de séjour très long des polluants dans le milieu aquatique et, d’autre part, par un phénomène important de concentration de ces substances gênantes au lieu même d’alimentation des premiers maillons de la chaîne alimentaire du lac. C’est le cas notamment des BPC et des métaux lourds qui peuvent, par ce mécanisme, passer de l’état de traces dans l’eau, à des concentrations élevées dans la chair de poisson.
186
Quand l’azote moléculaire gazeux est-il fixé par les cyanobactéries?
Seul un petit groupe de plantes, comme les algues bleu-vert, peuvent capter l’azote moléculaire gazeux et l’utiliser comme élément nutritif. On dit qu’elles fixent l’azote. En fait, ce processus de fixation se produit surtout si les autres formes d’azote s’avèrent peu disponibles.
187
L’ammoniac issu des déjections animales ou de la décomposition prend quelle forme dans l’eau?
Le métabolisme animal, de même que la décomposition de la matière organique par les champignons et les bactéries produisent de l’ammoniac qui, en présence d’eau, se converti spontanément en ammonium directement assimilable par les organismes.
188
Quelles sont les transformations subies par l’ammonium en milieu aérobie?
En milieu aérobie, l’ammonium s’oxyde en nitrites et en nitrates sous l’action de certaines bactéries aérobies
189
En milieu anaérobie, quelles formes prennent le nitrite et le nitrate?
Inversement, dans un milieu dépourvu d’oxygène, les bactéries dénitrifiantes transforment les nitrates et les nitrites en ammoniac ou en azote moléculaire.
190
Quelle est la forme de phosphore directement assimilable par les plantes et les algues?
Parmi les diverses formes organiques ou minérales sous lesquelles il peut se trouver dans l’eau, seul le phosphore minéral en solution sous forme d’ions phosphates (PO43-) est directement assimilable par les plantes.
191
Comment et dans quelle condition (oxique, hypoxique ou anoxique) une partie importante du phosphore peut-elle être emmagasinée dans la boue au fond d’un lac?
Dans les eaux bien oxygénées (condition oxique), les phosphates dissous peuvent réagir avec des espèces minérales comme le fer, le calcium, l’aluminium, etc., pour former des complexes insolubles qui se déposent parmi les sédiments. Une fraction, souvent importante, du phosphore est ainsi stockée dans la vase du fond ou sur les particules en suspension dans l’eau. Ce mécanisme constitue, en quelque sorte, un piège pour capter et retenir le phosphore dans la phase aqueuse.
192
Quand le phosphore emmagasiné au fond du lac peut-il être relâché dans l’eau de l’hypolimnion?
Dans les lacs très productifs, l’hypolimnion devient anoxique au cours de la stratification thermique estivale. Dans ces conditions d’anoxie, les complexes chimiques du phosphore contenu dans la vase peuvent être transformés en composés plus solubles. Les sédiments libèrent alors une grande quantité de phosphates dans l’eau froide du fond.
193
Quand le phosphate et le nitrate peuvent-ils s’accumuler dans l’épilimnion?
Au cours de l’hiver, en raison des températures très froides et de la couverture de glace sur le lac, la photosynthèse est à son plus bas, et il se produit une accumulation de phosphates et de nitrates dans l’épilimnion.
194
Qu’est-ce qui limite la prolifération d’algues dans l’épilimnion des lacs eutrophes?
Au printemps et en été, les plantes aquatiques prolifèrent et elles prélèvent les phosphates et les nitrates présents dans les eaux chaudes de surface. Ce phénomène étant particulièrement marqué dans les lacs très productifs, la teneur de ces substances devient faible et, même, difficilement décelable dans l’épilimnion. En fait, l’épuisement des ressources en azote et en phosphore dans les eaux de surface du lac forme un frein à la prolifération des algues souvent observé dans les lacs eutrophes.
195
Dans un écosystème équilibré, pourquoi y a-t-il toujours plus de producteurs primaires que d’herbivores et plus d’herbivores que de carnivores?
En captant une partie de l’énergie solaire pour convertir le gaz carbonique et l’eau en molécules à plus grand contenu énergétique, les végétaux forment le premier maillon de la chaîne alimentaire. Lorsque les herbivores consomment ces plantes, ils n’en retirent que 10% de l’énergie préalablement convertie. En effet, les plantes ont déjà dépensé 90% de cette énergie afin de satisfaire leurs propres besoins de croissance et de reproduction, et en ont perdu une partie en chaleur. Le même scénario se produit lorsqu’un carnivore mange un herbivore et ainsi de suite, de sorte qu’à chaque étape de la chaîne alimentaire, environ 90% de l’énergie est « perdue ». C’est la raison pour laquelle, dans un écosystème équilibré, il y a toujours plus de producteurs (végétaux) que d’herbivores, et plus d’herbivores que de carnivores.
196
Qu’est-ce qu’un annélide?
Les principaux vers non microscopiques retrouvées dans les lacs sont les vers segmentés ou annélides, groupement auquel appartient d’ailleurs le bien connu ver de terre. Ils sont en général détrivores ou prédateurs de petits êtres microscopiques, étant donné qu’eux-mêmes ne mesurent habituellement que quelques centimètres tout au plus. Ils vivent d’ordinaire au fond du lac et ont un rôle qui s’apparente à celui de leurs cousins terrestres, c’est-à-dire l’homogénéisation et le mélange des sédiments.
197
Qu’est-ce qu’un mollusque?
Pour ce qui est des mollusques, ils sont caractérisés par leur corps mou, non segmenté et enveloppé d’une coquille dure en calcaire. Deux classes se retrouvent en eau douce : les gastéropodes, communément appelés escargots, qui ont une seule coquille enroulée, et les bivalves (moules, palourdes, etc.) qui représentent une coquille à deux valves, comme leur nom l’indique.
198
Comment les bivalves se nourrissent-ils?
Les bivalves filtrent l’eau pour en capter les micro-organismes en suspension. Ils filtrent ainsi de grandes quantités d’eau, ce qui les amène à concentrer dans leurs tissus de nombreuses substances en solution, y compris des substances toxiques (métaux lourds, pesticides) qui sont ensuite excrétées à la surface des sédiments. Ces organismes contribuent donc de façon active aux phénomènes de minéralisation et d’épuration de l’eau, mais cette action se fait au détriment de la comestibilité de leur chair.
199
Qu’est-ce qu’un arthropode?
Les arthropodes comprennent les crustacés et les insectes qui ont comme caractéristiques communes un corps segmenté, des pieds articulés et une carapace semi-rigide de chitine.
200
Pourquoi les poissons sont ceux qui ont le plus d’influence sur les autres organismes aquatiques?
Parmi les animaux, les poissons sont probablement ceux qui ont le plus d’influence sur les autres organismes vivants du lac. La majorité d’entre eux se nourrissent d’autres représentants de la faune aquatique et en contrôlent ainsi la population.
201
À quoi sert de prélever des écailles de poissons et de les peser?
L’examen des écailles permet d’évaluer l’âge des poissons et ces valeurs, en relation avec la masse des individus, servent à déterminer leur taux de croissance. À partir de ces données, on peut aussi établir la structure d’âge de la population, c’est-à-dire le pourcentage de jeunes par rapport aux plus vieux.
202
Comment peut-on utiliser la structure d’âge de la population de poissons pour en déduire l’état de santé de cette population?
L’établissement de la structure d’âge peut être très révélateur de l’état de santé de la population, une trop grande proportion de jeunes pouvant indiquer une surexploitation de la ressource tandis qu’une classe d’âge pratiquement absente peut indiquer un échec de la reproduction à cette époque.
203
Suite à la formation d’un lac qui a une faune peu diversifiée, on observe un accroissement de la diversité et de la densité, pourquoi?
À leur naissance, les jeunes lacs comportent une faune primaire très peu diversifiée. Il s’agit de quelques espèces d’algues et de zooplancton ayant réussi à coloniser le lac suite à leur transport par les rivières, l’eau de ruissellement, les précipitations, le vent, les plus gros animaux (par exemple, en s’accrochant dans leurs plumes ou leur poil), etc. Lorsqu’ils sont bien établis et qu’ils se retrouvent en quantité suffisante, ces organismes peuvent servir de nourriture à de nouveaux organismes herbivores ou planctivores qui s’installent à leur tour dans le lac.
La diversité et densité des organismes vivants s’accroît ainsi peu à peu et on observe que cet accroissement va de pair avec une augmentation des éléments nutritifs présents dans le lac, de même qu’une diversification des habitats et des ressources alimentaires. Plus tard, ayant atteint sa pleine croissance, le lac mature affiche une diversité spécifique très élevée : les rives sont peuplées d’une multitude de plantes aquatiques abritant elles-mêmes une riche communauté constituée d’organismes microscopiques; le fond du lac est exploité par une foule d’organismes benthiques et la colonne d’eau est le lieu de multiples interactions entre plusieurs espèces de poissons et d’autres animaux.
204
Pourquoi une espèce introduite peut-elle perturber un écosystème?
Puisque ces espèces ne sont pas indigènes, elles n’ont pas nécessairement de prédateur ralentissant leur croissance et leur reproduction. Il se crée alors une compétition pour les ressources avec les espèces indigènes. Leur prolifération peut constituer un élément gênant pour plusieurs utilisateurs du milieu.
205
Nomme trois exemples de modifications physiques apportées aux écosystèmes aquatiques.
Changement du niveau de l’eau, drainage des milieux humides, remblayage des littoraux, pollution thermique.
206
Qu’est-ce que la reproduction parthénogénique?
La reproduction parthénogénique est une reproduction dans fécondation.
207
Dans quelle partie d’un lac les populations benthiques sont-elles les plus abondantes et diversifiées?
Les populations benthiques tendent à être plus abondantes et plus diversifiées dans les sédiments qui se trouvent au-dessus de la thermocline, c’est-à-dire où le mouvement turbulent de l’eau amène plus d’oxygène.
208
Pourquoi le zooplancton fait-il des migrations verticales?
Pour tenter d’échapper aux prédateurs qui les détectent visuellement, les organismes zooplanctoniques tendent à être transparents et ils effectuent, pour la plupart, des migrations verticales dans la colonne d’eau, de façon à se maintenir dans la noirceur, soit en atteignant de grandes profondeurs le jour et en remontant vers la surface la nuit.
209
Qu’est-ce qu’un changement du niveau trophique d’un lac?
Changement de la composition physico-chimique de l’eau et du type de populations animales et végétales qui le peuplent.
210
Pourquoi les débris s’accumulent-ils au fond d’un lac lorsque le lac vieillit?
À mesure que le lac vieillit, le nombre d’organismes (animaux et végétaux) atteint une telle proportion qu’une fois morts, ceux-ci s’accumulent à un rythme supérieur à celui de leur décomposition ou de leur évacuation et du recyclage des substances dont ils sont faits. De ce fait, les débris s’accumulent au fond du lac, remplissant de plus en plus sa cuvette.
211
Qu’est-ce que l’eutrophisation culturelle?
Si le processus d’eutrophisation est accéléré par des perturbations dues aux activités humaines et que l’augmentation e la productivité ainsi engendrée est supérieure à celle qui aurait prévalue en conditions naturelles, on parle alors de vieillissement prématuré des lacs ou d’eutrophisation culturelle.
212
De combien de fois les concentrations de phosphore et d’azote dans les eaux usées domestiques sont-elles plus élevées que dans les eaux naturelles non perturbées?
Le phosphore et l’azote sont deux éléments nutritifs essentiels aux végétaux qui peuvent être jusqu’à mille fois plus concentrés dans les eaux usées domestiques que dans les eaux de lacs non encore perturbés par l’homme.
213
Quels sont les paramètres les plus pertinents pour la détermination du niveau trophique d’un lac?
Une compilation et une étude des données accumulées au fil des années permettent de suivre l’évolution de la qualité de l’eau d’un lac. Les paramètres les plus pertinents pour la détermination du niveau trophique sont : la transparence de l’eau, la concentration de chlorophylle-a (mesure indirecte de la quantité d’algues), la concentration de phosphore, la concentration d’oxygène dissout dans l’hypolimnion et la quantité de plantes aquatiques.
214
Quelles précautions les riverains peuvent-ils prendre afin de limiter l’eutrophisation des lacs?
Au niveau des lacs à vocation récréative, les citoyens du bassin versant, les riverains et les villégiateurs peuvent contribuer à empêcher l’eutrophisation des lacs en utilisant des détergents sans phosphates, en voyant au bon fonctionnement de leurs fosses septiques, en conservant et en protégeant la végétation des rives, laquelle réduit les apports de matières particulaires et d’éléments nutritifs au lac et en adoptant des techniques de jardinage et d’aménagement écologiques pour leurs terrains.
