L’utilisation des terres entraîne la dynamique énergétique des toiles alimentaires du lac boréal
Les écosystèmes de lac peuvent recevoir des entrées élevées de matière organique terrestre (T-OM) que les microbes mettent à la disposition des consommateurs de niveau trophique plus élevés. Le groupe de recherche néerlandais finlandais a examiné la dépendance terrestre de 19 groupes de consommateurs de 35 lacs boréaux utilisant des isotopes stables d’hydrogène. Selon l’étude, les macroinvertébrés benthiques et la dépendance des poissons benthivores à l’énergie terrestre (allochthony) étaient plus élevés par rapport au plancton pélagique et aux poissons planctévoreux. Le consommateur Allochthony a diminué le long du gradient environnemental des bassins versants boisés aux bassins versants agricoles, probablement en raison de l’altération de l’origine de la matière organique du lac.
L’équipe a mesuré des isotopes stables d’hydrogène de 19 groupes de consommateurs différents, des algues aux meilleurs prédateurs, à partir de 35 lacs boréaux et de la dépendance estimée aux consommateurs à l’énergie terrestre à l’aide de modèles de mélange bayésien.
« Nous avons trouvé de grandes différences dans la dynamique de l’énergie des lacs dystrophiques et eutrophiques. L’agriculture dans les zones de bassin versant diminue l’allochthony des consommateurs à tous les niveaux trophiques et aux guildes d’alimentation en raison de la production accrue d’algues tandis que la couverture forestière élevée favorise l’allochthony »
L’énergie des réseaux alimentaires se reflète dans les poissons
Le transfert d’énergie et de biomasse dans les réseaux alimentaires du lac peut être étudié avec des isotopes stables. Les isotopes stables d’hydrogène sont particulièrement utiles pour différencier la biomasse aquatique et terrestre que la perte d’eau par transpiration conduit à un fort enrichissement dans l’isotope lourde dans les plantes terrestres, un processus absent pour les producteurs primaires aquatiques submergés. La matière organique dissoute et particulaire dans les lacs peut provenir à la fois de la production primaire aquatique et terrestre. Certains microbes sont capables d’assimiler la matière organique dissous et de canaliser ainsi l’énergie à des niveaux trophiques plus élevés par le biais d’interactions de proies prédatrices.
« Dans les lacs de l’étude, le zooplancton pélagique a dérivé leur énergie principalement de la production d’algues, mais la grande partie de l’énergie macroinvertébrée benthique était l’origine terrestre. Ces modèles se reflètent également dans l’origine de l’énergie de poisson plancttivore et benthivore selon leurs guildes d’alimentation », explique Keva.
Changements dans l’origine de la matière organique du lac
L’étude montre que l’utilisation des terres de la zone du bassin versant influence l’origine du lac dissous et des particules de matière organique. Les lacs avec une couverture élevée de la zone agricole dans leur bassin versant sont généralement plus eutrophiques et donc la matière organique là-bas est principalement d’origine d’algues. D’un autre côté, la piscine de matière organique dans les lacs dystrophiques dans les zones boisées est relativement plus originaire de terrestre. Par conséquent, la dépendance aquatique des consommateurs à l’égard de l’énergie terrestre est modifiée à travers un gradient environnemental – l’allochthonie des consommateurs diminue des lacs dystrophiques noyés vers les lacs eutrophiques.
« L’étude souligne que l’utilisation des terres de la zone du bassin versant affecte le transport de la matière organique des paysages terrestres des donneurs vers les écosystèmes de lac récipiendaires, l’origine de la piscine de matière organique du lac, la dynamique de l’énergie du lac et donc la fonction des réseaux alimentaires aquatiques », explique Keva.
Des chercheurs de Finlande et des Pays-Bas ont collaboré à l’étude du consommateur Allochthony.