Projet de recherche MN/DD1/002 (Action de recherche MN)
Les eaux côtières de la Baie Sud de la Mer du Nord reçoivent, via les fleuves et l'atmosphère, de grandes quantités de nutriments d'origine anthropique. L'effet manifeste de l'eutrophisation côtière de la mer du Nord apparait sous la forme de changements qualitatifs indésirables de la structure et du fonctionnement de l'écosystème planctonique, visibles sous la forme d'accumulations passagères de mousses nauséabondes sur les plages. La garantie pour les générations futures d'un développement durable des ressources de la mer du Nord et de la qualité de ses eaux côtières est aujourd'hui une préoccupation tant nationale qu'internationale. Des directives nationales et internationales portant sur les installations de traitement des eaux usées et les pratiques agricoles visant à la réduction des apports de nutriments à la mer sont déjà mises en place dans les différents pays riverains de la mer du Nord. Cependant la connaissance scientifique requise pour une estimation rationnelle de la réduction requise et du ou des nutriment(s) à réduire en priorité (ammonium, nitrate et/ou phosphate) fait actuellement défaut.
Le projet
Le but
Le projet de recherche contribue à la mise en oeuvre d'une méthodologie de recherche intégrant l'interaction continent-zone côtière pour déterminer et prédire l'état d'eutrophisation de la mer du Nord et ses effets non désirés. Son but ultime est de réduire le contexte d'incertitude qui entoure actuellement les prises de décision en matière de lutte contre l'eutrophisation de la mer du Nord et pour la sauvegarde de ses ressources naturelles.
Les questions environnementales posées
Quelle est la capacité naturelle de l'écosystème planctonique de la mer du Nord à assimiler le surplus de nutriments résultant des activités humaines sur son bassin versant?
De combien faut-il réduire les apports de nutriments à la mer pour protéger les ressources biologiques des effets néfastes de l'enrichissement en nutriments?
Quelle est la contribution relative des processus naturels et anthropiques au phénomène d'eutrophisation et y a-t-il synergie?
La méthodologie envisagée
Etablir une base d'observation permettant de surveiller l'évolution de la qualité des eaux côtières de la mer du Nord, de détecter rapidement tout signe avant-coureur de détérioration, et d évaluer les résultats positifs ou négatifs faisant suite à l'application de nouvelles réglementations en matière d épuration.
Choix du site d échantillonnage: la station 330 située à 20miles de la côte face à Ostende et soumise à l'influence des eaux de l'Escaut. Ce point de référence est échantillonné par ULB-GMMA depuis 1988, sous la double égide des programmes nationaux d'Actions de Recherche Concertées en Océanographie et d'Impulsion en Sciences Marines et des Programmes Environnement et MAST de la Commission Européenne (Projets Phaeocystis et CONWEB). Les résultats acquis à ce jour démontrent que la station 330 est sensible à toute perturbation induite par des modifications naturelles (conditions météorologiques) et/ou anthropogéniques. Les paramètres de surveillance seront étendus aux niveaux trophiques secondaires via la participation de VUB-ECOL.
Comprendre les mécanismes de structuration des réseaux trophiques en réponse au changement dans les apports de nutriments.
Principalement deux questions seront abordées et étudiées via la mise en oeuvre d'études de processus menées en conditions naturelles et en laboratoire:
- Comment change la structure de la communauté phytoplanctonique lorsque les apports de nutriments sont modifiés?
- Comment répondent les niveaux trophiques supérieures, plus particulièrement le zooplancton, aux changements de communauté phytoplanctonique liés aux changements de nutriments?
Intégrer les connaissances dans un modèle mathématique résultant du couplage entre un modèle hydrodynamique à résolution spatiale fine simulant la dispersion des eaux de l'Escaut dans la zone côtière et un modèle biogéochimique mécanistique, version revisée du logiciel existant MIRO sur base des connaissances acquises par l'étude de processus.
MIRO est un modèle écologique développé par ULB-GMMA et décrivant la dynamique des efflorescences de colonies de Phaeocystis dans la zone continentale côtière de la mer du Nord en réponse aux apports de nutriments par les rivières. Bien que déjà opérationnel les points faibles du modèle résident dans la faible résolution des processus hydrodynamiques et de transport des sédiments et dans la méconnaissance de certains paramètres physiologiques liés à l'absence de techniques adéquates. Résoudre ces incertitudes sera la tâche principale de l'UGMM en collaboration avec ULB-GMMA.
Les résultats concrets attendus
Une liste d'indicateurs physico-chimiques et biologiques permettant de diagnostiquer rapidement et de prévoir des changements trophiques importants dans la zone côtière belge ainsi que leurs effets néfastes. Un "cahier vert" sera édité, reprenant la liste des paramètres et leur méthode de mesure ainsi que la stratégie d'échantillonnage.
Un modèle mathématique validé qui pourra servir d'outil scientifique de prédiction des phénomènes d'eutrophisation dans la zone côtière belge et son incidence sur les zones adjacentes et orienter les décisions en matière de réduction des apports de nutriments à la mer.
Une banque de données physico-chimiques et biologiques acquises depuis 1988 à la station 330 du réseau de surveillance belge, utilisable pour (i) l'évaluation à long-terme des changements trophiques de l'écosystème, (ii) la validation du modèle mathématique et (iii) l'évaluation des effets des politiques d épuration existantes et à venir.
Les Partenaires
Le coordinateur, le Groupe de Microbiologie des Milieux Aquatiques (ULB-GMMA) de l'Université Libre de Bruxelles (Dr. C. Lancelot), expert reconnu internationalement en matière d eutrophisation côtière, initiateur du réseau de surveillance à la "station 330" et père du modèle écologique MIRO.
Le Laboratorium voor Ecologie en Systematiek (VUB-ECOL) de la Vrije Universiteit Brussel (Dr. M. Tackx), spécialiste depuis 20 ans en matière de dynamique du zooplancton et d'évaluation de son rôle trophique.
L'Unité de Gestion du Modèle Mathématique de la mer du Nord (UGMM) (Dr. Ir. G. Pichot), unité de modélisation à l'interface entre la recherche et l'aide à la décision.
Pour plus d'information:
Groupe de Microbiologie des Milieux Aquatiques (ULB-GMMA)
Campus de la Plaine CP 221, Boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles
Tél: (02) 650 59 88 Fax: (02) 650 59 93 E-mail: lancelot@ulb.ac.be
Study and modeling of eutrophication-related changes in coastal planktonic food-webs : final report
Lancelot, Christiane - Rousseau, Véronique - Becquevort, Sylvie ... et al Brussels : Federale Science Policy, 2004 (SP1382)
[Pour télécharger]
[Epuisé]
