Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les paysages arctiques se caractérisent par la présence de nombreux lacs et étangs. Avec l’augmentation des températures annuelles moyennes en raison des changements climatiques, plusieurs perturbations sont attendues pour ces masses d'eau, notamment au niveau de leur connectivité hydrologique et leur l'écologie. Nous avons échantillonné 22 lacs hydrologiquement reliés et 13 lacs isolés pour l'abondance, la biomasse et la production de zooplancton près de Cambridge Bay, Nunavut (69' 07'00.71''N; 105' 03'34.85''W) dans le but de déterminer dans quelle mesure la connectivité hydrologique par rapport aux caractéristiques environnementales spécifiques au lac (nutriments, carbone organique dissous, chlorophylle-a, température, conductivité, profondeur, superficie) ont expliqué la composition, l'abondance et la production des communautés de zooplancton qui sont essentielles pour les niveaux trophiques supérieurs comme les poissons. Les lacs hydrologiquement reliés allaient de lacs situés en amont, à des lacs collecteurs fortement interconnectés recevant l'eau de 1 à 765 lacs. Les communautés de zooplancton dans les systèmes étudiés étaient plus similaires dans les lacs proches les uns des autres et différaient significativement des communautés dans les systèmes hydrologiquement isolés. Dans les systèmes isolés, la distance entre les plans d'eau ne contribuait pas à la similarité entre les communautés. Au total, 81 espèces de zooplancton ont été trouvées dont 57 rotifères, 9 copépodes, 11 cladocères, deux crevettes arctiques, un mysidacé et une crevette têtard. La richesse en espèces entre les lacs connectés et isolés n'était pas différente, respectivement de 63 et 61 espèces. Au total, vingt espèces étaient uniques aux lacs connectés et 17 aux lacs isolés. L'abondance du zooplancton était plus élevée dans les lacs connectés (255 ind L-1 dans les lacs connectés contre 65 ind L-1 dans les systèmes isolés). Cela était dû au nombre plus élevé de rotifères qui représentaient près de 80 % de l'abondance du zooplancton dans les lacs connectés. Dans les lacs isolés, rotifères, cladocères et copépodes étaient équitablement abondants. En termes de biomasse, les cladocères dominaient dans les deux types de systèmes, représentant environ 65 % de la biomasse totale. La production de zooplancton était plus élevée dans les systèmes isolés (4,6 mgC·m-3d-1) que dans les lacs connectés (1,7mgC·m-3d-1) et était principalement due à la biomasse de crustacés, la conductivité et les nutriments (dans les lacs connectés). Aucun facteur environnemental clair n'a été trouvé pour expliquer les différences au sein des communautés dans les systèmes hydrologiquement isolés, ce qui suggère que la variabilité du zooplancton provient de facteurs internes (recyclage interne élevé) ou d'événements ponctuels (oiseaux, rivières). Notre étude souligne que la connectivité hydrologique est essentielle pour façonner les communautés de zooplancton et fournit d’importantes informations de base sur les communautés actuelles de zooplancton arctique avant les impacts des changements climatiques.

Arctic landscapes are characterized by their numerous lakes and ponds. With increased warming and consequent changes in hydrological connectivity, the ecology of many of these waterbodies will be impacted. We sampled 22 hydrologically connected lakes and 13 isolated lakes for zooplankton abundance, biomass and production near Cambridge Bay, Nunavut (69’07'00.71N; 105’03'34.85''W) with the aim of determining how well hydrological connectivity versus lake specific environmental characteristics (nutrients, dissolved organic carbon, chlorophyll-a, temperature, conductivity, depth, surface area) explained composition, abundance and production of zooplankton communities that are key for higher trophic level such as fish. The hydrologically connected lakes ranged from headwater to highly inter-connected lakes receiving water from 1 to 765 upstream lakes. The zooplankton communities in the studied systems were more similar in lakes close to each other and differed significantly from the communities in hydrologically isolated systems. In isolated systems, the distance between the waterbodies did not contribute to the similarity among the communities. All together 81 zooplankton species were found including 57 rotifers, 9 copepods, 11 cladocerans, two fairy shrimps, a mysid and a tadpole shrimp. Species richness among connected and isolated lakes was not different, respectively of 63 and 61 species. A total of twenty species were unique to connected lakes and 17 to the isolated lakes. Zooplankton abundance was higher in connected lakes (255 ind L-1 in connected vs 65 indL-1 in isolated systems). This was due to the higher number of rotifers which accounted for nearly 80% of the zooplankton abundance in connected lakes. In isolated lakes, rotifers, cladocerans and copepods were equally abundant. In terms of biomass, cladocerans dominated in both types of systems, representing about 65% of total biomass. Zooplankton production was higher in isolated systems (4.6 mgC·m-3d-1) than in connected lakes (1.7 mgC·m-3d-1) and was mainly driven by the crustacean biomass, with conductivity and nutrients being important in the connected lakes. No clear environmental drivers were found to explain community differences in the hydrologically isolated systems, suggesting that variability among zooplankton comes from internal factors (high internal recycling) or punctual events (birds, rivers). Our study emphasizes that hydrological connectivity is key in shaping zooplankton communities but also that isolated water bodies which currently account for approximately 83% of all waterbodies on southern Victoria Island are hotspots of aquatic biological productivity and have an essential role in Arctic freshwater landscapes. Finally, our study provides important baseline information of the actual Arctic zooplankton communities before climate change impacts.