Le réchauffement accélère la croissance des algues dans les lacs froids en hiver

Des chercheurs de l'Université de Californie à Davis indiquent que la hausse des températures et des apports en nutriments, induite par le changement climatique, affecte directement la dynamique métabolique des algues périphytes dans les lacs oligotrophes. Des expériences menées sur des échantillons du lac Tahoe révèlent que ces changements climatiques devraient intensifier les pics saisonniers de croissance des algues, notamment pendant les mois les plus froids.

Leur étude a utilisé des roches recouvertes de périphyton prélevées sur la rive ouest du lac Tahoe. Les échantillons ont été exposés à quatre niveaux de chauffage (entre +3 °C et +9 °C au-dessus de la température ambiante) et à deux traitements nutritifs (niveaux naturel et enrichi). Les scientifiques ont surveillé la production primaire brute (PPB), la respiration de l'écosystème (RE) et la production nette de l'écosystème (PNE).

Croissance plus rapide par temps froid

Les résultats indiquent que le réchauffement a eu un effet plus significatif pendant les mois froids, comme février et novembre. Durant ces saisons, le métabolisme des algues a augmenté jusqu'à 11 % par degré Celsius, même sans apport de nutriments. En été, l'impact du réchauffement était nul, voire négatif.

L'auteur principal, Nick Framsted, attribue ce phénomène à la sensibilité métabolique des algues aux basses températures. « En hiver, même de faibles augmentations de température activent fortement le métabolisme des algues, leur permettant d'utiliser les nutriments disponibles et de générer de nouvelles pousses », a-t-il expliqué.

Ce comportement suggère que le réchauffement climatique pourrait provoquer des proliférations précoces de périphyton dans les lacs froids, modifiant le cycle écologique de ces écosystèmes et impactant leur qualité visuelle et chimique.

Les nutriments et la chaleur interagissent de façon saisonnière

Bien que le réchauffement ait eu un effet constant, l’impact des nutriments a varié selon les saisons.

En octobre, par exemple, l’ajout de nutriments a augmenté la production primaire de 13 % et la production nette de 11 %.

En juin, les nutriments ont augmenté la respiration de l’écosystème de 27 %, mais n’ont pas stimulé la croissance, ce qui suggère que l’énergie a été utilisée pour absorber les nutriments plutôt que pour générer de la biomasse.

La réponse à l'enrichissement dépend également du type d'algues dominant. Entre avril et juin, les diatomées prédominaient, tandis qu'entre août et février, les cyanobactéries à croissance plus lente dominaient. Cette transition affecte l'efficacité métabolique et pourrait expliquer pourquoi le réchauffement a eu un impact moindre en été.

Changements futurs dans les lacs oligotrophes

Les lacs oligotrophes, comme le lac Tahoe, ont des eaux claires et de faibles concentrations en nutriments. Ces caractéristiques les rendent vulnérables aux faibles variations de l'équilibre environnemental.

L'étude indique que les impacts climatiques sur ces lacs ne se produisent pas de manière linéaire tout au long de l'année. On observe plutôt une augmentation significative en hiver, lorsque le système est peu actif et réagit plus intensément aux perturbations.

Une autre découverte pertinente est que, même avec des nutriments à des niveaux naturels, le réchauffement suffit à stimuler le métabolisme des algues. Cela indique que le réchauffement à lui seul, sans pollution supplémentaire, peut altérer significativement la productivité des zones côtières des lacs froids.

Implications pour la gestion de l'environnement

Ces résultats contribuent à expliquer pourquoi les proliférations de périphyton sont de plus en plus fréquentes dans les lacs aux eaux claires du monde entier. La présence de ces algues, bien que naturelle et bénéfique à certains niveaux, en excès, nuit à la qualité de l'eau, altère le flux de nutriments et affecte le tourisme local.

« Comprendre la saisonnalité des réponses métaboliques des algues est essentiel à l'élaboration de stratégies de contrôle », a déclaré Steven Sadro, co-auteur de l'étude. Une surveillance continue et des interventions planifiées en fonction des saisons peuvent prévenir les proliférations problématiques et préserver l'intégrité écologique des lacs.

Application mondiale

Bien que centrée sur le lac Tahoe, l'expérience sert de modèle pour les lacs de haute altitude et à faible fertilité de diverses régions du monde. La méthodologie utilisée, fondée sur des expériences contrôlées avec des échantillons naturels, offre une approche reproductible pour étudier les effets du climat sur les systèmes aquatiques.

Plus d'informations sur doi.org/10.1029/2025WR039891