Eutrophication (EO 5)

Indicateur commun 14: Concentration de Chlorophylle a dans la colonne d’eau

Rapporteur:
PNUE/PAM/MED POL
Échelle géographique de l’évaluation:
Régionale, mer Méditerranée
Pays contributeurs:
Albanie, Bosnie-Herzégovine, Chypre, Croatie, Égypte, Espagne, France, Grèce, Israël, Italie, Maroc, Monténégro, Slovénie, Syrie, Tunisie, Turquie
Thème central de la Stratégie à moyen terme (SMT):
1-Pollution terrestre et marine
Objectif écologique:
OE5. L’eutrophisation d’origine anthropique est évitée, en particulier pour ce qui est de ses effets néfastes, tels que l’appauvrissement de la biodiversité, la dégradation des écosystèmes, la prolifération d’algues toxiques et la désoxygénation des eaux de fond.
Indicateur commun de l’IMAP:
CI14. Concentration de Chlorophylle a dans la colonne d’eau (OE5)
Indicateur commun de l’IMAP:
EO5CI13
 

Définition du BEE: Les taux naturels de la biomasse algale, de la transparence de l'eau et des concentrations d'oxygène sont conformes aux conditions physiques, géographiques et atmosphériques qui prévalent  

Cible(s) proposée(s):

  • Etat: Les concentrations de chl-a dans les régions à haut risque se situent en deçà des valeurs seuils
  • Etat: Tendance à la baisse des concentrations de chl-a dans les zones à haut risque affectées par les activités humaines

Contexte

L’eutrophisation est un processus induit par un apport excessif de nutriments dans l’eau, notamment des composés d’azote et/ou de phosphore. Cet excès entraine une forte production et une croissance accrue de la biomasse d’algues, génère des modifications dans l’équilibre des nutriments qui provoquent à leur tour une modification de l’équilibre des organismes et enfin, il dégrade la qualité de l’eau (IMAP, 2017). Les eaux de mer sont classées en fonction de leur niveau d’eutrophisation, lui-même défini par l’apport en nutriments et à la croissance du phytoplancton. Les zones oligotrophes sont caractérisées par des niveaux de nutriments et de phytoplancton bas, l’eau enrichie en nutriments est définie comme mésotrophe, tandis que l’eau riche en nutriments et en biomasse algale est dite eutrophe. La Méditerranée est l’une des mers les plus oligotrophes du monde et la plupart de sa productivité biologique s’opère dans la zone euphotique (PNUE, 1989, PNUE/PAM, 2012). Les fluctuations saisonnières des concentrations en nutriments et phytoplancton, l’irrégularité du phytoplancton et à moindre échelle le phénomène d’eutrophisation, ont rendu le développement d’échelles de concentration en nutriments/phytoplancton difficile pour les scientifiques marins. Même si les recherches scientifiques (PNUE/FAO/OMS1996 ; Krom et al., 2010) montrent depuis longtemps que la majeure partie de la mer Méditerranée est en bonne santé, il existe des zones côtières où l’eutrophisation marine est une sérieuse menace et ce, notamment dans les golfes clos proches de grandes villes, dans les estuaires et près des ports.

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Méthodes d’évaluation

Le Programme Pollution du PNUE/PAM (MEDPOL) possède un système de suivi depuis 1999. Il est basé sur la contribution apportée par les pays méditerranéens concernant leurs données, y compris celles sur la chlorophylle a. Les données de suivi de MEDPOL ont été utilisées pour cette évaluation ; il faut cependant noter que certaines données sont manquantes dans la base de données du fait d’un rapportage irrégulier de chaque pays au fil des années.

Les conditions et les limites du référencement des types d’eaux côtières pour la chlorophylle a en Méditerranée ont été convenues et adoptées par décision de l’IMAP en 2016 (PNUE/PAM, 2016). Ces critères ont été appliqués pour la première fois sur les données disponibles pour la Méditerranée via la base de données de MED POL.

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Résultats et état, y compris les tendances

L’état trophique de la mer Méditerranée est contrôlé par la zone côtière très fortement peuplée et l’apport fluvial d’une zone de drainage de 1,5 106 km2 (Ludwig et al., 2009) qui provoquent une tendance eutrophe dans les zones côtières. Les eaux bleues au large de la Méditerranée ont été caractérisées comme extrêmement oligotrophes avec une tendance croissante de l’oligotrophie en direction de l’est (Turley 1999). L’eutrophisation et l’oligotrophie de la Méditerranée sont illustrées par la distribution de la chlorophylle a sur les images de télédétection (Figure 1). Cela est dû à la faible teneur en nutriments de la mer Méditerranée orientale; les concentrations maximales enregistrées étaient d’environ 6 μmol L-1 pour le nitrate, 0,25 μmol L-1 pour le phosphate et de 10–12 μmol L-1 pour le silicate. Avec un ratio nitrate pour phosphate (N/P) >20 et environ 28:1 en eaux profondes, la mer Méditerranée orientale a été décrite comme étant la plus grande étendue d’eau de la planète limitée en phosphore.

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Conclusions

L’état trophique de la mer Méditerranée est conditionné par la zone côtière très peuplée et par l’apport fluvial d’une zone de drainage. Les eaux situées au large des côtes méditerranéennes ont été caractérisées comme étant extrêmement oligotrophes avec une tendance croissante à l’oligotrophie en allant vers l’est. La mer Méditerranée orientale reste la zone la plus oligotrophe de l’ensemble du bassin méditerranéen et la plus grande étendue d’eau au monde ayant une concentration limitée en phosphore.

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Messages clés 

  • Les eaux situées au large des côtes méditerranéennes ont été caractérisées comme étant extrêmement oligotrophes avec une tendance croissante à l’oligotrophie en allant vers l’est.
  • Les principales zones côtières de la Méditerranée historiquement reconnues comme étant influencées par des apports naturels et/ou anthropiques d’éléments nutritifs sont la mer d’Alboran, le golfe du Lion, l’Adriatique, le nord de la mer Égée et la Méditerranée du sud-est (Nil-bassin Levantin).

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Liste des références

Colella, S., Falcini, F., Rinaldi, E., Sammartino, M., Santoleri, R. (2016). Mediterranean Ocean Colour Chlorophyll Trends. PLoS ONE 11(6): e0155756. doi:10.1371/journal.pone.0155756

Coste, B., Le Corre, P., Minas, H. J. (1988). Re-evaluation of nutrient exchanges in the Strait of Gibraltar. Deep-Sea Resarch, 35, 767–775.

EEA (1999). Nutrients in European ecosystems. Environmental assessment report No 4.

Ignatiades, L., Gotsis-Skretas, O., Pagou, K., & Krasakopoulou, E. (2009). Diversification of phytoplankton community struc- ture and related parameters along a large scale longitudinal east–west transect of the Mediterranean Sea. Journal of Plankton Research, 31(4), 411–428.

IMAP (2017). Integrated Monitoring and Assessment Programme of the Mediterranean Sea and Coast and Related Assessment Criteria UNEP, Athens, 52 pp.

Karydis, M., Kitsiou, D. (2016). Eutrophication and environmental policy in the Mediterranean Sea: a review. Environ Monit Assess, 184, 4931–4984.

Krom, M. D., Emeis, K. C., and Van Cappellen, P. (2010). Why is the Mediterranean phosphorus limited? Progress in Oceanography. doi:10.1016/j.pocean.2010.03.003.

Ludwig, W., Dumont, E., Meybeck, M., and Heusser, S. (2009). River discharges of water and nutrients to the Mediterranean and Black Sea: major drivers for ecosystem changes during past and future decades? Progress in Oceanography, 80, 199–217.

Pugnetti, A., Bastianini, M., Acri, F., Bernardi Aubry, F., Bianchi, F., Boldrin, A. and Socal, G. (2007). Comunità fitoplanctonica e climatologia nell'Adriatico Settentrionale. In: Carli B., Gavaretta G., Colacino N., Fuzzi S. (eds), Clima e cambiamenti climatici: le attività di ricerca del CNR. CNR-Roma: pp. 551-556 (in Italian).

Turley, C. M. (1999). The changing Mediterranean Sea: a sensitive ecosystem? Progress in Oceanography, 44, 387–400.

UNEP (1989). State of the Mediterranean Marine Environment. MAP Technical Series No. 28, UNEP, Athens.

UNEP/FAO/WHO (1996). Assessment of the state of eutrophication in the Mediterranean Sea. MAP Technical Report Series No. 106, UNEP, Athens, 455 pp.

UNEP/MAP, 2003. Eutrophication monitoring strategy of MED POL, UNEP(DEC)/MED WG 231/14, 30 April 2003, Athens 24 pp.

UNEP/MAP (2007). Eutrophication Monitoring Strategy for the MED POL (REVISION), UNEP(DEPI)/MED WG.321/Inf. 5, 9 November 2007, Athens.

UNEP/MAP (2012): State of the Mediterranean Marine and Coastal Environment, UNEP/MAP – Barcelona Convention, Athens, 2012.

UNEP/MAP (2016). Decision IG.22/7 - Integrated Monitoring and Assessment Programme (IMAP) of the Mediterranean Sea and Coast and Related Assessment Criteria. COP19, Athens, Greece. United Nations Environment Programme, Mediterranean Action Plan, Athens.

Vollenweider, R.A. (1992). Coastal Marine Eutrophication. In: Vollenweider, R.A., Marchetti, R., Viviani, R. (ed.). Marine Coastal Eutrophication. London: Elsevier, pp. 1-20.

Figure 1. Le bassin méditerranéen et son schéma de concentration en chlorophylle a. (A) Régions géographiques (B) Climatologie de la concentration en chlorophylle a dans la mer Méditerranée pour la période 1998-2009. Source : Colella et al., 2016.
Figure 1. Le bassin méditerranéen et son schéma de concentration en chlorophylle a. (A) Régions géographiques (B) Climatologie de la concentration en chlorophylle a dans la mer Méditerranée pour la période 1998-2009. Source : Colella et al., 2016.
Figure 2. Stations dans la région méditerranéenne pour lesquelles les paramètres d’eutrophisation ont été échantillonnés. On y retrouve également les types d’eaux (applicables au phytoplancton, IMAP 2017) pour lesquels les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 2. Stations dans la région méditerranéenne pour lesquelles les paramètres d’eutrophisation ont été échantillonnés. On y retrouve également les types d’eaux (applicables au phytoplancton, IMAP 2017) pour lesquels les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 3. Stations dans la sous-région de la Méditerranée occidentale pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 3. Stations dans la sous-région de la Méditerranée occidentale pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 4. Stations dans la sous-région de la mer Adriatique pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 4. Stations dans la sous-région de la mer Adriatique pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 6. Stations dans la mer Ionienne et dans la sous-région de la Méditerranée centrale pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 6. Stations dans la mer Ionienne et dans la sous-région de la Méditerranée centrale pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 7. Stations dans la sous-région de la mer Égée-bassin Levantin pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).
Figure 7. Stations dans la sous-région de la mer Égée-bassin Levantin pour lesquelles l’eutrophisation a été évaluée. Les conditions de référence et de délimitations des types d’eaux côtières en Méditerranée ont été appliquées (applicable au phytoplancton, IMAP 2017), conditions pour lesquelles les exigences minimales statistiques ont été satisfaites (10 échantillons au cours des 10 dernières années et dans la couche superficielle, <= 10 m).