Pendant des décennies, le phosphore a été considéré comme le principal facteur limitant la production biologique dans le golfe de Botnie. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'université d'Umeå montre que cette situation est en train de changer radicalement. La mer de Botnie est de plus en plus limitée par l'azote, tandis que la plaine de Botnie évolue dans la même direction.
Le rapport azote/phosphore influence la prolifération des organismes marins et le fonctionnement de l'écosystème. Une limitation croissante en azote peut favoriser les cyanobactéries fixatrices d'azote, dont certaines forment d'importantes efflorescences algales en été. Ces résultats, basés sur 30 ans de mesures suédoises et finlandaises, ont été publiés dans Scientific Reports. Cette étude fournit la première évaluation complète de l'évolution du bilan des nutriments dans le golfe de Botnie.
Historiquement, la partie nord de la mer Baltique était considérée comme largement limitée par le phosphore. Cependant, des chercheurs ont constaté que les concentrations de phosphore ont considérablement augmenté au cours des trente dernières années, tandis que les niveaux d'azote sont restés stables ou ont diminué. Ce phénomène a modifié le rapport entre ces deux nutriments, redéfinissant ainsi le nutriment limitant pour la production biologique marine. « Nous observons un changement significatif dans l'équilibre des nutriments de la mer de Botnie. L'équilibre qui caractérisait la région il y a quelques décennies n'existe plus. C'est important car le nutriment limitant influence le fonctionnement de l'ensemble de l'écosystème », explique Siv Huseby, chercheuse au Centre des sciences marines d'Umeå et auteure principale de l'étude.
Des chercheurs ont constaté que la mer de Botnie est passée d'une limitation en phosphore à une limitation en azote peu après le début du millénaire. La plaine de Botnie demeure limitée par le phosphore, mais la même tendance s'y observe, laissant présager des changements similaires à l'avenir. L'augmentation des concentrations de phosphore pourrait également contribuer à une hausse de la production primaire et créer des conditions favorables aux cyanobactéries fixatrices d'azote. Ces proliférations algales sont déjà en augmentation dans certaines parties du nord de la mer Baltique et sont souvent associées à des problèmes d'eutrophisation tels que la turbidité de l'eau, l'appauvrissement des fonds marins en oxygène et la perturbation des écosystèmes marins, ce qui peut affecter de nombreux organismes, des micro-organismes aux populations de poissons. « J’ai été surpris par la baisse significative du rapport DIN/DIP, notamment dans le golfe de Botnie. Si cette tendance se poursuit, la région pourrait être confrontée à une limitation en azote d’ici quelques décennies. Cette carence favorise les cyanobactéries filamenteuses au détriment des autres phytoplanctons, ce qui peut perturber les écosystèmes et accroître le risque de prolifération d’algues nuisibles. Nous observons déjà une augmentation de ces cyanobactéries en mer de Botnie, et elles pourraient également devenir prédominantes dans le golfe de Botnie », explique Huseby.
Une explication possible de l'augmentation des niveaux de phosphore est le flux d'eaux riches en phosphore provenant du centre de la mer Baltique vers le nord, en direction du golfe de Botnie. Les chercheurs soulignent que cela met en évidence l'étroite interdépendance des conditions environnementales dans les différentes parties de la mer Baltique. Ces résultats ont des implications pour la gestion environnementale. Les stratégies actuelles reposent sur des hypothèses de longue date concernant la limitation des nutriments dans les eaux du nord de la mer Baltique. Selon les chercheurs, ces hypothèses pourraient devoir être réexaminées compte tenu de l'évolution de la situation. « Pour réduire l'eutrophisation dans le golfe de Botnie, les efforts doivent se poursuivre dans toute la mer Baltique. Une grande partie de l'augmentation du phosphore provient du centre de la mer Baltique, c'est pourquoi la coopération régionale au sein d'HELCOM, la Commission pour la protection du milieu marin de la mer Baltique, est essentielle. Réduire les zones appauvries en oxygène, diminuer les apports de nutriments et lutter contre le changement climatique sont des mesures cruciales pour contrôler la prolifération de cyanobactéries nuisibles », a déclaré Huseby.
L’étude a été menée par des chercheurs du Centre des sciences marines d’Umeå et du Département d’écologie, d’environnement et de géosciences de l’Université d’Umeå. Elle s’appuie sur des données de surveillance collectées en Suède et en Finlande entre 1994 et 2023.
Termes:
La mer de Botnie est la partie sud du golfe de Botnie, le bras nord de la mer Baltique situé entre la Suède et la Finlande.
Elle se situe au nord de la mer d'Åland et est séparée au nord par le détroit de Nordkvark de la baie de Botnie (Bottenviken en suédois), encore plus septentrionale. Ses eaux sont saumâtres et nettement moins salées que celles de la mer Baltique centrale. Selon une étude de l'université d'Umeå, la mer de Botnie est la zone qui est passée d'une limitation en phosphore à une limitation en azote peu après le début du millénaire.
