Science Advice for Harmful Algal Events in Canadian Marine Ecosystems : Current Status, Impacts, Consequences and Knowledge Gaps

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dc.contributor.author

Canadian Science Advisory Secretariat

Canada. Department of Fisheries and Oceans. National Capital Region

dc.date.accessioned

2025-06-09T15:20:48Z

dc.date.available

2025-06-09T15:20:48Z

dc.date.issued

2025

dc.description.abstract - en

Harmful algae (HA) are phytoplankton, and to a lesser extent sympagic algae species, with the potential to cause harm to organisms, food webs, ecosystems and human health via the production of phycotoxins, mechanical action, or hypoxia. As such, harmful algal events (HAEs) have emerged as an important stressor for marine ecosystems. HA species, phycotoxins, and HAEs in Canada’s three oceans were reviewed based on Canadian published and unpublished reports. A 30-year time series of 593 Canadian records (1987 to 2017) from the Harmful Algal Event Database (HAEDAT) was analyzed for the Atlantic and Pacific coasts that showed recurring HAEs have been widespread. No HAEDAT records exist for the Arctic. To date, 70 harmful algal species (including 45 in the Arctic), known to have caused, or to have been associated with, HAEs on the coasts of Canada or elsewhere, have been reported in Canadian waters. A conceptual bow tie model was developed as a framework to link causes to outcomes of HAEs. It incorporates three natural drivers and five emerging anthropogenic pressures that influence the occurrence of HAEs in Canadian marine waters and was applied to identify national and regional knowledge gaps that might limit Fisheries and Oceans Canada’s (DFO) ability to manage consequences of HA, especially those linked to DFO’s mandate. Nationally, overarching knowledge gaps include limited HA monitoring, and limited understanding of the effects of specific emerging anthropogenic pressures that drive changes in HA species, phycotoxins, and bloom development and toxicity. These knowledge gaps prevent the development of effective predictive HAE models, which hinders our forecasting/hindcasting capability and hampers development of mitigation and prevention strategies. Information regarding the role of climate change, including extreme events and ocean acidification, on HAEs was identified as a key knowledge gap in Canada. Fundamental knowledge gaps exist in the Arctic Region, where there is a lack of basic information on the presence of HA and phycotoxins, and their impacts on species and ecosystems. Understanding the effects (including sublethal and cumulative) of HA and phycotoxins on the growth, physiology, reproduction and behaviour of marine biota is essential to evaluate impacts on food webs, ecosystems and human health, and consequences to species-at-risk, marine mammals, aquaculture, fishery and fish population health, ecosystem health, and food safety and security. Monitoring of phytoplankton and phycotoxins should be continued and expanded by developing novel methods, and using new and existing capacity and partnerships. This is especially important for areas where information is lacking, particularly the Arctic.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Les algues nuisibles (AN) sont des espèces de phytoplancton et, dans une moindre mesure, des espèces d’algues sympagiques, susceptibles de nuire aux organismes, aux réseaux alimentaires, aux écosystèmes et à la santé humaine par la production de phycotoxines, l’action mécanique ou l’hypoxie. C’est pourquoi les proliférations d’algues nuisibles (PAN) sont devenues un agent de stress important pour les écosystèmes marins. Les espèces d’AN, les phycotoxines et les PAN dans les trois océans du Canada ont été examinées sur la base de rapports canadiens publiés et non publiés. Une série chronologique de 30 ans de 593 dossiers canadiens (1987 à 2017) provenant de la Harmful Algal Event Database (HAEDAT) a été analysée pour les côtes de l’Atlantique et du Pacifique, et cette analyse a révélé que les PAN récurrentes étaient très répandues. Il n’existe aucun dossier de l’HAEDAT pour l’Arctique. À ce jour, 70 espèces d’AN (dont 45 dans l’Arctique), connues pour avoir causé des PAN ou être associées à celles-ci sur les côtes du Canada ou ailleurs, ont été signalées dans les eaux canadiennes. Un modèle conceptuel de nœud papillon a été élaboré pour servir de cadre afin de relier les causes aux résultats des PAN. Il intègre trois agents naturels et cinq pressions anthropiques émergentes qui influencent l’occurrence des PAN dans les eaux marines canadiennes, et il a été appliqué pour cerner les lacunes dans les connaissances nationales et régionales qui pourraient limiter la capacité de Pêches et Océans Canada (MPO) à gérer les conséquences des PAN, en particulier celles qui sont liées au mandat du MPO. À l’échelle nationale, les principales lacunes en matière de connaissances comprennent une surveillance limitée des AN et une compréhension limitée des effets des pressions anthropiques émergentes particulières qui entraînent des changements dans les espèces d’AN, les phycotoxines et la toxicité des efflorescences. Ces lacunes dans les connaissances empêchent l’élaboration de modèles prédictifs utiles des PAN, ce qui nuit à notre capacité de prévision et d’anticipation ainsi qu’à l’élaboration de stratégies d’atténuation et de prévention. Les renseignements concernant le rôle des changements climatiques sur les PAN, y compris les phénomènes extrêmes et l’acidification des océans, ont été définis comme une lacune importante dans les connaissances au Canada. Des lacunes fondamentales existent dans la région arctique, où l’on manque de données de base sur la présence d’AN et de phycotoxines, ainsi que sur leurs effets sur les espèces et les écosystèmes. Il est essentiel de comprendre les effets (y compris sublétaux et cumulatifs) des AN et des phycotoxines sur la croissance, la physiologie, la reproduction et le comportement du biote marin pour évaluer les effets sur les réseaux alimentaires, les écosystèmes et la santé humaine, ainsi que les conséquences pour les espèces en péril, les mammifères marins, l’aquaculture, la santé des pêcheries et des populations de poissons, la santé des écosystèmes, la sécurité et la sûreté alimentaires. La surveillance du phytoplancton et des phycotoxines doit se poursuivre et être élargie en élaborant de nouvelles méthodes et en utilisant les capacités et les partenariats nouveaux et existants. C’est particulièrement important pour les régions où l’on manque de données, notamment l’Arctique.

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dc.identifier.citation

DFO. 2025. Science Advice for Harmful Algal Events in Canadian Marine Ecosystems: Current Status, Impacts, Consequences and Knowledge Gaps. DFO Can. Sci. Advis. Sec. Sci. Advis. Rep. 2025/008.

dc.identifier.govdoc

Fs70-6/2025-008E-PDF

dc.identifier.isbn

9780660763002

dc.identifier.issn

1919-5087

dc.identifier.uri

https://waves-vagues.dfo-mpo.gc.ca/library-bibliotheque/41290392.pdf

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/3681

dc.language.iso

en

dc.publisher - en

Center for Science Advice (CSA), National Capital Region, Fisheries and Oceans Canada

dc.publisher - fr

Centre des avis scientifiques (CAS), Région de la nationale capitale, Pêches et Océans Canada

dc.relation.istranslationof

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/3682

dc.subject - en

Marine biology

Aquatic ecosystems

Toxicology

dc.subject - fr

Biologie marine

Écosystème aquatique

Toxicologie

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Marine biology

Aquatic ecosystems

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dc.subject.fr - fr

Biologie marine

Écosystème aquatique

Toxicologie

dc.title - en

Science Advice for Harmful Algal Events in Canadian Marine Ecosystems : Current Status, Impacts, Consequences and Knowledge Gaps

dc.title.alternative - en

Harmful Algae in Marine Ecosystems

dc.type - en

Report

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Rapport

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16 pages

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2025/008

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Science Advisory Report (Canadian Science Advisory Secretariat)

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Name: ScienceAdviceHarmfulAlgalEventsCanadianMarineEcosystemsCurrentStatusImpactsConsequencesKnowledgeGaps-41290392.pdf

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