Nouveau papier dans Biogeosciences: Le ravinement de thermo-érosion entraine le passage de milieux humides à des milieux mésiques

mars 14, 2016 dans Article, post

Une étude de terrain a été réalisée pendant deux étés dans la vallée Qarlikturvik de l’Ile Bylot (Nunavut) afin d’étudier les conséquences du ravinement de thermo-érosion sur la végétation des polygones à coin de glace environnants. En se basant sur 197 sites localisés le long de trois ravins, le nombre et l’abondance des espèces végétales ainsi que la biomasse aérienne des graminées dans les polygones perturbés par les processus de thermo-érosion ont été comparés à ceux de deux habitats caractéristiques de la vallée – les polygones humides et les milieux mésiques.

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lamarque-bylot-2La dégradation des coins de glace a entrainé une diminution immédiate de l’humidité du sol et de la profondeur de la couche active dans les polygones affectés par le ravinement – comme l’ont montré Godin et al. (2016) – dont les conditions environnementales se sont donc rapprochées de celles des milieux mésiques. Un changement de végétation progressif mais important s’est opéré en conséquence, avec l’émergence, cinq à dix ans après le début de la perturbation, d’espèces de milieu mésique comme Arctagrostis latifolia et Salix spp. au détriment d’espèces hydrophiles telles que Carex aquatilis, Eriophorum scheuchzeri et Dupontia fisheri.

Les milieux humides du Haut-Arctique sont donc très sensibles aux ravinements de thermo-érosion, qui peuvent rapidement entrainer une transformation significative du paysage de polygones à centre déprimé. La transition vers des milieux plus secs pourrait à terme diminuer les ressources de nourriture des herbivores – qui sont friands d’espèces de milieux humides – ainsi que modifier les émissions de gaz à effet de serre.

 

Les dernières observations montrent par ailleurs que dix ans après le début du ravinement, les régimes hydrique et thermique des polygones perturbés n’ont toujours pas atteint l’équilibre avec les nouvelles conditions environnementales tandis que les espèces de milieu mésique qui y dominent sont encore moins abondantes que dans les milieux mésiques intacts environnants. Il est donc à présent primordial de mettre en place un suivi à long terme de la dynamique du pergélisol en réponse aux perturbations et de la végétation qui y est associée.

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Retrouvez l’intégralité de l’étude en cliquant sur le lien ci-dessous :

Perreault, N., Lévesque, E., Fortier, D. and Lamarque L. J.: Thermo-erosion gullies boost the transition from wet to mesic tundra vegetation, Biogeosciences, 13, 1237-1253, 2016.

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Nouveau papier dans Biogeosciences: Dynamique des transferts thermiques et de l’humidité des polygones humides suivant une perturbation du pergélisol

mars 10, 2016 dans Article, post

Le niveau de base de la vallée de Qalikturvik sur l’ile Bylot au Nunavut est tapissé de polygones à coin de glace. Un sous-groupe de ces polygones nommés polygone à centre déprimé ou polygone humide permet de conserver en son centre l’humidité provenant de la fonte de la neige et des précipitations, comme une sorte de bol dans la toundra. Ces polygones humides supportent des environnements écologiques productifs, particulièrement lorsqu’on considère la nature plutôt aride qui caractérise le Haut-Arctique.

Le ravinement de thermo-érosion érode et abime les côtés de ces bols, change leur capacité de retenir l’humidité et peut forcer un changement du régime thermique de la couche active. Un seul ravin peut abimer des centaines de polygones, et les ravins peuvent se compter par dizaines au site d’étude.

Des polygones intacts et érodés localisés à proximité les uns des autres ont été étudiés, instrumentés et comparés durant 2012-2013.  Le polygone humide sature en humidité dans presque tout son centre en début de saison et lors des précipitations; il s’assèche progressivement durant l’été en surface en fonction de l’approfondissement de la couche active. Son bilan d’humidité est supérieur aux polygones perturbés. L’évolution de la couche active est progressive et ressemble à celle d’un autre polygone humide étudié. La végétation est relativement uniforme en son centre (ex: Carex sp.).

Par contre les polygones perturbés sont très variables: certaines zones à l’intérieur d’un polygone érodé peuvent rester humides, quand une autre sera particulièrement sèche. La profondeur de la couche active peut soit ressembler à celle qui se trouve dans un polygone humide, ou même s’amincir significativement. Des ensembles de plantes séchées témoignent de la transition d’humide vers plus sec, ainsi que l’arrivée d’espèces plus adaptées à un environnement moins humide. Donc au sein d’un polygone érodé il y a une variation intra qui ne sera pas nécéssairement retrouvée de manière identique d’un polygone érodé à l’autre (variation inter), en fonction de la sévérité de la perturbation de chaque polygone et de sa proximité au ravin.

À l’échelle de la décénnie, cela signifie que le ravinement cause une situation d’hétérogénéité dans les polygones, et induit un régime d’humidité généralement plus sec, et ce bien au-delà de la zone directement ravinée.

Tous les détails et les figures se trouvent dans l’article :

Godin, E.; Fortier, D. & Lévesque, E.
Nonlinear thermal and moisture response of ice-wedge polygons to permafrost disturbance increases heterogeneity of high Arctic wetland
Biogeosciences, 2016, 13, 1439-1452

 

 

L’avenir de la recherche en pergélisol selon les jeunes chercheurs, dans ‘The Cryosphere’

octobre 14, 2015 dans Article, post

Ce papier récemment publié dans le journal The Cryosphere de EGU intitulé ‘Brief Communication: Future avenues for permafrost science from the perspective of early career researchers‘ propose des pistes de réflexion sur l’avenir de la recherche en pergélisol. Les auteurs de l’article dont Julie Malenfant Lepage, Frédéric Bouchard et Michel Paquette ont colligé les idées et commentaires émis par 88 jeunes scientifiques durant la Quatrième conférence européenne sur le pergélisol (été 2014).

Voici la bande-annonce présentant les points forts de l’article! (Frostbyte)

Cinq axes de recherche sur le pergélisol ont été identifiés à la conclusion de ce colloque :

  1. la dynamique du terrain en zone de pergélisol
  2. la modélisation des échanges de chaleur dans le pergélisol
  3. l’intégration du savoir traditionnel
  4. la distribution spatiale de la glace enfouie
  5. les défis pour les ingénieurs

Voici le résumé :

Abstract. Accelerating climate change and increased economic and environmental interests in permafrost-affected regions have resulted in an acute need for more directed permafrost research. In June 2014, 88 early career researchers convened to identify future priorities for permafrost research. This multidisciplinary forum concluded that five research topics deserve greatest attention: permafrost landscape dynamics, permafrost thermal modeling, integration of traditional knowledge, spatial distribution of ground ice, and engineering issues. These topics underline the need for integrated research across a spectrum of permafrost-related domains and constitute a contribution to the Third International Conference on Arctic Research Planning (ICARP III).

Fritz, M.; Deshpande, B. N.; Bouchard, F.; Högström, E.; Malenfant-Lepage, J.; Morgenstern, A.; Nieuwendam, A.; Oliva, M.; Paquette, M.; Rudy, A. C. A.; Siewert, M. B.; Sjöberg, Y. & Weege, S.
Brief Communication: Future avenues for permafrost science from the perspective of early career researchers The Cryosphere, 2015, 9, 1715-1720

http://www.the-cryosphere.net/9/1715/2015/tc-9-1715-2015.html

et sur ReasearchgGate : http://www.researchgate.net/publication/281592556_Frostbyte_-_Fritz_et_al._2015_TC_%28published%29

Nouvelle publication

mai 5, 2014 dans Article

Eva Stephani et Daniel Fortier ont participé à la publication d’un nouvel article paru tout récemment dans la revue internationale Cold Regions Science and Technology. L’article est intitulé « A geosystems approach to permafrost investigations for engineering applications, an example from a road stabilization experiment, Beaver Creek, Yukon, Canada« .

Pour plus de renseignements ou pour obtenir une copie pdf, communiquez avec Eva! (eva_stephani@golder.com)

Littérature actuelle – Semaine #1 – Glace et pergélisol

janvier 6, 2014 dans Article

Van Wychen, W., et al. (2013). « Glacier velocities and dynamic ice discharge from the Queen Elizabeth Islands, Nunavut, Canada. » Geophysical Research Letters: 2013GL058558.

Van Nieuwenhove, N. and J. P. Briner (2014). « Sea-ice, glaciers and climate dynamics of Baffin Bay and the NW Passage. » Journal of Quaternary Science 29(1): 1-1.

Bouchard, F., et al. (2013). « Vulnerability of shallow subarctic lakes to evaporate and desiccate when snowmelt runoff is low. » Geophysical Research Letters 40(23): 2013GL058635.

Strauss, J., et al. (2013). « The deep permafrost carbon pool of the Yedoma region in Siberia and Alaska. » Geophysical Research Letters 40(23): 2013GL058088. (Open Access)

Wik, M., et al. (2014). « Energy input is primary controller of methane bubbling in subarctic lakes. » Geophysical Research Letters: 2013GL058510.

An, H. and S. J. Noh « High-order averaging method of hydraulic conductivity for accurate soil moisture modeling. » Journal of Hydrology(0). (Early Access)

Kneisel, C., et al. « Application of 3D electrical resistivity imaging for mapping frozen ground conditions exemplified by three case studies. » Geomorphology(0). (Early Access)