Étude fondamentale et nouveaux concepts en paléolimnologie : reconstitution à long terme à partir des diatomées, des impacts provoqués par les feux et les coupes forestières sur la biogéochimie des lacs dans les provinces d'Alberta et du Québec

Philibert, Aline (2002). « Étude fondamentale et nouveaux concepts en paléolimnologie : reconstitution à long terme à partir des diatomées, des impacts provoqués par les feux et les coupes forestières sur la biogéochimie des lacs dans les provinces d'Alberta et du Québec » Thèse. Montréal, Québec, Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

L'objectif principal de ma thèse visait à quantifier, comparer et à prédire la réponse des lacs suite à différents types de perturbations (feux, coupes et climat), en vue de contribuer à l'aménagement durable de l'écosystème boréal. Pour mener à bien cette étude, j'ai examiné en détail les fondements de l'approche paléolimnologie entre autres les relations entre les espèces et les conditions environnementales. En conséquence, ma recherche incluait à la fois les aspects théoriques comme appliqués en paléolimnologie et pour une variété d'échelles à la fois spatiales et temporelles. Au cours de mon doctorat, j'ai développé de nouvelles fonctions de transfert basées sur les diatomées à partir de variables non communément utilisées en paléolimnologie mais qui ont indéniablement une influence sur les assemblages, il s'agit de la concentration de C02 et de la fraction de la lumière incidente dans l'épilimnion. Afin d'améliorer le pouvoir prédictif des modèles communément utilisés en paléolimnologie, également très utiles en néo-limnologie, j'ai examiné si certaines caractéristiques des diatomées influençaient la performance de ces modèles. Premièrement, j'ai testé si les espèces planctoniques avaient un meilleur pouvoir de prédiction que les espèces benthiques étant donné que généralement les variables environnementales sont mesurées en eaux libres. Deuxièmement, j'ai comparé l'habilité des diatomées à fournir l'information aux modèles en contrôlant le nombre de taxons inclus. Ceci nous a amené à examiner le potentiel prédictif des espèces de diatomées en fonction de leur abondance, de leur nombre effectif d'occurrence (N2) ainsi que de leur tolérance. Nos résultats ont montré que même si les espèces planctoniques possédaient d'avantage d'information par individu, la grande richesse des espèces benthiques leur conférait un pouvoir prédictif bien plus important dans les modèles. Si la tolérance et le nombre effectif d'occurrence N2 ne semblaient pas influencer la performance des modèles bien qu'ayant un effet sur la racine de l'erreur quadratique, le nombre d'espèces inclue dans les modèles apparaissait comme le facteur clé. Dans la section appliquée de ma thèse, j'ai pris en considération tous les résultats de la section fondamentale, pour répondre le plus précisément à mes objectifs. Mon étude se situe dans la forêt boréale canadienne (ouest et est canadien). L'idée générale étant d'intégrer les modèles de perturbation naturelle dans le domaine de la foresterie durable, l'aménagement est basé sur le fait que les interventions d'origine anthropique qui imitent l'intensité et la fréquence des perturbations naturelles auraient un impact minimal sur la dynamique et les processus écosystémiques en milieu terrestre comme en milieu aquatique. Par conséquent, j'ai évalué les impacts à moyen et long terme des effets uniques et cumulatifs de stresseurs multiples comme les coupes forestières ou les feux naturels, vis à vis des périodes climatiques. Cette étude a été mise en place au travers l'Alberta et le Québec en vue de comparer l'impact de telles perturbations sur des sites de caractéristiques limnologiques contrastées (géologie de surface, morphométrie, nutriments etc.). Les feux dans les forêts mixtes avaient des impacts significatifs sur les assemblages de diatomées dans les lacs en terme d'abondance relative pour les deux régions considérées, et par conséquent sur les variables chimiques reconstruites (influx de concentrations de C02 et de PT) quand la bonne performance des modèles le permettait. Une augmentation dans l'abondance totale et dans le rapport taxa benthiques versus planctoniques ont été observées en Alberta pendant les événements de feux, mais pas dans la richesse des espèces. En revanche les feux en forêt de conifères purs au nord du Québec n'ont pas suscité des changements apparents ou marqués dans la dynamique des assemblages de diatomées. Nous expliquons de tels résultats par la très forte humidité et la couche épaisse d'humus en sous couvert forestier qui seraient couplées avec un intervalle de feux plus long en forêt de conifères. Ceci limiterait la mobilisation des nutriments et des ions majeurs dans le bassin de drainage et implicitement dans le lac récepteur. Néanmoins je conclus que les diatomées sont un très bon indicateur de feu aussi bien pour la détection, la durée ou encore l'intensité de telles perturbations. De plus, les temps de retour à la normale sont généralement inférieurs à 1 cm de sédiment. Lorsque nous avons testé le climat comme facteur sous-jacent de la qualité des eaux dans les bassins lacustres, aucune tendance dans les assemblages de diatomées n'a été reportée pendant les deux périodes climatiques bien connues telles que la Période Médiévale Chaude «MWP» entre 800 et 1250 et Le Petit Age Glaciaire «LIA» entre 1250 et 1850. En supposant que les prédictions climatiques sont correctes, l'intervalle des feux au Québec va augmenter et celui en Alberta diminuer. Mes résultats suggèrent alors pour le futur un moindre impact des feux en forêt mixte sur les lacs au Québec mais un impact plus important en Alberta. Si les péssières à mousses dominent encore en milieu coniférien, peu d'effet est attendu sur les lacs récepteurs. Finalement, les anciennes pratiques forestières au milieu du 20ièmc siècle au Québec n'ont pas eu d'impact décelable au niveau des diatomées dans les lacs d'étude. De telles pratiques sylvicoles prévenaient probablement de fortes perturbations au niveau du sol ou de la régénération de la végétation pré établie. Les coupes forestières partielles pourraient donc être considérées comme un analogue dans les perturbations naturelles de chablis qui créent des trouées et suivent la mortalité naturelle dans les différentes cohortes.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Prairie, Yves
Mots-clés ou Sujets: Paléolimnologie / Diatomée / Abattage d'arbres / Lac / Biogéochimie / Feu de forêt / Alberta (Province) / Québec (Province)
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 14 févr. 2017 13:30
Dernière modification: 29 juin 2017 10:29
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/9344

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