Projet de Recherche: Steve Pratte

Caractérisation 

des flux de paleo-poussières atmosphériques holocènes au Québec boréal (nord-est du Canada) en relation avec les environnements continentaux et le climat.

Résumé

Ce projet vise à caractériser la variabilité spatio-temporelle des paléo-poussières atmosphériques naturelles (PAN) au cours de l’holocène au Québec boreal. Les principaux objectifs consistent à :

1. Reconstruire les changements dans les dépôts de PAN à l’aide des concentrations et des flux en éléments lithogéniques (Al, Sc, Ti, Zr, etc) et en terres rares (REE) dans trois toubières du Québec boréal.
2. Identifier les sources potentielles des PAN se déposant dans ces troubières à l’aide des isotopes du Pb et du Nd ainsi que les terres rares.
3. Caractériser le(s) lien(s) entre les flux de PAN et la variabilité climatique au cours de l’holocène moyen et récent.

The fate of palaeodust in Boreal Quebec (north-eastern Canada) and its links with continental environment and climate.

Summary

This project aims to characterize the spatial and temporal variability of Holocene natural atmospheric dust (NAD) in Boreal Quebec and the factors controlling it.

1. Reconstruct the record of mid to late Holocene atmospheric dust deposition using lithogenic (Al, Sc, Ti, Zr, etc.) and rare earth elements (REE) in three peat bogs from Boreal Quebec.
2. Identify potential sources of NADs deposited into the peat bogs using Pb and Nd isotopes as well as REE elements.
3. Characterize the relationship between dust flux and climatic variability during the mid and late Holocene

Photos

Tourbière Baie, Baie-Comeau. Baie bog, Baie-Comeau.

 Tourbière Île du Havre, Havre-Saint-Pierre. Île du Havre bog, Havre-Saint-Pierre.

 Tourbière LG2, Radisson. LG2 bog, Radisson.

Petit Âge glaciaire

Les conséquences du Petit Âge Glaciaire sur la séquestration du carbone des tourbières

Financement

• CRSNG

Résumé

Ce projet comporte 4 grands axes: 

1. Déterminer les forçages qui ont influencé la paléohydrologie et la paléoécologie des tourbières durant le Petit Âge Glaciaire (PAG) dans les différents écorégions boréales
2. Établir les processus paléoclimatologiques qui ont influencé l'accumulation nette des tourbières
3. Identifier les influx atmosphériques de poussières liés aux grandes oscillations climatiques
4. Extrapoler l'impact du Petit Âge Glaciaire sur le cycle global du carbone

1. Determine the drivers that influenced peatland paleoecology and paleohydrology during the Little Ice Age (LIA) in the different boreal ecoregions.
2. Establish paleoclimatological process studies in combination with ecosystems fluxes measurements.
3. Development of Atmospheric mineral Sediment Influx (ASI) linked with climate oscillations
4. Upscaling the impact of the little Ice Age on the global-carbon cycle

Émissions des produits horticoles

Émissions de CO2 provenant d'échantillons de tourbe horticole hors site

Financement

Résumé

Les lignes directrices du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Évolution du Climat) pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre présentent une méthodologie et des paramètres afin d'estimer les émissions provenant de l'utilisation des produits de tourbe. Ces paramètres doivent être évalués pour le Canada. Dans cette optique, la présente étude a comme objectif principal la quantification du contenu en carbone de différents produits horticoles de la tourbe à partir d'analyses faites en laboratoire. Au total, 26 échantillons des produits de tourbe commerciaux ont été analysés. Les analyses effectuées ont été celles de la perte au feu pour déterminer la teneur en eau, la densité apparente ainsi que la teneur en matière organique. Le rapport carbone/azote des échantillons a aussi été réalisé. De plus, des échantillons ont été incubés dans les phytotrons du département de biologie de l'UQAM. Les incubations ont été réalisées à 3 températures différentes (15, 23 et 30°C) et deux pourcentages d'humidités (30 et 85%) afin d'évaluer le taux de décomposition potentiel des différents produits. Les émissions de dioxyde de carbone (CO2) ont été mesurées à l'aide d'un analyseur IRGA. Les mesures ont été effectuées sur une période de deux mois à raison de deux fois parsemaine pour les deux premières semaines et d'une fois par semaine par la suite. Les résultats d'incubation vont permettre de déterminer un taux de décomposition potentiel de la tourbe, ainsi que d'identifier le paramètre environnemental le plus important dans les émissions de CO2.

The parameters used by the IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories to estimate the emissions from the end use of peat products need to be evaluated for Canada. This study helps to quantify emissions from different Canadian horticultural peat products through laboratory analyses. Incubation chambers at three different temperatures (15, 23 and 30°C) and humidity (30 and 85%) are used to assess the rate of decomposition through CO2 efflux measurements using an IRGA analyser. The results will support the development of future Tier 2 reporting emission estimates for the Canadian government compilers.

Personnel

Bilan – Naturelles, En récolte et Restaurées

Bilan de carbone (CO₂, CH₄ et DOC) des tourbières naturelles, en récolte et restaurées des régions du Lac-Saint-Jean et de la Côte-Nord, Québec

Financement

• Bourse BMP-Innovation

Organismes subventionnaires

• CRSNG
• FQRNT
• APTHQ

Résumé

Ce projet réalisé en partenariat avec l’Association des producteurs de tourbe horticole du Québec (APTHQ) vise à quantifier le stock de carbone pré-exploitation par la méthode de perte au feu (PAF), à expliquer la contribution des tourbières naturelles, en récolte et restaurées aux émissions et exportations de carbone, et à évaluer l’efficience de la restauration pour le retour de la fonction de séquestration du carbone au moyen de chambres statiques et de mesures hydrologiques. Trois campagnes de terrain se sont échelonnées sur la saison de croissance de 2012 afin de réaliser l’installation des stations de mesures, la collecte de données et l’échantillonnage des gaz, de l’eau des canaux de drainage ainsi que de carottes de tourbe. Une seconde série de campagnes sera menée au cours de la saison de croissance de 2013 afin d’obtenir un bilan de carbone sur deux saisons de croissance et de récolte de tourbe.

Objectifs

1. Quantifier le stock de carbone pré-exploitation dans les tourbières naturelles ainsi que la balance à la suite de l’extraction de la tourbe.
2. Mesurer la contribution de chacun des statuts des tourbières aux flux de carbone  et aux exportations dans le réseau hydrologique.
3. Évaluer l’efficience de la restauration pour le retour de la fonction de stockage du carbone.

Tourbières à l’étude

Le projet est réalisé sur les tourbières de Sainte-Marguerite-Marie au Lac Saint-Jean (48° 47’N, 72°10’W) administrée par la compagnie Farfard et frères et de Pointe-Lebel sur la Côte-Nord (49° 7’N, 68°14’W)  laquelle est dirigée par la compagnie Premier Tech.

Sainte-Marguerite-Marie (48° 47’N, 72°10’W)

Pointe-Lebel (49° 7’N, 68°14’W)

 Étudiants gradués

• Valérie Lefrançois (M Sc.)

La Grande (2002-2005)

Dynamique du carbone en milieux tourbeux, Baie de James

Financement

• CRSNG-RDC
• Hydro-Québec

Résumé

Projet multidisciplinaire de trois ans qui a intégré des données complémentaires de télédétection, d’écologie, de biogéochimie (particulièrement l’échange de GES) et de paléoécologie. Ce projet a permis une compréhension et une modélisation (PAM) spatiotemporelle de la dynamique des tourbières boréales depuis le début d’accumulation des matériaux botaniques et de leur bilan de carbone associée jusqu’aux processus actuels de surface. Ce projet a permis la réalisation de plusieurs projets d’études gradués.

Le projet a été divisé en trois grands axes de recherche qui intégraient des données à l’échelle locale et régionale de végétation de surface, de télédétection, de biogéochimie et de paléoécologie qui seront intégrer dans un système d’information géographique.

Objectifs principaux des trois axes de recherche

• Axe 1 - Télédétection : Caractériser et classifier le couvert de surface régional actuel des tourbières à l’aide d’une combinaison d’images satellitaires RADARSAT et LANDSAT et de photographies aériennes;
• Axe 2 - Biogéochimie de surface: Mesurer les variabilités locale et régionale des échanges de CO2 et de CH4 afin de déterminer les flux de carbone et la sensibilité relative des tourbières boréales en relation avec les conditions climatiques actuelles et les différents scénarios de réchauffement climatique prédis;
• Axe 3 – Paléoécologie : Reconstituer les conditions du développement actuelles et holocènes des tourbières du bassin versant de la rivière La Grande et les associés taux d’accumulation de carbone.

Région et sites d’étude

La tourbière de LG1 consiste en une tourbière minérotrophe (fen) d’une superficie de 20ha située à environ 30 km à l’est de la baie de James et à une altitude de 38 m. Elle s’est mise en place suite au retrait de la mer de Tyrrell soit il y a plus de 2600 ans avant l’actuel.

Les tourbières LG2 et LG3 sont deux tourbières ombrotrophes (bogs), qui occupent des superficies de 160 et 60 ha. Elles sont localisées respectivement à 100 et 200 km à l’est de la baie de James et à des altitudes de 195 et 230m. Comme dans le cas de LG1 elles se sont mise en place après le retrait de la mer de Tyrrell soit vers 7000 ans avant l’actuel.

Dynamique actuelle des gaz à effet de serre (GES)

Afin de caractériser la dynamique actuelle des GES pour chacune des tourbières des mesures des flux de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) ont été effectuées sur le terrain au cours de campagnes de terrain menées en 2003 et 2004.

Les mesures ont été effectuées sur prêt de 60 points répartis sur les différents biotopes caractérisant la surface de chacune des trois tourbières. Les résultats ont été publiés par Pelletier et al. (2007).

Paléoécologie des tourbières et dynamique holocène du carbone

Les différentes étapes du développement holocène des tourbières de LG1, LG2 et LG3, leur durée ainsi que leur dynamique du carbone associée ont été reconstituées à partir d’analyses sédimentologiques (perte au feu), macrofossiles, polliniques et géochimiques (C/N) et de datations radiocarbones des carottes centrales récoltées dans
chacune des tourbières. (Beaulieu-Audy et al., 2009)

Collaborateurs

• Michelle Garneau (GEOTOP, Géographie, UQAM)
• Monique Bernier (INRS-ETE)
• Tim Moore (Université McGill)
• Pierre Richard (Université de Montréal)
• Nigel Roulet (Université McGill)
• Taha Ouarda (INRS-ETE)

Partenaires

• Alain Tremblay (Hydro-Québec)
• Jennifer Milton (SMC-Québec)

Stagiaire post-doctoral

• Jukka Turunen (UQAM) (2002-2003)

Étudiant(e)s gradué(e)s

• Véronique Beaulieu-Audy (M. Sc., UQAM) (CRSNG)
• Nicolas Laterreur (M. Sc., UQAM) (FQRNT)
• Catherine Henry (M. Sc., UQAM)
• Mélissa Collins (M. Sc., UQAM)
• Anne-Marie Demers (M. Sc., UQAM) (FQRNT)
• Nicola McEnroe (Ph D., McGill)
• Luc Pelletier (M. Sc., McGill)
• Marie-Josée Racine* (M. Sc., INRS-ETE) (FQRNT)

Professionnels

• Hans Asnong (Université de Montréal)
• Mike Dalva (Université McGill)
• Yves Gauthier (INRS-ETE)
• Éric Ménard (UQAM ; 2002-2003 et Ouranos ; 2003- 2006)
• Nicole Morasse (Université de Montréal)

Publications

• Beaulieu-Audy, V., Garneau, M., Richard, P.J.H., and Asnong, H. (Sous presse). Holocene Paleoecology of Boreal Peatlands in the La Grande river drainage basin, James Bay, Québec, Canada. The Holocene 19(3); 453-470. (PDF)
• Pelletier, L., Moore, T. J., Roulet, N.T., Garneau, M. and Beaulieu-Audy, V. 2007. Methane fluxes from three peatlands in the La Grande Rivière watershed, James Bay lowlands, Canada. Journal of Geophysical research - Biogeosciences, 112, G01018, doi: 10.1029/2006JG000216.

Aqualyse II (2008-2010)

Écohydrologie des tourbières minérotrophes fortement « aqualysées » du bassin versant de La Grande rivière : suivi du cycle de l’eau et de la dynamique du CH₄ et du CO₂.

Financement

• CRSNG-RDC

Résumé

Ce projet de 3 ans sera réalisé en collaboration avec le Centre d’études nordiques de l’Université Laval et l’INRSÉTÉ. Il porte sur l’analyse intégrée de toutes les facettes du bilan hydrologique et du bilan du carbone dans un bassin entier de tourbières minérotrophes (fens) du Moyen-nord québécois. Le projet vise la mise au point d’indicateurs écologiques servant l’évaluation quantitative du degré d’évolution spatiale des processus hydrologiques et l’étude des processus hydrobiologiques ayant cours dans les tourbières minérotrophes fortement aqualysées. Le but ultime sera l’élaboration d’un modèle conceptuel des tourbières minérotrophes à incorporer dans un modèle de prévision hydrologique.

L’ensemble des constatations sur la nature et l’importance du processus d’aqualyse dans les fens et sur certaines caractéristiques du régime hydrologique de celles-ci, ajouté à l’impératif de mieux caractériser le bilan sur une base annuelle, nous amènent à poursuivre l’étude écohydrologique des fens en abordant dans un bassin entier (ou un sous-bassin) l’analyse intégrée de toutes les facettes du bilan hydrologique, incluant le bilan de carbone qui est tributaire des conditions hydrologiques ayant cours chaque année.

Objectifs

Les principaux objectifs du projet sont :

• L’analyse des processus hydrologiques ayant cours dans les tourbières minérotrophes (fens) fortement aqualysées (> 50%) du Moyen-Nord québécois;
• L’élaboration de modèles conceptuels des fens à incorporer dans un modèle de prévision hydrologique;
• La mise au point d’indicateurs écologiques servant à l’évaluation quantitative du degré d’évolution spatiale des processus hydrologiques;
• Le développement de procédures de suivi par télédétection de certains éléments du bilan hydrologique;
• Le bilan des gaz à effet de serre (GES) des tourbières minérotrophes sera mesuré et mis en relation avec les paramètres hydrologiques des tourbières minérotrophes.

Collaborateurs

• Serge Payette (CEN, Université Laval)
• Michelle Garneau (GEOTOP, Géographie, UQAM)
• André St-Hilaire (INRS-Été)
• Alain Rousseau (INRS-Été)
• Monique Bernier (CEN, Université Laval)
• Danielle De Sève (IREQ)

Partenaires

• Hydro-Québec

Personnel de recherche

• Luc Pelletier (Agent de recherche, UQAM)
• Hans Asnong (Agent de recherche, UQAM)

Aqualyse I (2006-2008)

Étude des conditions de détérioration du drainage des tourbières minérotrophes de la région de Laforge-1, baie de James, par l’analyse de profils de tourbe des compartiments terrestres et aquatiques

Financement

• CRSNG-RDC
• Hydro-Québec

Résumé

Projet financé par le CRSNG-RDC en collaboration avec le Centre d’études nordiques de l’Université Laval, l’INRS-ETE, le Consortium Ouranos et Hydro-Québec. Suivant de l'intégration de multiples marqueurs biotiques (proxies) développée par Garneau (1993, 1997, 1998), le projet a été réalisé dans le bassin versant de la rivière La Grande dans le secteur de Laforge-1 (Payette et al. 2004). Ce projet visent l'étude des changements du régime hydrologique des tourbières et répondent à un besoin de connaissances sur le rôle des tourbières dans le cycle hydrologique.

Objectifs

Compréhension du comportement de tourbières ombrotrophes et minérotrophes face aux changements du régime hydrologique dans le bassin versant de la rivière La Grande au cours de l’Holocène récent.

Objectifs spécifiques

• Évaluer le phénomène « d’aqualyse » au sein de deux tourbières minérotrophes (secteur LA-1) et reconstitution de la dynamique des différents biotopes (mares, buttes, lanières, replats, plateaux) en fonction des fluctuations climatiques depuis 1000 ans;
• Détermination de la synchronicité des changements selon les biotopes et leur niveau de sensibilité;
• Mettre en relation les étapes du développement des mares avec les variations paléohydrologiques de l’Holocène récent par l’échantillonnage et l’analyse de sédiments de cinq mares représentatives au sein de chaque tourbière;
• Reconstitution des anciens niveaux de la nappe phréatique à l’aide d’analyses macrofossile et microfossile (thécamoebiens) sur des séquences de tourbe des compartiments terrestres récoltées le long de deux transects (longueur vs largeur).

Directrice

• Michelle Garneau (Géographie et GEOTOP, UQAM)

Collaborateurs

• Serge Payette (CEN, Université Laval)
• André St-Hillaire (INRS-Ete)
• Monique Bernier (INRS-Ete)

Partenaires

• Hydro-Québec

Étudiants gradués

• Louis Tremblay (M. Sc., UQAM)
• Adam Ali A. (Post-doc, UQAM)

Professionnel et assistant de recherche

• Hans Asnong (Agent de recherche)
• Valérie Hamel (Assistante de terrain)
• Alexandre Lamarre (Assistant de Laboratoire)

Publications

• Ali, A.A., Ghaleb, B., Garneau, M., Asnong, H. and Loisel, J. 2008. Recent peat accumulation rates in minerotrophic peatlands of Bay James area, Eastern Canada, inferred by ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs radiometric techniques. Applied Radiation and Isotopes 66; 1350-1358. 

Eastmain-1 (2005-2009)

Caractérisation du volet terrestre dans le cadre du Projet EM-1 : Recherche sur les émissions nettes de gaz à effet de serre de réservoirs

Financement

• Hydro-Québec

Résumé

Ce projet porte sur la dynamique actuelle et passée du carbone des tourbières et de leur contribution au bilan régional des GES dans un contexte de mise en eau de réservoirs hydro-électriques tel que celui d’Eastmain-1.

L’approche multidisciplinaire utilisée dans le projet permettra meilleure compréhension des dynamiques entre les différents écosystèmes en plus d’une meilleure intégration des données et résultats obtenus durant toute la période du projet. À l’issue du projet, la modélisation effectuée grâce aux données acquises durant ces années de recherche permettra de déterminer les impacts réels de la création d’ouvrages hydroélectrique en région boréale en faisant la différence entre les bilans nets de carbone avant et après la mise en eau du réservoir.

Sous ma direction, le projet inclut deux professionnels de recherche, un doctorat et trois maîtrises.

Objectifs principaux des différents sous projets

• Déterminer les budgets des échanges de CH4 et de CO2 dans les tourbières du secteur d’Eastmain-1. (Luc Pelletier)
• Reconstituer les conditions d’accumulation du carbone à l’Holocène et d’évaluer l’influence des feux locaux et régionaux sur cette accumulation. (Simon van Bellen, Ph D)
• Évaluer la quantité de carbone contenu dans les bassins tourbeux à l’étude et d’identifier les facteurs responsables des variations à l’Holocène récent (± 3000 ans). (Julie Loisel, M Sc)
• Caractériser la stratigraphie de la tourbe et du carbone associé dans deux tourbières boréales du secteur d’Eastmain-1 à l’aide du Géoradar (GPR). (Pierre-Luc Dallaire, M Sc)
• Déterminer les quantités de carbone organique accumulées dans les sols forestiers en relation avec les types de peuplements et entre les différents types de sols. (Jessica Lagacé-Banville, M Sc)
• Caractériser les dépôts quaternaires de surface de la région d’Eastmain-1 (Daniel Brosseau, M Sc)

Collaborateurs

• Michelle Garneau (GEOTOP et Géographie, UQAM)
• Nigel Roulet (Université McGill)
• Ian Strachan (Université McGill)
• Yves Prairie (GRIL, UQAM)
• Paul del Giorgio (GRIL, UQAM)
• Robert-André Daigneault (UQAM)

Partenaires

• Alain Tremblay (Hydro-Québec)

Étudiants gradués

• Daniel Brosseau (M Sc, UQAM)
• Pierre-Luc Dallaire (M Sc, UQAM)
• Jessica Lagacé-Banville (M Sc, UQAM)
• Julie Loisel (M Sc, UQAM)
• Simon van Bellen (Ph D, UQAM)

Tourbières à l’étude

Afin de caractériser les quantités de carbone et les émissions de GES (CO2 et CH4) des milieux terrestres, six (6) tourbières représentatives de la région ont été sélectionnées dans le secteur du réservoir d’Eastmain-1. Trois (GD, RC et RN sur carte adjacente) dans la partie ennoyée, mise en eau au cours de l’automne 2005, et trois autres dans la partie hors du réservoir (LLC, MOS et STE) afin de comparer les émissions de GES avant et après la mise en eau d’un réservoir hydro-électrique. Plusieurs projets sont associés à l’étude de ces tourbières.

RN : Tourbière du Ruisseau Natel (52º 08' N. 75º 36' W)	LLC : Tourbière du Lac Le Caron (52º 17' N. 75º 50' W)	STE : Tourbière de la Sterne (52º 03' N. 75º 10' W)
MOS : Tourbière Mosaïk (51º 59' N. 75º 24' W)	GD : Tourbière Grand Détour (52º 02' N. 75º 56' W)	RC : Tourbière du Ruisseau Caché (52º 02' N. 75º 43' W)

Dynamique du carbone actuel et passée dans les tourbières boréales de la région d'Eastmain

Les échanges de CO2 et de CH4 sont mesurés afin d’évaluer la contribution des tourbières au budget net de gaz à effet de serre de la région. Ces mesures seront ensuite comparées avec celles effectuées à la surface du réservoir hydro-électrique Eastmain-1 pour déterminer l’impact d’ennoiement de plusieurs tourbières par la création du réservoir sur les échanges globaux de gaz à effet de serre dans la région. (Lien)

Des études paléoécologiques (macrorestes végétaux, thécamoebiens, isotopes stables) de plusieurs séquences de tourbes récoltées dans les six tourbières à l’étude sont réalisées afin d’évaluer les quantités de carbone qui y sont stockées et déterminer la dynamique à long terme (période Holocène) du carbone.

De plus, l’analyse des charbons de bois fossilisés dans ces mêmes séquences de tourbe est aussi réalisée afin d’établir l’influence des feux sur la dynamique du carbone des tourbières.

Dans le cadre du projet, est aussi étudiée la possibilité de déterminer avec une plus haute précision les quantités de carbone stockées dans les tourbières avec l’utilisation d’un Géoradar (GPR), d’un système de positionnement global (DGPS) et des systèmes d’informations géographique tel qu’ArcGis. La qualité de l’approche méthodologique sera évaluée en comparant les résultats de carbones avec ceux des carottes de tourbe analysées.

Dynamique du carbone des sols forestiers

Pas moins de 45 sites forestiers, ont été étudiés afin de déterminer la relation entre la dynamique du carbone organique dans les sols de différents types de peuplements forestiers avec les perturbations induites par le feu dans le bassin versant de la rivière Eastmain (Lagacé-Banville et al., en préparation). (Lien)

Dépôts quaternaires de surface

Dans le but de quantifier la somme de carbone inorganique contenue dans les sédiments et afin d’évaluer leur contribution au bilan net de GES suite à la mise en eau du réservoir la nature des dépôts superficiels de la région d’Eastmain-1 a été identifiée. Une cartographie de ces dépôts a ensuite été réalisée pour définir le contexte paléogéographique de leur mise en place. (Lien)

Publications

• Lagacé-Banville, J., Paré, D. and Garneau, M. (En préparation). Relationships between soil carbon stocks and quality in themain upland in the main upland vegetation types found over a boreal landscape, James Bay, Quebec.
• Loisel, J., Garneau, M. and Hélie, J.-F. 2008. Modern Sphagnum δ¹³C signatures follow a surface-moisture gradient in two boreal peat bogs, James Bay lowlands, Québec. Journal of Quaternary Science 24(3) : 209-214. PDF

Côte-Nord (2009-2012)

Dynamique du carbone associé aux tourbières de la Côte-Nord du Québec

Financement

• CRSNG
• Hydro-Québec

Résumé

Ce projet porte sur l’étude de la dynamique du carbone dans les tourbières boréales le long de la rive nord de l’estuaire et du Golfe du Saint-Laurent et qui sont actuellement affectées par les impacts de l’érosion côtière et dont on suppose aussi par le dégel récent du pergélisol dans les secteurs les plus à l’est. Ce projet a été soumis avec la collaboration des chercheurs Serge Payette de l’Université Laval et Pascal Bernatchez de l’Université du Québec à Rimouski.  Avec les activités de rayonnement de la professeure Garneau, il a cependant pris plus d’ampleur au niveau scientifique au cours de ses trois années de financement. Il intègre maintenant la collaboration de la professeure Anne de Vernal (GEOTOP, UQAM), celle de Martin Lavoie du centre d’études nordiques (CEN) de l’université Laval, d’Ian Strachan de l’université McGill  ainsi que Dan Charman et Iain Hartley de l’Université d’Exeter au Royaume Uni. Ce projet est divisé en deux volets principaux : 1) les composantes récente et holocène de la dynamique du carbone des tourbières nord côtières et 2) la dynamique actuelle de l’érosion côtière de l’estuaire et du Golfe du Saint-Laurent. Les résultats de ce projet permettront d’approfondir les connaissances des effets géomorphologiques, climatiques et anthropiques sur la dynamique du carbone des tourbières de la Côte-nord suivant un gradient de nordicité. Il comprend huit sous-projets en cours.

1. Paléohydrologie et dynamique holocène du carbone des tourbières ombrotrophes de la Côte-Nord, Québec.
2. Dynamique actuelle du carbone des tourbières côtières de la Côte nord du Saint-Laurent
3. Caractérisation morphologique des mares de deux tourbières ombrotrophiques dans les régions de Baie Comeau et havre-Saint-Pierre, Côte-Nord, Québec.
4. Reconstitution de l'histoire postglaciaire de la végétation dans les régions de Baie-Comeau et Havre Saint-Pierre
5. Reconstruction climatique et environnementale postglaciaire de la région de Sept-Îles par une analyse palynologique de sédiments marins.
6. Reconstitution à très haute résolution de la dynamique du carbone des tourbières dans les régions de Baie Comeau et d’Havre-Saint-Pierre et évaluation de la boucle de rétroaction sur le climat
7. Interactions entre sol, végétation et feu dans la formation d’une tourbière ombrotrophe de la région de Baie Comeau sur la Côte-Nord, Québec.
8. Rythme et modes de recul des falaises à sommet tourbeux de la Côte-Nord de l’estuaire et du golfe du Saint-Laurent

Objectifs

Les objectifs généraux du projet ont été définis en deux grands axes et partagés entre des aspects de dynamique contemporaine et des aspects de dynamique holocène des tourbières. Les aspects de dynamique contemporaine (Axe 1) visaient l’écologie (1a), l’érosion actuelle (1b) et les cycles biogéochimiques des tourbières côtières (1c), alors que les aspects de dynamique holocène (Axe 2) ont porté sur la reconstitution du niveau marin relatif qui a permis l’exondation des terres et la colonisation de celles-ci par une végétation terrestre sur laquelle des dépôts tourbeux se sont accumulés avec ou sans formation ultérieure de pergélisol.

AXE 1. DYNAMIQUE CONTEMPORAINE

Le volet Érosion côtière a été réalisé sous la direction du professeur Pascal Bernatchez de l’UQAR et défini selon les quatre objectifs suivants:

1. Quantifier le rythme d’érosion côtière des falaises selon différentes périodes depuis 1931 
2. Évaluer l’influence de différents paramètres climatiques sur la vitesse de recul des falaises 
3. Mesurer la perte de superficie des milieux tourbeux et évaluer le volume des sédiments retournés vers les eaux côtières
4. Évaluer la perte éventuelle des milieux tourbeux selon les scénarios climatiques appréhendés pour les prochaines décennies

Cycles biogéochimiques (équipe M. Garneau en collaboration avec I. Strachan, McGill)

1. Mesurer les flux de CO₂ et de CH₄ à l’aide de chambres statiques à partir des tourbières choisies dans chaque sous-région
2. Dans une des sous-régions, effectuer les mesures d’échanges écosystémiques nets de CO₂ à l’aide d’une tour à turbulence de flux « eddy covariance »
3. Évaluer la dynamique spatiale des différents biotopes de surface et mares à l’aide de photographies aériennes de haute résolution
4. Étudier un secteur situé dans la zone de pergélisol sporadique plus en détail à la fois pour caractériser l’état actuel de la tourbe, la dynamique de la végétation de surface ainsi que pour mesurer les flux atmosphériques et aquatiques face à ces changements récents (retour ou non à des conditions de puits de carbone fonctionnel).

AXE 2. DYNAMIQUE HOLOCÈNE

(2a) Paléoécologie et dynamique holocène du carbone (équipe M. Garneau et S. Payette)

1. Choix des tourbières selon le gradient de nordicité sur la Côte-Nord
2. Reconstitution des taux d’accumulation de la tourbe en lien avec les variations du climat
3. Retracer l’influence des fluctuations du niveau marin relatif sur la dynamique des tourbières côtières
4. Déterminer les conditions paléoclimatiques ayant favorisé le développement et la fonte récente du pergélisol dans les tourbières

(2b) Paléoécologie et pédogéomorphologie des tourbières (équipe S. Payette)

1. Choix des tourbières et échantillonnage des premiers horizons de tourbe basale
2. Analyse macrofossile des bases de tourbe et évaluation de la durée de la période forestière
3. Analyse pédogéomorphologique des dépôts sableux et détermination des conditions ayant prévalu avant la paludification des sites.

Tourbières à l’étude

Tourbières de la région de baie Comeau

1. Tourbière Pointe-Lebel
2. Tourbière  Manic
3. Tourbière Baie

Tourbières de la région d’Havre-Saint-Pierre

1. Tourbière Romaine
2. Tourbière de la Pointe-des-Morts
3. Tourbière Plaine

Étudiants gradués

• Gabriel Magnan (Ph D, UQAM)
• Luc Pelletier (Ph D, McGill)
• Steve Pratte (Ph D, UQAM)
• Arabelle Sauvé (M Sc., UQAM)
• Antoine Thibault (M Sc., UQAM)
• Mathieu Lemay-Tougas (M Sc., UQAM)
• Nicole Sanderson (Ph D., Exeter)