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Les téléconnexions de croissance comme indicateurs des impacts des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers : Le cas des forêts boréales de la région de l’atlantique nord.

Ols, Clementine (2017). Les téléconnexions de croissance comme indicateurs des impacts des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers : Le cas des forêts boréales de la région de l’atlantique nord. Thèse. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Environnement, 181 p.

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Résumé

Depuis la fin du 20e siècle, d’importantes baisses de croissance et de nombreuses baisses de corrélation entre croissance et températures estivales ont été observées dans plusieurs régions boréales. L’origine de tels changements, bien que variable d’une région à une autre, a souvent été expliquée par des étés de plus en plus chauds et secs qui forcent les arbres à fermer leurs stomates afin d’éviter de trop importantes pertes d’eau par transpiration. La disponibilité en eau et la respiration semblent donc avoir un contrôle grandissant sur les processus de croissance face au réchauffement climatique. A l’échelle d’un peuplement forestier, l’attribution de ces changements de croissance aux seuls effets des changements climatiques reste cependant difficile car de nombreuses et complexes interactions existent entre le climat, les processus physiologiques de croissance et les facteurs de site (topographie, type de sol, etc.). En revanche, l’apparition de synchronisations de croissance de peuplements géographiquement éloignés présentant des caractéristiques pédologiques et bioclimatiques différentes, traduit de manière plus certaine un forçage climatique de large échelle sur la croissance, tels que ceux induits par les changements climatiques. Cette thèse a pour objectifs de tester si (1) le réchauffement climatique homogénéise la croissance des arbres et leurs réponses au climat sur de larges échelles et si (2) les variations observées dans les corrélations entre la croissance et les températures estivales émanent d’un contrôle de plus en plus important des facteurs hydrauliques sur la croissance. Contrairement aux études précédentes, elle s’appuie sur une méthode novatrice : l’apparition de téléconnexions dans les patrons de croissance comme indicateur des impacts du réchauffement climatique sur les dynamiques de croissance. Elle compare la croissance des forêts boréales du Québec (50°N-52°N, 58°W-82°W) et de la Suède (59°N-68°N, 12°E-24°E), deux régions séparées par l’Océan Atlantique, et au climat fortement contrôlé par les dynamiques océaniques et climatiques nord-atlantiques. L’ensemble des hypothèses est testé à différentes échelles spatiales et temporelles en comparant des données de croissance provenant à la fois de larges bases de données d’inventaires (103-104 arbres échantillonnés) et de modélisation forestière. Dans un premier chapitre, cette thèse étudie la fréquence et l’origine climatique d’anomalies de croissance interannuelles et multi-décennales à travers le Québec boréal de 1901 à 2001. L’origine climatique de chaque type d’anomalie est étudiée par analyses d’époques superposées en incluant des facteurs climatiques locaux (températures et précipitation mensuelles) et globaux (Oscillations Nord Atlantique/ONA et Oscillation Arctique/OA). Dans un deuxième chapitre, cette thèse analyse les impacts des dynamiques nord-atlantiques post-1950 sur la croissance des forêts boréales du Québec et de la Suède en étudiant les téléconnexions de croissance entre ces deux régions, et leurs réponses à certains indices climatiques nord-atlantiques (ex. ONA et OA) et aux températures saisonnières. Dans un troisième et dernier chapitre, cette thèse explore si le renforcement prévu des contraintes hydrauliques sur la croissance des forêts boréales du Québec peut être détecté par une instabilité des relations climat-croissance (observée et simulée) entre 1908 et 2013. Les données de croissance observée proviennent de récents inventaires forestiers et les données de croissance simulée sont obtenues à l’aide d’un modèle bioclimatique de croissance des peuplements basé sur des processus physiologiques. La corrélation au cours du temps entre les données observées et simulées, ainsi que leurs réponses respectives au climat mensuel (températures minimum et maximum, précipitations totales), sont étudiées par corrélations mobiles. La synthèse transversale des trois chapitres indique que l’homogénéisation des dynamiques de croissance des forêts boréales de la région de l’Atlantique Nord au cours du 20e siècle n’a été que partielle. Elle s’est manifestée par deux phénomènes seulement : (1) une augmentation de la fréquence des années à faible croissance entre le début et la fin du siècle au Québec, et (2) une baisse de corrélation entre croissance et températures estivales dans de nombreux peuplements de cette même région au milieu du siècle. Si le premier phénomène semble associé au réchauffement climatique, le deuxième semble émaner de causes diverses telles qu’une respiration plus importante ou une diminution du couvert neigeux hivernal. Face à un réchauffement climatique généralisé (dans le temps et l’espace), l’hétérogénéité des dynamiques suggère une importance grandissante (i) du climat de l’année précédente et de dormance sur la respiration de maintenance, (ii) des facteurs locaux, et particulièrement pédologiques et topographiques, dans la modulation de la croissance et (iii) de la variabilité spatiotemporelle des précipitations. Cette étude montre que la complexité des liens existants entre variabilité climatique et croissance est encore trop importante pour pouvoir prédire avec précision l’impact des changements climatiques futurs sur les écosystèmes forestiers.

Type de document: Thèse (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Drobyshev, Igor
Co-directeurs de mémoire/thèse: Bergeron, Yves et Hofgaard, Annika
Mots-clés libres: changements climatiques, croissance radiale des arbres, dendrochronologie, forêts boréales, téléconnexions, Atlantique nord, Picea spp., Épicéa, Épinette
Divisions: Sciences appliquées > Doctorat en sciences de l'environnement
Date de dépôt: 07 juin 2017 18:15
Dernière modification: 07 juin 2017 18:15
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/711

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