Évaluation des impacts des changements climatiques sur l'habitat de la faune qui revêt une grande importance économique pour les gens du Nord

Justification de l’activité

Depuis des milliers d’années, les animaux sauvages jouent un rôle essentiel dans l’économie et la culture des collectivités du Nord. Trouver un équilibre entre la conservation de l’habitat des animaux sauvages et le développement industriel dans des conditions climatiques changeantes est maintenant un des principaux enjeux de l’administration et de la planification de l’utilisation des terres du Nord. Cette activité fournit sur les changements de l’habitat des caribous et des ours blancs des données d’observation de la Terre qui permettront aux parties intéressées et aux décideurs d’identifier des options d’adaptation aux changements climatiques.

Leader: Wenjun Chen

Le sujet

Des observations montrent que les paysages et les habitats du Nord sont en train de changer. Plusieurs simulations de modèles climatiques indiquent que, au cours du présent siècle, les changements climatiques pourraient causer une augmentation importante de la profondeur du sol qui dégèle au cours de l’été. Ces changements auraient des impacts non négligeables sur les espèces sauvages et les paysages dont dépendent l’économie traditionnelle, le secteur en émergence de l’écotourisme et l’infrastructure essentielle au développement du Nord.

La présente activité vise à permettre aux intervenants du Service canadien de la faune, de Parcs Canada et du gouvernement des Territoires du Nord-Ouest d'évaluer l'urgence des problèmes et de définir des options d'adaptation. Les chercheurs s'intéressent aux impacts des changements climatiques sur l'habitat essentiel du caribou, principale ressource faunique terrestre pour l'économie locale, et sur un site écotouristique des plus importants : le parc national Wapusk (la « capitale mondiale de l’ours blanc »).

Troupeau de caribous à proximité du parc national Wapusk, juillet 2007 (photo aimablement fournie par Wenjun Chen)

Impacts des changements climatiques sur l’habitat essentiel du caribou

Deux habitats du caribou ont été sélectionnés comme premières zones d’étude pour la période de 2006 à 2011 : l’habitat du caribou de la Porcupine dans le nord du Yukon et en Alaska et l’habitat du caribou de Bathurst, principalement situé dans les Territoires du Nord-Ouest (une partie de l’aire de mise bas se trouve au Nunavut et l’aire d’hivernage, au Manitoba). Les grands volets de recherche portant sur ces deux habitats sont les suivants :

• Quelles zones des deux habitats sont les plus importantes pour la population de caribous?
• Quels changements sont survenus ou pourraient survenir dans le cadre des scénarios de changements climatiques dans les deux habitats du caribou?

La carte ci-dessus indique les emplacements des sites de mesure sur le terrain et des deux habitats du caribou servant de zones d’étude. Les mesures prises sur le terrain (incluant le type de couverture terrestre, la biomasse aérienne, la biomasse foliaire, l’indice de surface foliaire, le pourcentage de sol couvert par la végétation, le type de terres humides et l’épaisseur de la couche active de pergélisol) ont été utilisées pour élaborer des cartes, qui ont servi de base pour détecter des changements de conditions de l’habitat à l’aide de données de télédétection obtenues par des satellites.

Impacts des changements climatiques sur l’habitat de l’ours blanc

Un partenariat a été établi entre Ressources naturelles Canada et Parcs Canada pour faciliter la surveillance de l’intégrité écologique des parcs nationaux. Le parc national Wapusk, important habitat estival de l’ours blanc, a été choisi comme première zone d’étude. Les grands volets de recherche portant sur cet habitat sont les suivants :

• Quelle est la répartition actuelle des plateaux tourbeux et du pergélisol servant de lieu de mise bas de l’ours blanc dans le parc national Wapusk?
• Quels changements sont survenus ou pourraient survenir dans le cadre des scénarios de changements climatiques dans l’habitat de l’ours blanc?

Les cartes de base de l’état actuel des habitats du caribou et de l’ours blanc ont été établies à l’aide d’imagerie satellitaire optique et radar (p. ex., Landsat, SPOT, and RADARSAT [site en anglais seulement]) et de modèles des processus du pergélisol. Les modèles ont été étalonnés et vérifiés à l’aide de mesures prises sur le terrain. Les changements saisonniers et à long terme des habitats du caribou et de l’ours blanc ont été évalués à l’aide de séries chronologiques d’imagerie satellitaire optique et radar, et de modèles des processus de l’écosystème.

Résultats

Étude de l’habitat du caribou

Les lichens et les mousses constituent la base de l’alimentation du caribou. Ils sont courants dans les terrains boisés à maturité, mais majoritairement absents des espaces récemment brûlés. Les terrains boisés ont donc été utilisés comme mesure de la disponibilité du fourrage durant l’hiver. Dans le but de déterminer l’étendue des types de couverture terrestre (comme les terrains boisés), une carte de base a été établie à partir de l’imagerie Landsat. On trouve ci-dessous la carte de base de la couverture terrestre pour l’habitat du caribou de Bathurst.

Carte de base indiquant la classification de la couverture terrestre pour l’année 2000 pour l’habitat du caribou de Bathurst (dérivée de l’imagerie Landsat)

En comparant la couverture du sol entre 1990 et 2000, on note une réduction de 35 % des terrains boisés dans l’aire d’hivernage du troupeau de caribous de Bathurst (à droite). Les espaces brûlés, qui ne constituent pas un habitat adéquat pour le caribou, couvraient une étendue de 24 085 km2 entre 1990 et 2000. Des analyses statistiques révèlent une corrélation entre les espaces brûlés et les températures de l’air moyennées pour juin à septembre dans l’aire d’hivernage du troupeau de caribous de Bathurst. Ainsi, les incendies seraient plus fréquents lorsque la température est plus élevée.

Sur le territoire d’été du troupeau de caribous de Bathurst, on observe une relation entre la concentration en azote (N) des feuilles durant les périodes de croissance et la longueur moyenne de la période de végétation. Or, la concentration en azote des feuilles est généralement utilisée pour déterminer la qualité des fourrages; et la relation indique que la qualité des fourrages diminue lorsque le climat se réchauffe.

Étude de l’habitat de l’ours blanc

En été, dans le parc national Wapusk, les plateaux tourbeux gelés accueillent d’importants sites de mise bas de l’ours blanc. Le pergélisol est sensible aux changements climatiques, ce qui constitue une menace potentielle à l’habitat de l’ours blanc dans la région. On a établi des cartes des types de terres humides qui constitueront un point de référence pour les observations visant à évaluer les impacts d’un climat changeant sur les plateaux tourbeux pergélisolés (à droite).

La « couche active » du pergélisol est la partie supérieure du sol, qui dégèle en été et gèle à l’automne. Un pergélisol ayant une couche active peu profonde convient mieux à l’habitat estival de l’ours blanc, car une plus grande surface de sol gelé peut servir de sites de mise bas. On a mesuré la couche active du pergélisol pour différents types de couverture terrestre dans le parc national Wapusk.

Les mesures qui ont été prises sur le terrain à l’été 2007 indiquent que ce sont les tourbières de lichen et tourbières brûlées qui possèdent la couche active la moins profonde, d’une épaisseur d’environ 40 cm, suivies par les marais de foin plat (environ 85 cm), et les marais d’arbustes et marais arborés (environ 130 cm). Les crêtes de plage possèdent une couche active très profonde. Le graphique ci-dessous illustre les différences qui ont été mesurées dans l’épaisseur de la couche active entre les types de terrain.

Active layer thickness (cm) = Épaisseur de la couche active (en cm)
Burned bogs = Tourbières brûlées
Lichen bogs = Tourbières de lichen
Lichen-spruce bogs = Tourbières de lichen et d’épicéas
Sedge fens = Marais de foin plat
Shrub fens = Marais d’arbustes
Treed fens = Marais arborés
Beach ridge = Crêtes de plage
Wapusk National Park = Parc national Wapusk
Field observations sites = Sites d’observation sur le terrain
Surveyed from helicopter = Sites évalués par hélicoptère

La couche active des tourbières est peu profonde à cause des propriétés isolantes de la tourbe, qui est généralement sèche durant l’été. Les marais sont humides, ce qui augmente la profondeur du dégel estival. Les marais d’arbustes et les marais arborés retiennent la neige, ce qui empêche efficacement la perte de chaleur durant l’hiver. À cause de la composition sablonneuse des crêtes de plage, le sol peut y être très chaud durant l’été et la couche active, profonde.

Dans le but de vérifier et de valider le modèle du pergélisol, on a installé trois ensembles de puits forés dans le pergélisol en 2007-2008 pour mesurer la température du sol. Les puits ont été forés dans divers environnements de milieux humides, notamment des marais et des plateaux tourbeux. L’orientation du transect a été conçue pour révéler l’impact climatique de la baie d’Hudson (voir la carte à droite). La figure ci-dessous présente les premiers résultats de ces mesures détaillées de la température du sol. À l’aide de ces mesures, on s’attend à mieux étalonner et à améliorer le modèle du pergélisol et à obtenir de meilleures estimations des conditions à venir. L’enregistrement des températures annuelles du sol pour les sites de surveillance à proximité de la côte de la baie d’Hudson sera disponible à l’automne 2009.

Publications

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1. Check for more recent publications en GEOSCAN, la base de données des publications de la Commission géologique du Canada et du Centre canadien de télédétection.

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