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Rapport technique thématique no. 17. - Surveillance à distance des écosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d’observations par satellite du Canada

Ce rapport est aussi disponible en version PDF. Rapport technique thématique no. 17. - Surveillance à distance des ecosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d'observations par satellite du Canada. ( PDF, 3.1 Mo)

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Surveillance à distance des écosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d’observations par satellite du Canada

Couverture de la publication

Catalogage avant publication de Bibliothèque et Archives Canada

Surveillance à distance des écosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d’observations par satellite du Canada.

Publ. aussi en anglais sous le titre :
Monitoring ecosystems remotely: a selection of trends measured from satellite observations of Canada.
Monographie électronique en version PDF.
ISBN 978-0-660-21040-7
No de cat. : En14-43/17-2013F-PDF

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Ce rapport devrait être cité comme suit :
Ahern, F., Frisk, J., Latifovic, R. and Pouliot, D. 2011. Surveillance à distance des écosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d’observations par satellite du Canada. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010, Rapport technique thématique no 17. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, (Ont.). vi + 70 p.

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, 2013
Also available in English

Préface

Les Conseils canadiens des ministres des ressources ont élaboré un Cadre axé sur les résultats en matière de biodiversitéNote de bas de page1 en 2006 pour mettre l’accent sur les mesures de conservation et de restauration conformément à la Stratégie canadienne de la biodiversitéNote de bas de page2. Le rapport Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010Note de bas de page3 a été le premier rapport rédigé suivant ce cadre. Il permet d’évaluer les progrès réalisés en vue d’atteindre l’objectif du cadre, à savoir des « écosystèmes sains et diversifiés » et obtenir les deux résultats souhaités en matière de conservation :

  1. ides écosystèmes productifs, résilients et diversifiés capables de se rétablir et de s’adapter et
  2. la restauration des écosystèmes endommagés.

Les 22 constatations clés récurrentes présentées dans Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010 sont issues de la synthèse et de l’analyse des rapports techniques préparés dans le cadre du présent projet. Plus de 500 experts ont participé à la rédaction et à l’examen de ces documents de base. Le présent document, Surveillance à distance des écosystèmes : sélection de tendances mesurées à partir d’observations par satellite du Canada, s’inscrit au nombre de plusieurs rapports préparés sur la situation et les tendances de thèmes nationaux intersectoriels. Il a été préparé et révisé par des experts du domaine d’étude et reflète les points de vue des auteurs.

Remerciements

Ce projet n’aurait pas pu être réalisé sans l’enthousiasme et l’appui constant des collègues du premier auteur, qui proviennent de partout au Canada. Le Centre canadien de télédétection a fourni la majeure partie des données utilisées. L’auteur remercie Jean-Marc Chouinard, qui a offert dès le départ son soutien sur le plan de la gestion, ainsi que les scientifiques Rasim Latifovic, Robert Fraser, Richard Fernandes, Bert Guindon, Ian Olthof, Darren Pouliot et Hongxu Zhao, pour leurs précieux commentaires. Sans exception, ils ont aimablement fourni à l’auteur les données issues de leurs projets et ont répondu à toutes ses questions. En outre, Gunar Fedosejevs et Arvon Erickson l’ont aidé à obtenir les données MSS d’archives associées aux premiers satellites Landsat, qui lui ont permis d’étendre le cadre temporel de l’étude aux années 1970. L’aide des scientifiques du Service canadien des forêts a été tout aussi précieuse. Mike Wulder et Nicholas Coops (de l’Université de la Colombie-Britannique) ont fourni des produits nationaux issus de leur projet BioSpace ainsi que de l’aide concernant leur utilisation. Nous remercions également les réviseurs du rapport.

Système de classification écologique – écozones+

Une version légèrement modifiée des écozones terrestres du Canada, décrite dans le Cadre écologique national pour le CanadaNote de bas de page4 , a permis de déterminer les zones représentatives d’écosystèmes pour tous les rapports compris dans le présent projet. Les modifications comprennent : un ajustement des limites terrestres pour tenir compte des améliorations résultant des activités de vérification au sol; la fusion des trois écozones de l’Arctique en une seule écozone; l’utilisation de deux écoprovinces, à savoir le bassin intérieur de l’Ouest et la forêt boréale de Terre-Neuve; l’ajout de neuf zones marines représentatives d’écosystèmes; et l’ajout de l’écozone des Grands Lacs. Ce système de classification modifié est appelé « écozones+ » dans ces rapports afin d’éviter toute confusion avec les « écozones » mieux connues du cadre initialNote de bas de page5.

Cadre de classification écologique pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes du Canada.

carte

Description longue pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes du Canada.

Cette carte du Canada montre le cadre de classification écologique pour le Rapport sur l'état et les tendances des écosystèmes, appelé « écozones+ ». Cette carte illustre la répartition des 15 écozones+ terrestres (Maritime de l'Atlantique; Boréale de Terre-Neuve; Taïga du bouclier; Plaines à forêts mixtes; Bouclier boréal; Plaines hudsoniennes; Prairies; Plaines boréales; Cordillère montagnarde; Bassin intérieur de l'Ouest; Maritime du Pacifique; Cordillère boréale; Taïga de la cordillère; Taïga des plaines; Arctique), deux grandes écozones+ de lacs (Grand Lacs; Lac Winnipeg), et neuf écozones+ marines (Estuaire et golfe du Saint-Laurent; Golfe du Maine et plateau néo-écossais; Plateaux de Terre-Neuve et du Labrador; Baie d'Hudson, baie James et bassin Foxe; Archipel Arctique canadien; Mer de Beaufort; Côte nord et détroit d'Hécate; Côte ouest de l'île de Vancouver; Détroit de Georgia).

Résumé

Le présent rapport technique thématique résume les résultats de quatre grandes analyses de télédétection visant les écozones+ du Canada : 1) les changements dans la couverture terrestre, de 1985 à 2005; 2) l’indice de végétation par différence normalisée (IVDN), de 1985 à 2006; 3) l’indice des habitats dynamiques moyen, de 2000 à 2006; 4) les indicateurs de fragmentation forestière, vers 2000. La période d’analyse dépend de l’information utilisée pour évaluer chaque thème. Les principaux résultats sont les suivants :

  • Il y a eu une augmentation nette d’environ 146 000 km2 de la superficie des zones brûlées au Canada entre 1985 et 2005, soit une augmentation de 200 % par rapport à la superficie des zones brûlées en 1985. On a cependant observé une réduction de la superficie des zones brûlées au cours des cinq dernières années de l’analyse (de 2000 à 2005).
  • Dans la classe des terres agricoles de l’écozone+ des plaines boréales, une superficie nette d’environ 5 020 km2 de terres cultivées/zones boisées (7,5 % de la superficie des terres cultivées/zones boisées de 1985) est passée dans la classe des terres cultivées, plus intensive, de 1985 à 2005.
  • La superficie des zones urbaines dans la région du Golden Horseshoe de l’Ontario est passée de 1 111 km2 en 1974 à 1 436 km2 en 1990, ce qui représente une augmentation moyenne de 20 km2/année. Le taux d’expansion moyen a grimpé à 23 km2/année entre 1990 et 2005, et la superficie des zones urbaines a atteint 1 778 km2. Le taux d’expansion urbaine dans la vallée du bas Fraser, en Colombie-Britannique, a été de 6 km2/année en moyenne, la superficie des zones urbaines passant de 498 km2 en 1975 à 680 km2 en 2007.
  • L’IVDN maximal annuel, un indicateur de la quantité et de la vigueur de la végétation verte, a considérablement augmenté dans 22 % du Canada entre 1985 et 2006. L’augmentation de l’IVDN était bien visible dans le nord, où les processus sont fortement induits par le climat, tandis que les tendances dans le sud étaient moins omniprésentes et surtout induites par les changements du couvert terrestre.   
  • La variation saisonnière de la verdure, l’une des trois composantes de l’indice des habitats dynamiques, a été très sensible aux changements de l’altitude et pourrait être utilisée comme un indicateur sensible des changements des zones de végétation. Cependant, la série chronologique actuelle est trop courte pour analyser les tendances.
  • La densité forestière est particulièrement élevée dans la région boréale du Canada.

Introduction

La télédétection est la science, la technologie et l’art d’obtenir de l’information au sujet d’objets ou de phénomènes à partir d’une certaine distance (Centre canadien de télédétection, 2005). Le présent rapport est centré sur les données de télédétection obtenues au moyen de capteurs satellites mesurant le rayonnement réfléchi ou émis à la surface de la Terre. Les données de télédétection, lorsqu’elles sont vérifiées et accompagnées de données recueillies sur le terrain, peuvent fournir des mesures cohérentes et reproductibles des écosystèmes, ce qui permet l’analyse des changements avec le temps. Les données satellitaires sont plus économiques en temps et en argent que les observations directes sur le terrain, et elles sont disponibles pour des régions qui, autrement, seraient inaccessibles. Ces données sont aussi utiles pour intégrer les résultats de mesures directes sur le terrain à un contexte élargi.

À l’achèvement du Rapport sur l’état et les tendances des écosystèmes (RETE), un examen des activités de télédétection et des ensembles de données disponibles pour l’évaluation de l’état et des tendances des écosystèmes au Canada a été réalisé. Cet examen a tenu compte, dans l’évaluation des mesures et des ensembles de données, de la résolution spatiale et temporelle, de la période couverte par les données d’archives et de la rapidité d’obtention des données. Les données à résolution élevée (moins de 10 m) fournissent de l’information à une échelle précise, mais leur volume élevé augmente le temps d’analyse. De plus, ces données ne sont pas disponibles pour les analyses à long terme. Les données à résolution moyenne (de 10 à 100 m), comme l’imagerie Landsat, fournissent de l’information assez détaillée, mais leur analyse nécessite aussi beaucoup de temps. Les données d’imagerie Landsat sont recueillies tous les 16 jours pour une même zone (ce qui limite la spécificité saisonnièreNote de bas de page6 ), et les données d’archives remontent aux années 1970. Les données à résolution élevée et moyenne servent donc surtout à la surveillance de zones précises dont on connaît déjà le caractère préoccupant, mais elles ne permettent pas de repérer toutes les zones de changement imprévu. Les données à basse résolution (plus de 100 m) fournissent quant à elles de l’information à grande échelle, de manière cohérente, dans l’ensemble du Canada. Les données d’archives remontent aux années 1980, et l’échantillonnage est effectué quotidiennement (ce qui permet de tenir compte de la spécificité saisonnière dans les mesures). Les données à basse résolution ne permettent de détecter que les changements à grande échelle; c’est pourquoi leur utilisation constitue une approche de surveillance plus réactive que proactive.

D’après les résultats de l’examen, l’information suivante et été recueillie et analysée par écozone+, aux fins du RETE : le changement à grande échelle de la couverture terrestre dans l’ensemble du Canada de 1985 à 2005; des études de cas sur l’urbanisation dans deux des zones urbaines affichant la plus grande croissance au Canada; les tendances de la productivité de la végétation (IVDN) dans l’ensemble du Canada de 1986 à 2006; l’état d’un indice des habitats dynamiques récemment élaboré pour le Canada (dérivé de la fPAR, une autre mesure de la productivité de la végétation); l’état de deux indicateurs de la fragmentation forestière (densité des forêts et densité des lisières forestières). Le présent document présente les résultats de ces analyses, par écozone+. Cette information devait être incorporée aux rapports individuels sur les écozone+, avec d’autres données. Le présent rapport ne fournit pas d’examen de toutes les données de télédétection au Canada. Il est centré sur l’information disponible dans l’ensemble du Canada; c’est pourquoi d’autres données de télédétection pertinentes pour une écozone+ en particulier pourraient aussi être incluses dans ces rapports.

Notes de bas de page

Note 1

Environnement Canada. 2006. Un cadre axé sur les résultats en matière de biodiversité pour le Canada. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON. 8 p.

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Note 2

Groupe de travail fédéral-provincial-territorial sur la biodiversité. 1995. Stratégie canadienne de la biodiversité : réponse du Canada à la Convention sur la diversité écologique. Environnement Canada, Bureau de la Convention sur la biodiversité. Ottawa, ON. 80 p.

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Note 3

Les gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux du Canada. 2010. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON. vi + 148 p.

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Note 4

Groupe de travail sur la stratification écologique. 1995. Cadre écologique national pour le Canada. Agriculture et Agroalimentaire Canada, Direction générale de la recherche, Centre de recherches sur les terres et les ressources biologiques et Environnement Canada, Direction générale de l’état de l’environnement, Direction de l’analyse des écozones. Ottawa/Hull, ON. 144 p. Rapport et carte nationale 1/7 500 000.

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Note 5

Rankin, R., Austin, M. et Rice, J. 2011. Système de classification écologique pour le Rapport sur l’état et les tendances des écosystèmes. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010, Rapport technique thématique no 1. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, ON.

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Note 6

La plupart des analyses nécessitent des images Landsat sans nuages. Par conséquent, comme chaque zone est échantillonnée aux 16 jours, il est possible qu’aucune image sans nuages ne soit disponible pour une zone au cours d’une période donnée.

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Introduction