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Rapport technique thématique no 9.- Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l’écologie dans le nord du Canada

Ce rapport est aussi disponible en version PDF. Rapport technique thématique no 9. - Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l'écologie dans le nord du Canada (PDF, 1.2 Mo)

Information sur le document

Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l’écologie dans le nord du Canada

Couverture de la publication

S. SmithFootnote[1]

Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010
Rapport technique thématique no 9
Publié par les Conseils canadiens des ministres des ressource

Catalogage avant publication de Bibliothèque et Archives Canada

Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l’écologie dans le nord du Canada.

Publ. aussi en anglais sous le titre :
Trends in permafrost conditions and ecology in northern Canada.

Monographie électronique en version PDF.
ISBN 978-1-100-97771-3
No de cat. : En14-43/9-2011F-PDF

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Ce rapport devrait être cité comme suit :
Smith, S. 2011. Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l’écologie dans le nord du Canada. Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010, Rapport technique thématique no 9. Conseils canadiens des ministres des ressources. Ottawa, (Ont.). iii + 23 p.

© Sa Majesté la Reine du chef du Canada, 2011
Also available in English

Footnotes

Footnote 1

Commission géologique du Canada, Ressources naturelles Canada

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Préface

Les Conseils canadiens des ministres des ressources ont élaboré un Cadre axé sur les résultats en matière de biodiversitéFootnote1 en 2006 pour mettre l’accent sur les mesures de conservation et de restauration conformément à la Stratégie canadienne de la biodiversitéFootnote2. Le rapport Biodiversité canadienne : état et tendances des écosystèmes en 2010Footnote3 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 d’obtenir les deux résultats souhaités en matière de conservation : i) des écosystèmes productifs, résilients et diversifiés capables de se rétablir et de s’adapter et ii) 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, Tendances relatives aux conditions du pergélisol et à l’écologie dans le nord 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.

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Remerciements

Un soutien a été fourni par Ressources naturelles Canada et par le programme de l’Année polaire internationale du gouvernement fédéral. Je remercie également l’examinateur du présent rapport.

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Système de classification écologique – écozones+

Une version légèrement modifiée des écozones terrestres du Canada, décrite dans le Cadre écologique national pour le CanadaFootnote4, 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 initialFootnote5.

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

carte

Description longue pour la carte de l'écozone+ 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, deux grandes écozones+ de lacs et neuf écozones+ marines.

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Introduction

Le pergélisol désigne un sol, de la roche ou des sédiments dont la température demeure inférieure à 0 °C durant au moins deux années consécutives. L’influence majeure du pergélisol sur l’environnement et les processus biophysiques tient surtout à la glace qu’il renferme sous forme de glace interstitielle, de lentilles de glace, de coins de glace ou d’autres masses de glace (Mackay, 1972). La région de pergélisol couvre plus ou moins la moitié de la masse terrestre du Canada (Figure 1). Dans la partie nord de cette région, le pergélisol est continu et peut atteindre plusieurs centaines de mètres de profondeur et des températures inférieures à −5 °C (Heginbottom et al., 1995; Smith et al., 2001a). Dans la partie sud, le pergélisol devient discontinu et irrégulier et s’amincit jusqu’à n’avoir plus que quelques mètres de profondeur. À la limite sud de la région de pergélisol, la température souterraine s’approche de 0 °C (par exemple Smith et al., 2008).

Figure 1. Carte du pergélisol au Canada.

carte

Description longue pour la figure 1

Cette carte montre la zone de pergélisol au Canada, divisée en quatre zones de pergélisol. La zone de pergélisol continue comprend l'Arctique, la majeure partie de la taïga de la Cordillère et les parties nordiques des écozones+ de la taïga des plaines, de la taïga du bouclier et des plaines hudsoniennes. La grande zone discontinue de pergélisol comprend la partie nord de la Cordillère boréale, les régions du Grand lac de l'Ours et du Grand lac des Esclaves, elle s'étend au sud de la baie d'Hudson et le long de la frontière nord de l'est du bouclier de la taïga. La zone de pergélisol sporadique comprend la partie sud des écozones+ de la cordillère boréale, des plaines de la taïga, des plaines hudsoniennes et du bouclier de la taïga de la Cordillère et s'étend aussi loin au sud que les parties nord des écozones+ maritime du Pacifique, de la cordillère montagnarde, des plaines boréales et du bouclier boréal. La zone montagnarde de pergélisol comprend la partie sud de l'écozone+ de la Cordillère montagnarde et des parties des écozones+ maritime du Pacifique, maritime de l'Atlantique, et de la forêt boréale de Terre-Neuve.

Source : Adapté de Heginbottom et al. (1995)

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La couche active est la partie supérieure du sol qui dégèle chaque été et qui regèle en hiver. Elle repose sur le pergélisol et son épaisseur dépend d’un certain nombre de facteurs, notamment les facteurs climatiques et locaux tels que la couverture de neige, la végétation, la présence d’une couche organique, l’humidité du sol et les matériaux de surface (Smith et al., 2001a). L’épaisseur de la couche active varie de moins de 0,5 m dans les sols organiques végétalisés à plusieurs mètres dans les secteurs d’affleurements rocheux (Smith et al., 2001a). En général, l’humidité et les flux de gaz demeurent confinés à la couche active, soumise au dégel saisonnier. Ainsi, le pergélisol et les caractéristiques de la couche active peuvent avoir des effets sur les processus physiques et chimiques qui, combinés au climat, façonnent le paysage, les communautés végétales et les écosystèmes, de la forêt boréale à la toundra (par exemple Mackay, 1995; Walker et al., 2004; Kokelj et Burn, 2005; Lewkowicz et Harris, 2005; Kokelj et al., 2007a).

Dans le passé, la superficie et la profondeur du pergélisol ont évolué sous l’effet des changements climatiques qui se sont produits à l’échelle de quelques décennies, de plusieurs siècles, voire de millénaires. Sous un climat froid, la superficie et l’épaisseur du pergélisol augmentent, tandis que le réchauffement climatique provoque l’épaississement de la couche active et l’amincissement ou même la disparition du pergélisol. L’évolution des conditions du pergélisol durant les quelques derniers millénaires a été étudiée par Smith et Burgess (2004) et Smith et al. (2001a). Dans des conditions plus chaudes du milieu de l’Holocène, entre 6 000 et 9 000 ans passés, la limite sud du pergélisol était au nord de son emplacement actuel et les couches actives étaient généralement plus épaisses aux endroits où le pergélisol était présent (par exemple Burn et al., 1986; Zoltai, 1995). Après cette période douce, le froid qui s’est installé, il y a environ 3 700 à 5 000 ans, a provoqué une nouvelle augmentation de la superficie du pergélisol (par exemple Zoltai, 1993; Vardy et al., 1998).

Au cours du Petit Âge glaciaire, soit entre les années 1550 à 1850, sous des températures environ 1 °C plus basses qu’aujourd’hui, le pergélisol s’étendait plus au sud (par exemple Vitt et al., 1994). À l’extrémité sud de la zone de pergélisol discontinu, une partie de ce pergélisol a persisté dans les sols organiques, en particulier dans les tourbières peuplées de Sphagnum (Halsey et al., 1995). Cette situation s’explique par la présence d’une épaisse couche de tourbe isolante qui a préservé le pergélisol jusqu’à ce jour, et ce, malgré le réchauffement du climat. Depuis les 20 à 30 dernières années, un réchauffement du pergélisol a été observé dans l’ensemble de la zone de pergélisol. Nous examinerons ici l’évolution récente des conditions du pergélisol.

Au cours du prochain siècle, le réchauffement climatique devrait modifier les conditions du pergélisol. Dans la partie sud de la zone de pergélisol discontinu, le pergélisol déjà plus chaud et mince qu’ailleurs pourrait finir par disparaître complètement, tandis que dans les zones de pergélisol plus profond et froid, le réchauffement prévu pourrait fort bien faire épaissir la couche active et réduire la profondeur du pergélisol (Smith et Burgess, 2004). D’après des simulations réalisées dans le cadre d’une étude à l’échelle circumpolaire, l’épaisseur de la couche active pourrait s’accroître de 20 à 60 % d’ici un siècle (ACIA, 2005). Signalons toutefois que les modèles à cette échelle ont souvent recours à des représentations généralisées des conditions de végétation et des caractéristiques des matériaux géologiques, deux facteurs qui influencent fortement la réponse thermique du pergélisol. D’après les résultats d’études de modélisation des milieux boréaux et de toundra de la vallée du Mackenzie, une des régions qui connaissent depuis quelque temps les plus fortes hausses de température atmosphérique, tout indique que le réchauffement climatique entraînera d’ici un siècle une augmentation de 15 à 40 % de la profondeur du dégel, légèrement atténuée dans les zones recouvertes d’une épaisse couche organique (Woo et al., 2007).

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Notes

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.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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Introduction