Soutenance mémoire
Le réchauffement planétaire est maintenant sans équivoque (Ailey et al. 2007). De 1906 à 2005, la température moyenne planétaire a augmenté d’environ O,07°C par décennie et cette tendance est quasiment doublée (0,13 oC par décennie) si l’on considère uniquement les années 1956 à 2005 (Ailey et al. 2007). Bien que le climat soit sujet à des variations naturelles, il semble que le réchauffement observé depuis le milieu du 20 ème siècle soit essentiellement causé par l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre d’origine humaine (Ailey et al. 2007).
La dégradation du couvert de glaces de mer dans l’Hémisphère Nord est une des conséquences du réchauffement climatique les mieux quantifiées (Comiso et al. 2008) et sans doute une des plus médiatisées. Dans les faits, les hausses de température se traduisent par des retards dans les dates d’embâcle et un devancement des dates de débâcle et donc en un raccourcissement de la période propice à la formation de glaces et en une détérioration de l’état des glaces en général (Parkinson 2000; Comjso 2006b). Étant relativement faciles à suivre à l’aide d’ images satellites, les changements en termes de couvert des glaces et plus particulièrement la diminution de l’étendue minimale des glaces sont les mieux documentés (Tremblay et al. 2007; Comiso et al. 2008). Dans les faits, de 1979 à 2007, l’étendue (surface couverte par des glaces ayant une concentration d’au moins 15%) minimale des glaces de mer pour l’Hémisphère Nord a diminué selon un taux de 10,2% par décennie (Comiso et al. 2008). Le 14 septembre 2007, une étendue de glace minimale record, sans précédent depuis le début des suivis par satellite en 1979, a été enregistrée (NSIDC 2007). L’étendue était alors 24 % plus faible que durant le record précédent en septembre 2005 (Comiso et al. 2008). L’accélération des tendances que l’on connaît depuis quelques années serait en partie imputable à une boucle de rétroactions positives, la rétroaction glace-albédo (Holland et al. 2006; Comiso et al. 2008). Lorsque l’étendue de glaces de mer rétrécit, la surface d’eau libre exposée augmente. Comme l’eau a un albédo (capacité à refléter l’énergie solaire) plus faible que la glace, il en résulte une plus grande absorption de chaleur qui se traduit par un nouveau déclin dans l’étendue des glaces et ainsi de suite (Meier et al. 2007). Les glaces pérennes (glaces qui survivent à la période de fonte), en plus de perdre du terrain, sont de plus en plus jeunes et par conséquent de moins en moins épaisses (Rothrock et al. 1999; Wadhams et Davis 2000; Maslanik et al. 2007). Les glaces restantes deviennent donc plus sujettes au démantèlement causé par le vent (Kerr 2007) ou par d’autres forces mécaniques (passage de navires). L’étendue maximale des glaces (en mars) pour l’Hémisphère Nord connaît pour sa part un déclin plus modeste (- 1,9% par décennie; Comiso 2006a). Cette situation pourrait cependant changer. En effet, les valeurs anormalement basses obtenues pour les années 2005 à 2007 laisse présager que cette tendance pourrait elle aussi s’accélérer (Comiso 2006a; Comiso et al. 2008).
Dégradation des glaces de mer et écologie des écosystèmes nordiques
Selon un ensemble de modèles prédictifs, le réchauffement de la planète devrait se poursuivre au cours des prochaines décennies à un rythme d’environ 0,2°C par décennie (Ailey et al. 2007). Conséquemment, les tendances observées dans l’état des glaces devraient se poursuivre elles aussi, si bien que les modèles prévoient la disparition ou la quasi-disparition du couvert de glace estival de l’Arctique d’ici la fin du 21 ème siècle (Holland et al. 2006; Stroeve et al. 2007; Tremblay et al. 2007). De plus, la superficie d’océan réunissant les conditions nécessaires à la formation de glace devrait continuer de diminuer et ainsi, l’étendue maximale des glaces pour l’hémisphère nord devrait continuer son déclin (Walsh et Timlin 2003). En plus du réchauffement climatique, l’intensification des transports maritimes est un autre élément dont il faut anticiper l’impact négatif sur l’état des glaces de mer (Kerr 2002). Cette situation s’applique particulièrement à l’Arctique canadien où la récente dégradation de l’état des glaces ouvre la porte au trafic maritime par l’intermédiaire du passage du nord-ouest qui devient de plus en plus accessible à la navigation (Hassol 2004).
La glace est partie intégrante de plusieurs processus clés du fonctionnement des écosystèmes nordiques. Elle est un substrat vital pour les espèces pagophiles, c’est-à dire les espèces pour lesquelles la glace de mer est essentielle à l’alimentation et/ou à la reproduction. Le principal avantage de la glace est de faciliter les déplacements d’espèces terrestres qui ne volent pas. Même si plusieurs de ces espèces ont une bonne capacité de nage (Jackson 1919; Carter et Merrit 1981; Strub 1992), la glace représente souvent une matrice de déplacement moins risquée et moins coûteuse énergétiquement que l’eau libre (Carter et Merrit 1981; Derocher et al. 2004). Une partie des caribous de Peary (Rangifer tarandus pearyi) de l’ouest de l’Arctique canadien fait chaque année des déplacements entre les îles, ce qui agrandit l’aire de répartition de la population et permet de pallier à une capacité de support du milieu limitante (Miller et al. 1977). Les ours polaires (Ursus maritimus), eux, se nourrissent à la lisière de la banquise et se servent des glaces pour se déplacer vers les sites d’alimentati on (Kerr 2002; Barber et Iacozza 2004; Derocher et al. 2004). Plusieurs communautés humaines, et particulièrement certaines communautés Inuit sont aussi dépendantes de la présence des glaces, que ce soit pour accéder à leurs ressources ou pour se déplacer (Kerr 2002; Tremblay et al. 2006).
Un certain nombre d’études ont déjà mis de l’ avant des impacts de la dégradation des glaces sur l’écologie de certaines espèces animales. Par exemple, Striling et al. (1999) rapportent que dans l’ ouest de la baie d’Hudson, un devancement de la date de débâcle peut être associé à une détérioration de la condition physique des femelles ours polaires. Chez les guillemots de Brunnich (Uria lomvia) un devancement de la date de débâcle semble avoir des effets négatifs sur la reproduction des populati ons ni chant à la limite sud de l’aire de répartition et positifs sur celles nichant à la limite nord (Gaston et al. 2005).
Dans un ordre d’idée plus général, selon Lomolino (1 994), la dégradation des glaces de mer pourrait même affecter la diversité spécifique des écosystèmes insulaires nordiques en général. C’ est du moins ce qu ‘ il propose suite à une méta-analyse selon laquelle malgré des habitats et des réservoirs d’espèces semblables, les îles reli ées au continent ou à d’autres îles par un pont de glace stable comptaient plus d’espèces par unité de surface que celles situées dans les secteurs où les courants et l’instabilité des glaces limitent les déplacements sur les glaces. Cette relation s’explique en faisant appel à la théorie de la biogéographie insulaire (MacArthur et Wi Ison 1967). Selon cette théorie, la diversité spécifique retrouvée sur une île est fonction d’ un équilibre entre l’immigration et l’ extinction des organismes vivants. L’intensité de œs fo rces est modulée par la taille de l’île ainsi que par son niveau d’isolement spati al. À l’origine, l’isolement spati al était défini par la distance séparant une île des sources de colonisation les plus proches. Dans les dernières années, cette théorie a été raffinée et on considère maintenant l’ impact de différentes caractéristiques des îles (forme, état de la matrice de déplacement, etc.) ainsi que des espèces impliquées (taille, capac ité de dispersion, etc.) sur J’isolement effectif des populations insulaires (Brown et Lomolino 2000; Lomolino 2000a; Lomolino 2000b; Ricke tts 2001 ; Whittaker et al. 2005). Dans les écosystèmes nordiques, à cause de la présence plus ou moins longue de glaces autour des îles, la matrice de déplacement, considérée comme uniforme dans les modèles classiques, est en fait hétérogène spati alement et temporellement (Ri cketts 200 1). Comme la présence de glace fac ilite les déplacements de certaines espèces animales, elle augmente les probabilités d’ immigration de celles-ci et réduit donc l’ isolement spati al effectif des îles (Banfield 1954; Lomolino 1986; Lomolino 1994). De ce fa it, elle module trois paramètres liés étroitement au maintien de la biodiversité insulaire, soit:
– Le maintien de la diversité génétique par l’aj out de nouveaux indi vidus à une populati on insul aire existante
– La recolonisation par de nouveaux individus suite à J’ extinction d’ une population insulaire
– L ‘établissement de nouvelles populations insulaires par l’arrivée d’individus d’espèces nouvelles
L’état des connections glacées reliant des îles à des sources potentiell es de colonisation peut donc avoir des effets à court ou long terme sur la bi odiversité de ces îles en question. La dégradation de J’ état des glaces de mer en cours dans plusieurs régions de la planète est donc préoccupante pour la conservation de la biodiversité au sein des écosystèmes insulaires nordiques. À l’inverse, devenant de plus en plus isolées, ces îles peuvent devenir des refuges pour certaines espèces en limitant l’arrivée soit de prédateurs, soit d’espèces compétitrices, de maladies ou de parasites (Fayet Stephenson 1989; Carmichael et al. 2007; Chaulk et al. 2007).
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Table des matières
CHAPITRE 1: INTRODUCTION GÉNÉRALE
Changemenls climatiques el dégradation des glaces de mer
Dégradation des glaces de mer el écologie des écosystèmes nordiques
Objectifs de l’étude
BIBLIOGRAPHIE
CHAPITRE 2: SEA ICE DEGRADATION AND THE BIOGEOGRAPHY OF CANADIAN MARINE ISLANDS
INTRODUCTION
MATERIALS AND METHODS
Siudy area
Sea ice exlenl
Ice bridges
Bonavenlure Island
Statistics
RESULTS
Sea ice extenl
Ice bridges
Bonaventure Island
DISCUSSION
Sea ice extenl
Ice bridges
Bonaventure Island
The future
Biogeographical consequences
ACKNOWLEDGEMENTS
REFERENCES
FIGURES AND TABLES
CHAPITRE 3: IMPACTS POSSIBLES DE LA DÉGRADATION DU PONT DE GLACE DE L’ÎLE BONA VENTURE SUR L’ÉCOSYSTÈME TERRESTRE DE CETTE ÎLE
INTRODUCTION
Dégradation des glaces de mer
Glaces de mer et biogéographie insulaire
Le cas de l’île Bonaventure
MATÉRIEL ET MÉTHODES
Aire d’étude
Objectif 1 a: Composition de l’écosystème: mustélidés
Objectif 1 b: Composition de l’écosystème: autres espèces..
Objectif 2: Utilisation du pont de glace par les animaux et par les humains
Objectif 3: Vulnérabilité de la population de renards roux
Objectif 4: Liens trophiques entre la population de renards roux et le reste de l’écosystème
RÉSULTATS
Objectif 1 a: Composition de l’écosystème: mustélidés
Objectif lb: Composition de l’écosystème: a/lires espèces
Objectif 2a: Utilisation du pont de glace par les animaux
Objectif 2b: Utilisation du pont de glace par les humains
Objectif 3: Vulnérabilité de la population de renards roux
Objectif 4: Relations trophiques de la population de renards roux
DISCUSSION
Vulnérabilité de la population de renards roux
Conséquences possibles de la disparition de la population de renards roux
Autres conséquences possibles de la dégradation du pont de glace
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
CONCLUSION DU MÉMOIRE
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