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TitreWarming-induced shrub expansion and lichen decline in the western Canadian Arctic
AuteurFraser, R H; Lantz, T C; Olthof, I; Kokelj, S V; Sims, R A
SourceEcosystems vol. 17, no. 7, 2014 p. 1151-1168, https://doi.org/10.1007/s10021-014-9783-3
Année2014
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20130344
ÉditeurSpringer Nature
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1007/s10021-014-9783-3
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceTerritoires du Nord-Ouest
Lat/Long OENS-134.5000 -128.5000 70.2500 68.7500
Sujetsimages du satellite LANDSAT; télédétection; végétation; pergélisol; climat arctique; climat; fluctuations climatiques; géologie de l'environnement; Nature et environnement
ProgrammeScience de la télédétection spatiale, Méthodologie
Diffusé2014 07 16
Résumé(non publié)
De forts indices étayant une expansion panarctique des arbustes érigés nous sont fournis par l'analyse d'imagerie satellitaire, de photos anciennes, de placettes de végétation et de cernes de croissance. Toutefois, des incertitudes subsistent quant aux configurations locales de croissance des arbustes, aux interactions entre les groupes fonctionnels de végétation et les rôles relatifs des perturbations et du climat comme moteurs des changements observés. Dans le présent article, nous présentons des preuves à l'effet que l'expansion étendue et rapide des arbustes, et le déclin concomitant des lichens, dans un territoire de plus de 15 000 km2 de l'ouest de l'Arctique canadien, a été stimulée par une augmentation des températures à l'échelle régionale. À l'aide de l'imagerie Landsat à résolution de 30 m et de photos aériennes en couleurs répétées du spectre infrarouge à haute résolution, nous montrons que 85 % de la surface du sol présente une tendance positive (P < 0,05) de l'indice de végétation par différence normalisée (IVDN) pour la période 1985-2011, ce qui fait de ce territoire l'une des régions de l'Arctique présentant le verdissement le plus intense. De fortes tendances positives (>0,03 IVDN/décennie) se produisent invariablement dans toutes les positions topographiques et dans la plupart des types de végétation. La comparaison de 208 paires de photos aériennes à l'échelle 1/2 000 prises entre 1980 et 2013 montre clairement que le verdissement a été régi par une augmentation de la canopée d'arbustes nains et d'arbrisseaux érigés et d'un déclin concomitant de la couverture de lichen terricole. Les perturbations causées par les feux de forêt, les puits d'exploration de gaz et les lacs drainés produisent toutes de fortes augmentations, bien que locales, de l'IVDN en raison de la croissance d'arbustes. Notre analyse montre qu'une augmentation de 4 °C de la température hivernale au cours des dernières 30 années a entraîné un réchauffement des sols et une augmentation de la minéralisation en éléments nutritifs, ce qui constitue la meilleure hypothèse pour expliquer les changements observés dans la végétation. Ces observations fournissent ainsi les premières confirmations des études de modélisation qui prévoient des écarts à grande échelle dans la végétation des écosystèmes du Bas-Arctique causés par les changements climatiques.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Plusieurs études récentes ont présenté des preuves de l'expansion des arbustes dans le Bas-Arctique. Cependant, il subsiste des incertitudes quand à l'étendue des changements et aux types de plantes concernés. Notre étude présente des preuves d'une très grande expansion des arbustes et d'un grave déclin du lichen dans un secteur de 15 000 km2 de l'Ouest des T.N.-O., à partir d'images saisies de 1985 à 2011 et de photographies aériennes verticales à haute résolution prises de 1980 à 2013. Notre analyse démontre que le facteur le plus probable à l'origine de la majeure partie des changements liés aux arbustes est une hausse de 4 °C des températures hivernales enregistrée au cours des 30 dernières années. Cette hausse entraîne un réchauffement des sols et une augmentation de la présence de nutriments qui limitent la croissance. Des perturbations naturelles et humaines ont également stimulé l'accroissement de la couverture des arbustes, mais ces effets étaient limités dans l'espace. Nos observations concordent avec les expériences sur le réchauffement qui montrent une réduction de la couverture de lichen causée par la croissance des arbustes, et avec les études de modélisation qui prédisent de grands déplacements de végétation dans le Bas-Arctique provoqués par les changements climatiques.
GEOSCAN ID293380