Co-supervision par :

David Didier (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Évaluation des impacts de la qualité optique de l’eau sur les macrophytes dans des zones côtières contrastées de l’Arctique à l’aide de la télédétection spatiale

Introduction: Les changements dans les écosystèmes côtiers de l'Arctique sont apparents en raison du recul des glaciers, de la diminution de la glace de mer et, par conséquent, de la connectivité croissante entre la terre et la mer. Bien que certains de ces changements soient censés être bénéfiques pour l'expansion des macrophytes vers le nord, la disponibilité de la lumière benthique (sous forme de rayonnement photosynthétiquement actif, PAR) varie fortement d'une région à l'autre et l'augmentation de la turbidité pourrait constituer un obstacle à leur production. Cependant, dans les zones inaccessibles de l'est de l'Arctique canadien, les conditions physicochimiques de la zone littorale et l'adéquation de l'habitat pour les macroalgues et les herbiers restent largement à étudier. Les mesures par satellite des composés optiquement actifs qui atténuent la lumière dans la colonne d'eau pourraient servir de mesure cruciale pour évaluer l'évolution de la qualité optique de l'eau. Objectifs: L'objectif principal de cette recherche est d'étendre les connaissances actuelles sur les flux et les effets écologiques de la disponibilité de la lumière dans les paysages côtiers arctiques peu étudiés, ainsi que d'améliorer la quantification dans l'espace et dans le temps grâce à la télédétection satellitaire de la couleur de l'océan. Ce projet permettra donc (1) d'établir des relations entre la signature spectrale des eaux de surface et la qualité optique de l'eau caractérisée par les substances et les particules qu'elle contient, (2) d'utiliser les données environnementales en combinaison avec l'analyse des séries temporelles de données satellitaires pour explorer le forçage environnemental des conditions de lumière benthique changeantes, afin de (3) classer les caractéristiques régionales dans différents paysages côtiers qui pourraient façonner les habitats de la végétation benthique, comme les laminaires. Sites d'études: Des campagnes de terrain ont été réalisées dans l'est de la Baie James (52°N) entre 2018 et 2021 par le groupe de recherche JB COast UQAR (Urs Neumeier, UQAR-ISMER). La côte est de la Baie James est une zone optiquement complexe influencée par des contributions variables du paysage boréal environnant. Le projet utilisera ces ensembles de données in situ existants pour l'analyse et la validation des produits satellitaires. De plus, d'autres sites d'étude seront échantillonnés dans le fjord Grise (Aujuittuq) (76°N) en tenant compte des différences entre les paysages côtiers (tels que les fjords, les estuaires et les côtes de pergélisol en érosion). Matériel et méthodes: Pour aborder le problème de recherche, nous utiliserons une combinaison d'imagerie satellitaire à haute résolution - en particulier les données de la mission Sentinel-2 de la European Space Agency - en télédétection de la couleur de l'océan ainsi que des mesures sur le terrain de paramètres optiques, écologiques et océanographiques. Dans l'Arctique, Sentinel-2 effectue des passages chaque jour, ce qui permet d'obtenir des cartes à haute résolution des composés optiquement actifs de surface et de subsurface avec une résolution spatiale de 10 ou 20 m. Nous allons évaluer les flux de CDOM et de SPM optiquement actifs dans la zone littorale moins profonde. Des Drop-cameras seront utilisées pour développer et valider les observations satellitaires de la distribution des algues. Références(selected relevant literature) 1.Krause-Jensen, D. et al. Imprint of Climate Change on Pan-Arctic Marine Vegetation. Frontiers in Marine Science 7, 1–28 (2020). 2.Forbes, D. L. Arctic Deltas and Estuaries: A Canadian Perspective. Coasts and Estuaries: The Future (Elsevier Inc., 2019). 3.Filbee-Dexter, K., Wernberg, T., Fredriksen, S., Norderhaug, K. M. & Pedersen, M. F. Arctic kelp forests: Diversity, resilience and future. Global and Planetary Change 172, 1–14 (2019). 4.CAFF. Arctic Coastal Biodiversity Monitoring Plan (CAFF Monitoring Series Report no. 29) (Issue May). (2019). 5. IOCCG. Earth Observations in Support of Global Water Quality Monitoring. IOCCG Report Series, No. 17, International Ocean Colour Coordinating Group, Dartmouth, Canada. Reports and Monographs of the International OceanColour Coordinating Group, 17, 132. (2018).

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