Profil

Melanie Burnett
Étudiante 3è cycle
Département des sciences de la terre et des planètes
Université McGill
melanie.burnett2@mail.mcgill.ca

Supervision par :

Peter Douglas (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Établissement de liens entre les flux d'azote et de carbone dans deux écosystèmes touchés par le pergélisol dans le nord-est du Canada

Introduction: Comment le cycle et les émissions potentielles d'azote sont-ils liés au cycle et aux émissions de carbone dans les écosystèmes boréaux et arctiques ? Le cycle de l'azote et les pertes gazeuses sous forme de (N2O) sont peu étudiés dans les écosystèmes touchés par le pergélisol. Puisque l'azote inorganique limitait la production primaire, on supposait que le potentiel d'émissions gazeuse serait minime, mais des études récentes menées en Scandinavie et en Russie ont montré que les sols affectés par le pergélisol peuvent être des sources importantes de N2O (Repo et al. 2009 ; Voigt et al. 2020 ; Marushchak et al. 2021). Ce phénomène est très hétérogène sur le plan spatial et justifie une étude plus approfondie au Canada. Objectifs: Les objectifs de ce projet sont: Caractériser la distribution spatiale des réservoirs et des flux de carbone et d'azote dans un écosystème boréal et arctique influencé par le pergélisol. Utiliser des méthodes isotopiques pour identifier les voies microbiennes dominantes produisant des émissions d'oxyde nitreux (N2O) et caractériser la relation entre la voie dominante et les émissions relatives. Sites d'études: La recherche sera centrée sur deux sites qui représentent les extrêmes de l'étendue du pergélisol, de sporadique à continu. Le site boréal (SAS) se trouve près de Kuujjuarapik-Whapmagoostui dans une tourbière formant des étangs de thermokarst et des palses au-dessus d'un pergélisol sporadique au Nunavik. Le seul pergélisol que l'on trouve sur ce site se trouve près des palses qui sont à des niveaux de perturbation variables, dont certains se dégradent rapidement en raison du dégel du pergélisol, créant des étangs thermokarstiques en expansion. Le site arctique se trouve sur l'île Bylot, au Nunavut, dans le parc national Sirmilik, dans un paysage d'étangs polygonaux au-dessus d'un pergélisol continu. Ce site présente plusieurs caractéristiques paysagères différentes, avec différents niveaux de dégradation du pergélisol, qui seront prises en compte dans les études sur les bassins et les flux de carbone et d'azote. Matériel et méthodes: Pour caractériser la distribution spatiale et temporelle des réservoirs et des flux de carbone et d'azote le long des gradients de perturbation du pergélisol, les flux aquatiques et terrestres de N2O, CO2 et CH4 seront mesurés. La chimie du sol et de l'eau sera utilisée pour évaluer les facteurs potentiels des émissions de carbone et d'azote. Pour la composante temporelle, les différences entre l'été et l'hiver dans la vallée du Sasapimakwananisikw (SAS), et les différences entre la fonte des neiges au printemps et la fin de l'été sur l'île Bylot seront évaluées. Pour caractériser les voies dominantes de production de N2O, soit la dénitrification ou la nitrification, des mesures d'isotopes stables 15N spécifiques au site des atomes N alpha et bêta seront utilisées. En complément, des mesures d'isotopes stables 15N et 18O seront utilisées pour déterminer les sources et les voies de production du nitrate qui est utilisé dans la dénitrification, et le produit final de la nitrification. RéférencesMarushchak ME, Kerttula J, Diáková K, et al (2021) Thawing Yedoma permafrost is a neglected nitrous oxide source. Nat Commun 2021 121 12:1–10. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27386-2 Repo ME, Susiluoto S, Lind SE, et al (2009) Large N2O emissions from cryoturbated peat soil in tundra. Nat Geosci 2:189–192. https://doi.org/https://doi.org/10.1038/ngeo434 Voigt C, Marushchak ME, Abbott BW, et al (2020) Nitrous oxide emissions from permafrost-affected soils. Nat Rev Earth Environ 1:420–434. https://doi.org/10.1038/s43017-020-0063-9

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