Dynamique écohydrologique et séquestration du carbone au cours de l'holocène dans les tourbières ombrotrophes maritimes de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent - Magnan, Gabriel (2013)
Les tourbières nordiques représentent l'un des plus importants puits terrestres de carbone (C) organique et sont aussi d'importantes sources de gaz à effet de serre. Afin de mieux comprendre entièrement le rôle des tourbières dans le cycle global du C, il est essentiel d'améliorer les connaissances sur les processus contrôlant l'accumulation à long terme du C dans ces écosystèmes à l'échelle régionale. Au cours des millénaires, l'accumulation du C dans les tourbières est influencée par une combinaison de facteurs internes (e.g. topographie du bassin) et externes (e.g. climat, feux). Cette thèse vise à évaluer l'influence de la variabilité climatique holocène sur la dynamique du C dans les tourbières maritimes de la région de la Côte-Nord dans l'est du Canada. Les tourbières ombrotrophes (bogs) sont répandues sur les deltas postglaciaires le long de l'estuaire et du golfe du St. Laurent où elles représentent d'importantes composantes hydrologiques et écologiques au sein des environnements côtiers. Dans ce projet, le rôle du climat sur le développement à long terme de ces tourbières a été évalué en utilisant une approche comparative multi-sites entre deux régions écoclimatiques (boréal et subarctique) près de Baie-Comeau (BC) et Havre-St-Pierre (HSP). La séquestration du C au cours de l'Holocène a été évaluée en calculant les taux apparents d'accumulation à long terme du C (LORCA) au sein de huit tourbières. Les variations temporelles de séquestration du C ont été comparées aux reconstitutions écohydrologiques basées sur l'analyse des macrorestes végétaux et des thécamoebiens fossiles. L'influence des feux a aussi été déterminée par l'analyse à haute résolution des charbons de bois macroscopiques. Sur la Côte-Nord, la chronologie de formation des tourbières est étroitement liée aux fluctuations holocènes des niveaux marins. L'accumulation de la tourbe s'est amorcée sur les terrasses deltaïques sableuses suite au retrait de la Mer de Goldthwait à partir de 7500 ans étal. BP et au-dessus des dépôts silto-argileux associés à la transgression marine laurentienne après 4200 ans étal. BP. Cette thèse a montré plusieurs évidences de l'influence climatique sur la dynamique écohydrologique des tourbières au cours de l'Holocène. Le rythme des successions végétales initiales semble avoir été indirectement influencé par des conditions climatiques régionales distinctes. La transition vers l'ombrotrophie est survenue plus rapidement dans la région de Baie-Comeau, favorisée par une accumulation rapide de la tourbe, une indication que le climat était plus propice au développement des tourbières dans cette région. De plus, les données paleohydrologiques montrent des périodes cohérentes de changements à l'échelle régionale correspondant à des phases climatiques documentées dans le nord-est du Canada. L'assèchement des surfaces des bogs et des conditions hydrologiques plus variables après 3000 ans étal. BP coïncident avec la transition entre l'optimum climatique holocène et le refroidissement Néoglaciaire. Le climat de la Côte-Nord, caractérisé par une faible évapotranspiration et une humidité atmosphérique élevée, a favorisé une croissance soutenue des sphaignes au cours des phases ombrotrophes. Les feux locaux ont été rares (intervalles de feux : 1160 ans à Lebel et 1640 ans à Plaine) et dans l'ensemble ils ont eu peu d'impacts sur la végétation de surface tels que l'élimination des épinettes noires (Picea mariana) et l'introduction de mousses typiques des buttes de milieux ombrotrophes. Au cours de l'Holocène, la différence des taux d'accumulation du C entre Havre-St-Pierre (LORCA : 16-46 g m-2 yr-1) et Baie-Comeau (LORCA : 53-68 g m-2 yr-1) suggère un contrôle climatique régional sur le bilan à long terme du C. Les taux d'accumulation du C plus élevés et plus stables dans les bogs de Baie-Comeau ont été favorisés par une stabilité des conditions hydrologiques. En contrepartie, les bogs de Havre-St-Pierre ont connu d'importantes variations d'accumulation du C associées notamment à des variations marquées des nappes phréatiques. Cette différence révèle une plus grande sensibilité des tourbières de Havre-St-Pierre aux changements climatiques passés, spécialement au cours du Néoglaciaire lorsque leur hydrologie et leur végétation semblent avoir été affectées par des saisons de croissance plus courtes et possiblement une influence accrue du gel saisonnier. La diminution graduelle de séquestration du C dans les tourbières étudiées résulte d'une influence combinée du développement vertical autogène et des changements climatiques régionaux survenus au cours de l'Holocène récent. Les résultats suggèrent en effet que les trajectoires du développement holocène des tourbières ont été ultimement contrôlées par le climat mais plusieurs changements écohydrologiques à l'échelle décennale et centenaire semblent résulter principalement de processus internes. Les patrons distincts de variations des taux de séquestration du C entre les sites suggèrent que des facteurs internes de chaque tourbière ont affecté le bilan net d'accumulation du C. L'influence du climat sur le bilan à long terme du C dans les tourbières de la Côte-Nord s'est fait par l'intermédiaire d'interactions complexes entre les processus d'accumulation et de décomposition et les variations hydrologiques. Ces résultats sont conformes avec les modèles conceptuels et suggèrent que la dynamique des tourbières est aussi influencée par des processus autogènes et des mécanismes de rétroaction écohydrologiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Tourbières ombrotrophes, Holocène, carbone, paléoécologie, paléohydrologie