Publications du Service canadien des forêts

Modeling hydrothermal regimes and potential impacts of climate change of permafrost within the South Mackenzie Plain, Northwest Territories, Canada. 2014. Jones, M.-F.; Castonguay, M.; Nasr, M.; Ogilvie, J.; Arp, P.A.; Bhatti, J. Ecoscience 21(1):21-33.

Année : 2014

Disponible au : Centre de foresterie du Nord

Numéro de catalogue : 35863

La langue : Anglais

Disponibilité au SCF : Commander une copie papier (gratuite), PDF (demande par courriel)

Disponible sur le site Web de la revue ou du journal.
DOI : 10.2980/21-1-3663

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Résumé

Les processus hydrothermaux sont des composants clés de la dynamique du pergélisol et des cycles hydrologiques et du carbone dans les écosystèmes forestiers nordiques. Un modèle d’hydrologie forestière, ForHyM, a été utilisé pour étudier ces processus en déterminant comment la profondeur et la durée de pénétration du gel dans le sol variaient quotidiennement sur plusieurs décennies. Ceci a été fait pour des conditions sèches et humides dans la plaine du Mackenzie au sud de Fort Simpson, où le pergélisol est actuellement sporadique à discontinu. Les calculs des modèles ont été effectués en utilisant les données météorologiques quotidiennes de novembre 1963 à 2010, avec au départ une condition hypothétique d'un sol et d'un sous-sol non gelés. La performance du modèle a été évaluée en comparant les températures modélisées et mesurées pour différentes profondeurs de sol (modélisation pour les hautes terres et les plateaux tourbeux, R2 = 0,95 et 0,94, respectivement). Nous avons trouvé que les forêts bien drainées des hautes terres de l'aire étudiée subissaient des cycles de gel et de dégel complets et profonds chaque année. Au contraire, les milieux humides mal drainés développaient un pergélisol qui s'approfondissait graduellement et se stabilisaient en profondeur après 10 à 20 ans; la profondeur de dégel étant limitée à <1 m chaque année. Cependant, les récentes augmentations de la température de l'air (plus marquées en hiver qu'en été) ont déstabilisé la couche de pergélisol, particulièrement dans les zones où l'isolation superficielle est insuffisante; une telle isolation pouvant être procurée par de la tourbe, de la mousse, de la litière forestière ou des accumulations de neige. Les estimations obtenues sont compatibles avec (i) les profondeurs de dégel rapportées et (ii) l'empiétement de plus en plus important des cicatrices d'affaissement dans les secteurs mal drainés du sud de la plaine du Mackenzie.

Résumé en langage clair et simple

Des indices démontrent que l’état du pergélisol se dégrade dans la plaine du Mackenzie, au sud de Fort Simpson. Ce changement affecte drastiquement le paysage, incluant la végétation de la région. C’est pourquoi il est devenu important de déterminer comment le flux d’humidité et de chaleur dans le sol affecte les cycles de gel et de dégel. Nous avons utilisé un modèle hydrologique forestier, ForHyM, pour simuler l’humidité, la chaleur et le gel du sol pour divers types de surfaces isolantes, allant de la toundra aux sols tourbeux et à la forêt. Nous avons utilisé les données météorologiques de 1963 à 2010 pour effectuer les calculs du modèle. Selon nos résultats, l’état du pergélisol situé près de Fort Simpson est particulièrement sensible aux changements de température de l’air et à la quantité de neige au sol : davantage de neige signifie moins de gel et plus de dégel. La pénétration du gel (et le dégel) est également affectée par l’étendue de la végétation forestière et par la quantité d’eau contenue dans les sols tourbeux. Nos simulations sont utiles pour quantifier l’état actuel et changeant du pergélisol, de même que pour faire des projections sur la manière dont cet état peut être affecté par les changements climatiques et les perturbations comme les feux de forêt, la foresterie, l’exploitation minière et la construction de routes ou de corridors.