Découvrir la recherche liée aux écosystèmes nordiques

L'Université Laval possède une grande expertise en recherche nordique, un axe où la multidisciplinarité est de mise. Plusieurs de nos professeurs, qu'ils soient chimistes ou biologistes spécialisés en océanographie, en modélisation des processus écologiques ou en écosystèmes aquatiques, mettent leurs connaissances en commun pour une meilleure compréhension des changements en cours dans le Nord canadien et québécois en réponse au réchauffement climatique. Ensemble, ils trouvent des solutions pour restaurer des territoires perturbés ou encore pour aider les populations inuites à s'adapter à ces nouvelles réalités.

Les visages de la recherche en études nordiques

Voici le résumé des principaux sujets de recherche abordés par nos chercheurs dans l'axe études nordiques ainsi qu'un bref portrait des travaux menés par l'un d'entre eux dans chacun de ces sujets.

Structure et fonctionnement des environnements nordiques continentaux

Cet axe de recherche du Centre d'études nordiques rassemble des scientifiques qui s'intéressent aux systèmes nordiques tout au long de l'histoire glaciaire et postglaciaire pour expliquer leur fonctionnement actuel. Ils étudient la biodiversité, les interactions entre les espèces et les conséquences des perturbations sur la structure et la composition des milieux nordiques.

Stéphane Boudreau, professeur titulaire, Département de biologie

Membre du Centre d'études nordiques (CEN)

Le professeur Boudreau travaille sur les processus écologiques responsables du maintien de la biodiversité. Il étudie notamment l'évolution de la composition et de la structure des communautés végétales du Nord-du-Québec en réponse au réchauffement de la température à l'aide d'images satellitaires et d'études sur le terrain. Il se penche également sur la restauration végétale de territoires subarctiques situés au Nunavik.

Paléoécologie

La paléoécologie est une science qui étudie les relations des êtres vivants fossiles avec leur milieu de vie à l'aide d'analyses physico-chimiques et biologiques. Par exemple, le laboratoire de paléoécologie aquatique du Centre d'études nordiques permet d'analyser les fossiles préservés dans les dépôts sédimentaires de lacs, d'étangs et de tourbières nordiques de façon à retracer les changements climatiques et environnementaux survenus dans des époques lointaines (Pléistocène et Holocène). La dendroécologie, qui consiste à analyser les largeurs des cernes de croissance des arbres, permet également de transformer les arbres en archives environnementales et de dater certaines perturbations.

Océanographie

Cette discipline, qui fait partie des sciences de la Terre, fait appel à la biologie, la chimie, la géologie et la physique pour étudier plusieurs aspects des océans et des mers. Les travaux des océanographes portent sur la tectonique des plaques, les grands cycles biogéochimiques, les courants océaniques, les écosystèmes marins et les liens entre océans et changements climatiques.

Marcel Babin, professeur au Département de biologie

Marcel Babin, professeur titulaire, Département de biologie

Titulaire de la Chaire d'excellence en recherche du Canada sur la télédétection de la nouvelle frontière arctique

Marcel Babin est un pionnier dans le domaine de l'optique marine. Grâce aux technologies de télédétection les plus récentes, dont des images satellitaires, il étudie la réponse des écosystèmes marins arctiques aux changements climatiques, principalement en estimant la concentration de phytoplancton qui constitue 90% de la biomasse des océans. Ses travaux devraient le conduire à développer des modèles diagnostiques et prédictifs fiables.

Ce qui est stimulant aux cycles supérieurs, c'est de savoir qu'on est toujours à la limite de la science connue et que c'est à notre tour de faire les découvertes!

Myriam Labbé, étudiante au doctorat en microbiologie sous la supervision d'Alexander Culley et lauréate du concours Mon projet nordique

Modélisation des processus écologiques

La modélisation permet de substituer un système complexe par une représentation simplifiée, le modèle, afin d'en faciliter la compréhension et de rendre possible son étude. La modélisation numérique intègre les modèles conceptuel (schéma), mathématiques (système d'équation) et informatique (programme/logiciel) pour étudier les modifications du système étudié et faire des prédictions. Par exemple, il est possible de coupler les aspects biologiques et chimiques d'un milieu aquatique avec les aspects hydrodynamiques et thermiques de ce dernier afin d'étudier l'effet de variables comme la lumière, la température et les nutriments sur la dynamique du plancton et des poissons. La modélisation numérique nécessite toutefois d'être calibrée et validée par des observations sur le terrain.

Frédéric Maps, professeur au Département de biologie

Frédéric Maps, professeur agrégé, Département de biologie

Membre actif de l'Unité mixte internationale Takuvik, d'ArcticNet et de Québec-Océan

Le professeur Maps est un spécialiste de la modélisation de la chaîne alimentaire dans les écosystèmes marins de l'Arctique ainsi que de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent. Dans le cadre du programme Sentinelle Nord, par exemple, il travaille notamment à modéliser la propagation de contaminants et de molécules bénéfiques provenant des microalgues dans le zooplancton et les produits de mer récoltés par la population locale. Grâce aux modèles numériques, il étudie également les répercussions des changements climatiques sur la biodiversité et le fonctionnement des systèmes planctoniques, les proies des grands mammifères marins et des espèces exploitées dans les océans.

Impacts des changements climatiques sur les environnements terrestres et aquatiques

Les changements climatiques affectent l'ensemble des êtres vivants d'un milieu donné, mais leur réponse à ces perturbations varie d'un écosystème à l'autre. Ces perturbations peuvent affecter la biodiversité en désynchronisant les niveaux trophiques, soit le rang qu'occupe chaque être vivant dans une chaîne alimentaire. Ces phénomènes sont encore plus marqués dans le Nord en raison du faible nombre d'espèces et de la présence de populations migrant sur de longues distances. Cette dynamique est étudiée autant sur les herbivores que sur les ongulés et les espèces aquatiques grâce à des suivis à long terme des populations.

Warwick Vincent, professeur au Département de biologie

Warwick Vincent, professeur titulaire, Département de biologie

Titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les écosystèmes aquatiques

Le professeur Vincent est un spécialiste des écosystèmes lacustres nordiques ainsi que de l'écologie aquatique et microbienne. Il étudie les réponses des écosystèmes aquatiques aux changements environnementaux afin d'en mesurer les implications pour la conservation, la surveillance et la gestion des ressources aquatiques. L'étude des communautés microbiennes occupe une place majeure dans sa recherche puisque leurs réponses aux changements environnementaux pourraient se répandre dans tout l'écosystème.

Cycles biogéochimiques

Les océans jouent un rôle primordial dans les cycles biogéochimiques de la planète et dans la régulation du climat. C'est grâce à eux si la Terre est habitable. Les océans participent au contrôle du climat par les échanges de chaleur et par le partage, avec l'atmosphère, de gaz actifs sur le plan climatique. Si la recherche a permis de mettre au jour le cycle global du CO2 et sa composante océanique, ce n'est pas le cas d'autres gaz qui jouent également un rôle dans le contrôle climatique, comme le sulfure de diméthyle et l'oxyde nitreux.

Raoul-Marie Couture, professeur au Département de chimie

Raoul-Marie Couture, professeur agrégé, Département de chimie

Titulaire de la Chaire de recherche Sentinelle Nord en géochimie des milieux aquatiques

Le professeur Couture est spécialisé en géochimie environnementale et aquatique, en modélisation de la qualité de l'eau ainsi que dans les cycles biogéochimiques couplés dans les lacs et les sédiments lacustres. Grâce à sa chaire, il se penche sur le devenir du carbone dans les lacs nordiques, une fois que celui-ci est relâché lors de la fonte du pergélisol. Il élaborera ainsi de nouveaux outils de modélisation qui amélioreront notre compréhension des facteurs qui influent sur la qualité de l'eau dans les milieux nordiques. 

Quand on débarque dans un environnement comme l'Arctique, dans lequel on n'a jamais vécu, on n'a pas le choix d'avoir complètement recours à notre méthode scientifique, car on ne peut pas mettre à profit notre expérience et notre intuition.

Marcel Babin, professeur au Département de biologie et titulaire de la Chaire d'excellence en recherche du Canada sur la télédétection de la nouvelle frontière arctique