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Cartographie Multidates de la Végétation Alpine, Mont Jacques-Cartier : Rapport final Par Jean-Luc Pilote Soumis à la Société Géographique Royale du Canada le 26 février 2010

Cartographie Multidates de la Végétation Alpine, Mont ... · le versant dos au vent dominant (nord-ouest) peut accumuler une épaisse couche de neige. Le climat dans la région

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Cartographie Multidates de la Végétation

Alpine, Mont Jacques-Cartier : Rapport

final

Par Jean-Luc Pilote

Soumis à la Société Géographique Royale du Canada le 26

février 2010

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Introduction

Dans un contexte de réchauffement climatique global appréhendé à la suite de l’augmentation

anthropique de la concentration des gaz à effet de serre, le réchauffement climatique récent aura

un impact sur la structure des communautés végétales et sur sa composition, ce qui engendrera

une redistribution des espèces (Beniston, 1994). L’environnement en milieu montagneux est très

sensible aux changements climatiques (Grabherr, 1994; Körner, 1999) et aura comme

conséquences un accroissement du stress sur ses communautés végétales. Ces changements

peuvent inciter une faible biodiversité des communautés et réduire leur résistance aux

perturbations (Beniston, 1994). La température de l’air au sol à l’est du Québec a augmenté de

près de 0,5 K entre 1960 et 2003 (Yagouti et al., 2006). Le scénario actuel face à cette tendance

laisse croire que l’augmentation de la température annuelle moyenne serait de l’ordre de 3,5 K à

4 K dans la région gaspésienne et par conséquent, une augmentation moyenne annuelle des

précipitations de 5 à 10%, 10 à 20% pour la saison hivernale d’ici la fin du 21e siècle (IPCC,

2007).

Cette étude donne suite au travail effectué par Fortin et Pilote (2009) à l’été 2007, qui

avait comme objectif de cartographier 4 zones prédéterminées. La connaissance est limitée sur le

dynamisme des espèces face aux changements environnementaux, les effets potentiels des

changements climatiques sont souvent projetés utilisant des modèles basés sur les corrélations

entre la distribution actuelle et le climat (Guisan et al., 2000). Comme indiqué par Fortin et

Pilote (2009), en présence d’un fort gradient vertical, les caractéristiques spatiales peuvent

changer rapidement sur une courte distance horizontale. L’objectif de ce travail n’est pas de

modéliser, mais d’évaluer les changements de la distribution du couvert végétal entre 1975 et

2004 sur l’ensemble du mont Jacques-Cartier, y compris le mont Dos de Baleine. Si des

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changements sont observés, quels sont les facteurs principaux responsables à la modification du

couvert végétal.

Site à l’étude

Afin d’arriver à faire une comparaison de la structure de la végétation d’un secteur en particulier,

il était important d’utiliser un secteur d’étude déjà documenté (Boudreau, 1981). Le mont

Jacques-Cartier représente bien le type d’environnement alpin et subalpin de la région avec son

point culminant à 1268 m d’altitude. Il est le plus haut sommet du Québec méridional et fait

partie des Monts McGerrigles qui sont localisés immédiatement à l’est des Chic-Chocs. Il

n’existe pas une grande variation d’élévation lorsqu’on s’éloigne du sommet, puisque la

montagne est constituée d’un plateau couvrant une bonne superficie d’environ 80 km² (figure 1).

Figure 1. La péninsule gaspésienne est située au centre-est du Québec. Le mont

Jacques-Cartier culmine à 1268 m et est situé au centre-nord de la Gaspésie.

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Le mont Jacques-Cartier est composé de roche granitique au nord et nord-ouest du relief,

puis de roches hybrides, soit de monzonite et de granodiorite qui datent tous du Dévonien

(Slivitzky et al., 1991). Cette formation fait partie du plus gros complexe de roches intrusives et

hybrides de la péninsule gaspésienne (Boudreau, 1981). Le massif au complet fait environ 100

km2. Au pied, à l’est du massif on retrouve une auréole d’altération métamorphique de 1,5 à 3

km de largeur (Boudreau, 1981). Quant à sa géologie de surface, on retrouve à grande majorité

des champs de bloc, fractionné par cryoclastie avec des secteurs où la végétation a pu pousser

avec un sol qui a su combler les matrices selon la capacité d’accumuler les sédiments transportés

par le vent et par érosion superficielle.

Méthodes

Deux séries de photographies aériennes ont été utilisées, soit 1975 et 2004 afin d’évaluer la

modification de la distribution de la couverture végétale entre cette période sur la majeure partie

du plateau. Ces séries ont été choisie en raison de leur échelle adéquate pour faire

l’interprétation, c’est-à-dire à une échelle de 1 :15 000 ainsi pour leur qualité photographique

(journée ensoleillée). Les photographies aériennes ont été rectifié (et par défaut géoréférencées)

Coordonnées

Points Y (Northing) X (Easting) Z (Elevation, m) Description

1

5430237,7

284332,827

1275,446

Fondation d’un bâtiment.

En haut à droite du bloc qui se

trouve au sud-ouest de la

fondation

2

5429231,56

284574,258

1035,078

Pointe au nord-est du lac.

Lac au sud-est du mont J-C

3

5430234,93

284958,476

1186,556

Sud du buisson sur le versant est

du mont J-C

4

5431280,93

285236,694

1241,523

Roche sur le mont Dos de Baleine

5 5431730,14

284601,762

1151,416

Intersection au sentier qui mène au

Lac à René

6

5431653,63

284461,144

1129,19

Pointe nord du Lac à René

Tableau 1. Liste des points de contrôles sur le mont Jacques-Cartier.

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par la compagnie Groupe Alta à partir d’un DEM et de points de contrôles (tableau 1; figure 2)

pris avec un GPS à haute précision, afin de prendre en considération le facteur d’altitude et ainsi

de minimiser les marges d’erreurs (inférieur à 60 cm au sol).

Les orthophotographies sont tous monochromes (numériser par Groupe Alta à 1600 ppi)

et trois classes ont été définies (tableau 2) à partir des première interprétations (avant la

cartographie). Provencher et Dubois (2007) suggèrent qu’il est préférable d’utiliser des photos

Figure 2. Localisation des points de contrôles sur le mont Jacques-Cartie pris à

l’été 2008.

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aériennes en couleur lorsqu’un inventaire de la végétation est nécessaire. Étant donnée la couleur

des photos disponibles, il n’était pas possible de distinguer plus de classes, et s’il eut été le cas, il

aurait été nécessaire de faire un inventaire détaillé sur le terrain incluant un échantillonnage afin

d’énumérer l’inventaire végétal sur le mont Jacques-Cartier. Ainsi, ce travail à déjà été fait par

Boudreau (1981) pour le même site d’étude. De plus, d’autres séries de photos (1948; 1970;

1973; 1986; 1992; 1994) existent pour la région, mais la qualité ou le type d’image de ceux-ci ne

correspondaient pas aux critères établis (infrarouge, neige au sol, couverture nuageuse, etc.). Le

tableau 2 résume les communautés végétales les plus communes qui sont toutes situées dans la

toundra alpine.

Une fois les classes déterminées et que la rectification à été faite à partir de points de contrôles

précis sur le terrain (i.e. ± 10mm) sur chacune des séries, nous pouvions commencer la

cartographie des classes (figure 3) à partir du logiciel MapInfoTM

(version 9.2).

Tableau 2. Description des classes végétales

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Résultats et discussion

Parmi les différentes possibilités de modifications du couvert végétal en milieu montagneux, la

transgression de la limite des arbres était initialement proposée, mais aucune observation n’a été

relevée. Les autres types de modifications sont; la densification, la colonisation de nouvelles

Figure 3. Comparaison de la cartographie des classes pour la série de 1975 et de 2004.

L’encadré rouge est agrandi à la figure 4.

1975 2004

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espèces, la migration et l’augmentation de la taille des espèces (Tape et al., 2006). Nos résultats

montrent clairement le phénomène de nouvelle colonisation et la densification (figures 3 et 4).

Les résultats dérivés de la cartographie des différentes classes végétales basées sur la

photo-interprétation sont énumérés au tableau 3. Trois tendances sont observées à partir des

données : une quasi-stabilité de la classe herbacée, une augmentation relative de la superficie de

Figure 4. Exemple de la modification de la couverture végétale de l’encadré rouge à la figure 3.

Tableau 3. Résultats de la superficie des classes obtenus à partir de la cartographie.

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la classe arbustive de presque 5 % (+0,13% par année) et une diminution de 1,5 % (-0,04 % par

année) pour la classe rocheuse.

Tape et al. (2006) ont observé dans les environnements arctiques que l’augmentation de

la température moyenne hivernale et l’épaisseur neigeuse contribuent favorablement à la

colonisation végétale ainsi qu’à l’expansion. Cette situation peut être applicable au type

d’environnement (tempéré) tel que le mont Jacques-Cartier, tout en considérant quelques

paramètres différents (les cycles de gel-dégel plus fréquents, pluie sur neige, etc.).

Parmi les facteurs restrictifs potentiels, la prédominance du couvert rocheuse reflète sur

le faible apport en nutriments du sol et que le sol est absent ou bien ou mal drainer, à l’exception

de quelques dépressions. Un autre facteur restrictif est la présence d’un pergélisol près du

sommet du mont Jacques-Cartier (Gray et Brown, 1979). Ces quelques exemples de facteurs

restrictifs posent toutes un obstacle à la végétation d’élargir leur couverture ou bien de

transgresser à des altitudes plus élevées.

Tel que mentionné plus haut, la présence d’une couverture neigeuse plus importante dans

cette région pourrait représenter un facteur d’isolation favorable au taux de survie des plantes

dans des environnements hostile. Le plateau est exposé au vent et la neige qui est redistribuée sur

le versant dos au vent dominant (nord-ouest) peut accumuler une épaisse couche de neige.

Le climat dans la région de la Gaspésie n’est pas clair (Yagouti et al., 2006). La plupart

des stations météorologiques sont situées sur la côte à basse altitude de la péninsule et ne sont

pas représentatifs du milieu montagneux. La seule station qui semble être la plus représentative

de la région centrale de la Gaspésie (située dans les terres à une élévation de 358 m), indique une

légère augmentation des températures minimales et maximales hivernales (min : +1°C; max :

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+1,5°C) et printanières (min : +1°C; max : +0,5°C) pour la période entre 1960 et 2003 (Yagouti

et al., 2006). Cette légère augmentation de la température peut être favorable à l’expansion de la

végétation présumant des conditions édaphiques stables.

Conclusions

Le travail effectué basé sur deux séries de photographies aériennes (1975 et 2004) avait comme

objectif d’estimer la modification de la couverture végétale sur le mont Jacques-Cartier

possiblement en réponse aux effets du réchauffement climatique dans la région. Les résultats

obtenus sont à prendre avec précaution et d’autres analyses sur la méthode de classification de la

végétation et sur les tendances climatiques sont nécessaires. Par contre, ce projet d’été représente

une première tentative à estimer la modification de la couverture végétale en milieu montagneux

dans la région. La principale conclusion de ce projet est que de nouvelles colonisations et

densifications des ilots de végétations ont eu lieu sur le plateau du mont Jacques-Cartier entre

1975 et 2004. Les conditions édaphiques et le relief sont moins susceptibles de changer

prochainement comparativement aux paramètres climatiques.

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Références

Alley, R., Berntsen, T., Bindoff, NL., Chen, Z., Chidthaisong, A., Friedlingstein, P., Gregory, J.,

Hegerl, G., Heimann, M., Hewitson, B., Hoskins, B., Joos, F., Jouzel, J., Kattsov, V.,

Lohmann, U., Manning, M., Matsuno, T., Molina, M., Nicholls, N., Overpeck, J., Qin, D.,

Raga, G., Ramaswamy, V., Ren, J., Rusticucci, M., Solomon, S., Somerville, R., Stocker,

T.F., Stott, P., Stouffer, R.J., Whetton, P., Wood, R.A. et Wratt, D. (2007) Climate change

2007: the physical science basis, summary for policymakers. IPCC.

Beniston, M. (ed.) (1994) Mountain Environments in Changing Climates. Routledge Publishing

Co., London and New York, 492 p.

Boudreau, F. (1981) Écologie des étages alpin et subalpine du Mont Jacques-Cartier, Parc de la

Gaspésie. Thèse de maîtrise, Université Laval, Québec, Canada.

Fortin, G. et Pilote, J.-L. (2009) Multidate mapping approach to determine alpine and subalpine

vegetation modifications on Mount Jacques-Cartier, Quebec, Eastern Canada (1972-2007).

Proceedings of the 6th International Cartographic Association Mountain Cartography

Workshop on Mountain Mapping and Visualisation, 11-15 February 2008, Lenk,

Switzerland, pp. 51-57.

Grabherr, G. (1994) Climate effects on mountain plants. Nature, Vol. 369, 6480.

Gray, J.T. et Brown, R.J.E. (1979) Permafrost presence and distribution in the Chic-Chocs

Mountains, Gaspésie, Québec. Géographie physique et Quaternaire, Vol. 33, pp. 299-316.

Guisan, A. & Theurillat, J.-P. (2000). Equilibrium modeling of alpine plant distribution: how far

can we go? Phytocoenologia, 30, pp. 353–384.

Page 12: Cartographie Multidates de la Végétation Alpine, Mont ... · le versant dos au vent dominant (nord-ouest) peut accumuler une épaisse couche de neige. Le climat dans la région

Körner, C. (1999) Alpine Plant Life: Functional Plant Ecology of High Mountain Ecosystems,

Springer-Verlag, Berlin, pp. 171–196.

Provencher, L. et Dubois, J.-M.M. (2007) Précis de télédétection : Méthodes de

photointerprétation et d’interprétation d’image. Vol. 4, Presses de l’Université du Québec,

Québec, 468 p.

Slivitzky, A., St-Julien, P., et Lachambre, G. (1991) Synthèse géologique du Cambro-Ordovicien

du nord de la Gaspésie. Ministère de l’Énergie et des Ressources du Québec, MM-85-04.

Tape, K., Sturn, M. et Racine, C. (2006) The evidence for shrub expansion in Northern Alaska

and Pan-Artic. Global Change Biology, Vol. 12, pp. 686-702.

Yagouti, A., Boulet, G. et Vescovi, L. (2006) Homogénéisation des séries de températures et

analyse de la variabilité spatio-temporelle de ces séries au Québec méridional. Rapport

pour le Consortium Ouranos, 154 p.