Supervision par :

Isabelle Laurion (Membre régulière)

Co-supervision par :

Raoul-Marie Couture (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Composés organiques volatils (COVs) dans les systèmes aquatiques de la toundra du paysage de polygones en coins de glace

Introduction: La biomasse terrestre de l'Arctique est faible par rapport aux écosystèmes boréaux, tempérés et autres. Les habitats aquatiques jouent donc un rôle essentiel dans le métabolisme du carbone. Les COVs sont un élément négligé mais important du métabolisme du carbone, car ils sont constitués de carbone et sont produits et consommés par de nombreux organismes. En outre, les COVs peuvent augmenter la durée de vie du méthane dans l'atmosphère ou avoir une influence sur la formation des nuages, ce qui a un impact direct sur les boucles de rétroaction positive du réchauffement climatique. Avec le dégel du pergélisol en cours et la dynamique changeante de l'Arctique, les données produites sur les COVs produits et émis par les mares et lacs thermokarstiques alimenteront les modèles couplés carbone-climat et permettront de mieux comprendre la dynamique climatique future.Objectifs: 1 : Étudier la quantité et la composition des COVs dans les mares de coin de glace et les lacs de la toundra polygonale pendant l'été et explorer leurs liens avec les propriétés géomorphologiques et limnologiques. 2 : Identifier les relations entre les assemblages de COVs, la diversité et la fonction microbienne en caractérisant (i) les communautés bactériennes et archées, (ii) les communautés de phytoplancton et de zooplancton, et (iii) la dominance des plantes dans les mares. 3 : Identifier les principaux processus à l'origine de la production de COVs dans les mares en coin de glace, en identifiant l’influence de différents facteurs tels que les communautés biotiques et la lumière. 4 : Quantifier et caractériser la production nette de COVs (et potentiellement les flux) par les mares de la toundra pendant la période de dégel au printemps afin de la comparer à la production nette estivale (chapitre 1).Sites d'études: Le site d'étude est dans la vallée de Qarlikturvik sur l'île de Bylot, au Nunavut (Canada), dans le parc national de Sirmilik (73°08’ N, 80°00’ W). Cette vallée abrite des milliers de systèmes aquatiques biologiquement actifs, allant de petites flaques d'eau d'une surface de quelques mètres carrés à des lacs proglaciaires de moins de 0,2 kilomètre carré. Les propriétés abiotiques et biotiques de ces masses d'eau sont fortement influencées par la dégradation du pergélisol, les apports de matières organiques et les processus climatiques. Matériel et méthodes: Le premier chapitre consiste en une étude de reconnaissance pour comparer la quantité et composition des COVs produits dans les différents types de systèmes aquatiques de la toundra polygonale. Pour le chapitre 2, nous étudions les liens entre les communautés de microorganismes et la diversité de COVs produits, impliquant la collaboration avec l’équipe de Jérôme Comte. Le chapitre 3 consiste en une expérience sur la production de COVs par les différentes zones des mares érosives et stables, ainsi que des mesures de concentrations et flux durant un cycle diurne, les flux étant mesurés par une collaboratrice de l’U. de Copenhague. Finalement, le chapitre 4 consiste en une comparaison de la production de COVs estivale à la production printanière, lors de la fonte des glaces. Les COVs sont extraits dans des tubes de désorption thermique et sont analysés par chromatographie gazeuse à l’U. de Copenhague. Nous collectons aussi des données physicochimiques ainsi que des données biotiques.Résultats attendus: Nous savons déjà que les mares érosives produisent une quantité de COVs significativement plus élevée que les autres types de mares (terrain 2024). Nous nous attendons aussi à ce que la diversité des COVs produits varie en fonction du type de système aquatique, de la zone de production (pélagique vs littorale, abiotique vs biotique) et des saisons (printemps vs été). Enfin, nous anticipons que la production de certains COVs présente des variations cycliques au cours de la journée, en raison de sa dépendance à la production primaire et/ou à l’exposition au rayonnement UV (photoproduction abiotique), qui répondent aux variations diurnes malgré l’absence de noirceur en été. Toutefois, les COVs dépendants uniquement de la production bactérienne hétérotrophique pourraient montrer une cyclicité moins prononcée, voire absente.

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