Le programme de surveillance du parc national Vuntut est un effort conjoint de Parcs Canada, du gouvernement des Gwitchin Vuntut, du Conseil des ressources renouvelables du Nord du Yukon et de chercheurs de plusieurs universités. Il met à profit les résultats scientifiques et le savoir traditionnel pour évaluer les changements dans l’environnement du parc ainsi que leurs causes. Ensemble, nous surveillons les changements dans l’habitat de la harde de caribous de la Porcupine, ainsi que dans l’hydrologie et l’écologie des lacs de la plaine Old Crow, et nous produisons des données qui contribuent aux efforts nationaux et mondiaux pour comprendre les effets des changements climatiques dans le Nord.


Contexte nordique

De 1948 à 2016, la température moyenne en surface dans le Nord du Canada a augmenté de 2,3 °C, soit environ trois fois la moyenne mondiale. Ce réchauffement entraîne des changements majeurs dans le paysage nordique : les habitats fauniques se déplacent, la période de couverture neigeuse en hiver est plus courte, le pergélisol se réchauffe et les niveaux d’eau des lacs deviennent plus dynamiques. Malgré l’utilisation d’images satellites pour suivre les changements à l’échelle du paysage et de modèles climatiques pour prévoir les conditions futures, il est nécessaire d’exercer une surveillance à long terme dans le Nord du Canada pour mesurer avec précision ce qui se passe sur le terrain.

Méthodologie

Approche en matière de surveillance

Les méthodes employées doivent être extrêmement efficaces, car l’hélicoptère est le seul moyen pratique d’accéder au parc. L’approche en matière de surveillance consiste à effectuer des visites annuelles dans les différents lieux surveillés répartis partout dans le parc, où l’on peut mesurer plusieurs composantes des écosystèmes (pergélisol, neige, croissance végétale et température atmosphérique). Certaines mesures sont effectuées « sur le terrain » lors des visites sur place, tandis que d’autres reposent sur des données et des images captées par des enregistreurs de données et des caméras de sentier qui fonctionnent toute l’année.

Lieux surveillés

Carte du programme de surveillance de Vuntut
Carte de la région du parc national Vuntut montrant l’emplacement des lieux et lacs surveillés, l’aire de répartition estivale du caribou et l’étendue des terres humides de la plaine Old Crow

Composantes des écosystèmes

Harde de caribous de la Porcupine

La harde de caribous de la Porcupine est une population de caribous de la toundra (Rangifer tarandus) dont l’aire de répartition comprend le Nord du Yukon, l’Alaska et les Territoires du Nord-Ouest. C’est l’une des plus grandes hardes de caribous en Amérique du Nord. Elle est d’une importance cruciale pour les Gwitchin Vuntut, et le parc national Vuntut a été créé avant tout pour protéger certaines parties de son habitat printanier, estival et automnal.

Mesures de surveillance

Taille de la population

Des dénombrements de la population sont effectués depuis les années 1970, généralement tous les deux ou trois ans. Pour effectuer un dénombrement, il faut localiser les caribous au début de l’été en suivant les déplacements d’environ 100 individus munis d’un collier GPS. Pendant cette période, les caribous se rassemblent souvent en grands groupes pour éviter les insectes. Si la harde se regroupe, les chercheurs sont capables de la survoler et de prendre des photos avec un appareil numérique à haute résolution. À partir des photos, les chercheurs peuvent compter le nombre d’animaux. Depuis 2000, les dénombrements effectués à l’emplacement des caribous munis d’un collier ont permis d’établir une estimation de la population avec un intervalle de confiance plutôt qu’un simple dénombrement minimal. Cette approche donne une idée de la précision des chiffres.

Le plus récent dénombrement, effectué en 2017, a permis d’estimer la harde à environ 220 000 caribous. Il s’agit du nombre le plus élevé jamais enregistré pour la harde de caribous de la Porcupine.

Taille de la harde de caribous de la Porcupine
Graphique montrant le nombre de caribous dans la harde de la Porcupine, avec les mentions « Taille de la population » sur l’axe vertical, et « Année » sur l’axe horizontal
Les bandes colorées du graphique indiquent les zones de gestion de la chasse selon le plan de gestion de la chasse élaboré pour la harde de caribous de la Porcupine par le Porcupine Caribou Management Board (en anglais seulement). Les populations de la zone verte sont en santé : la chasse traditionnelle et avec permis peut donc se poursuivre..
Couverture neigeuse

La durée annuelle de la couverture neigeuse dans l’Arctique circumpolaire a diminué de deux à quatre jours par décennie au cours des trente à quarante dernières années.

La couverture neigeuse est importante, car on sait qu’elle influe sur le moment choisi par la harde de caribous de la Porcupine pour migrer vers ses aires de mise bas au printemps, et aussi sur de nombreux autres aspects des écosystèmes nordiques, notamment la température du pergélisol, la glace des lacs et des rivières, la végétation et l’hydrologie des lacs.

La couverture neigeuse est mesurée aux lieux surveillés à l’aide d’une caméra de sentier orientée vers une balise à neige. L’épaisseur de la neige est déterminée à partir de photos de la balise prises une fois par jour tout au long de l’hiver. Ces données sont ensuite utilisées pour calculer la durée de la couverture neigeuse et l’épaisseur moyenne de la neige pour un hiver donné.

Fonte printanière au lac Husky, un lac surveillé
2016-04-27
Panneau 1 2016-04-27
2016-04-28
Panneau 2 2016-04-28
2016-04-29
Panneau 3 2016-04-29
2016-04-30
Panneau 4 2016-04-30
2016-05-01
Panneau 5 2016-05-01
2016-05-02
Panneau 6 2016-05-02
Degrés-jours de croissance

Les degrés-jours de croissance correspondent à la période de l’année pendant laquelle la température chaude de l’air permet la croissance des plantes. À mesure que la température de l’air augmente dans le Nord du Canada, la période pendant laquelle les végétaux peuvent pousser se prolongera sans doute également.

Remplacement de la pile d’un enregistreur de données

Ce changement pourrait influer sur la quantité de plantes que les caribous peuvent manger, et sur le moment où leur valeur nutritive est à son maximum. La température de l’air est également cruciale pour interpréter les changements dans la température du pergélisol, la couverture neigeuse et la croissance de la végétation.

La température de l’air est mesurée toutes les heures aux lieux surveillés dans l’ensemble du parc. Les mesures sont stockées sur des enregistreurs de données qui sont récupérés lors des visites sur place, et sont ensuite utilisées pour calculer le nombre de degrés-jours de croissance pendant l’année.

Nombre de degrés-jours de croissance en 2016 au lac Husky, un lac surveillé
Graphique montrant  «temperature» sur l’axe vertical, et « date » sur l’axe horizontal
Les degrés-jours de croissance sont mesurés en fonction de l’accumulation de chaleur au-delà de la valeur de référence, soit 5 °C. Cette chaleur est mesurée en soustrayant la valeur de référence, 5 °C, de la température moyenne du jour (les valeurs négatives équivalent à zéro). Les valeurs quotidiennes sont ensuite additionnées pour calculer le nombre de degrés-jours de croissance pendant un mois ou une année, un indicateur qui permet de déterminer à quel point le climat est favorable à la croissance des plantes.
Saison de croissance

Le réchauffement climatique influence la végétation nordique, y compris la date à laquelle les plantes forment leurs feuilles au printemps (verdissement), atteignent leur croissance maximale, puis changent de couleur et se fanent à l’automne (brunissement). Ces changements peuvent avoir une incidence sur la quantité et la qualité de la nourriture végétale des caribous dans d’importantes aires de répartition fréquentées par la harde de la Porcupine.

Lorsque l’aire de répartition estivale des caribous est de grande qualité, les femelles sont capables d’accumuler de plus grandes réserves d’énergie. Elles sont alors moins susceptibles de sevrer leurs petits rapidement, et plus susceptibles de devenir enceintes à l’automne. Ainsi, un plus grand nombre de jeunes caribous survivent à leur première année de vie, et un plus grand nombre de femelles adultes ont des petits au printemps. De plus, ces réserves d’énergie supplémentaires améliorent les chances de survie des femelles adultes en hiver et donnent aux caribous l’occasion d’augmenter leur nombre.

Le lac Husky, un lac surveillé
Saison de croissance 2016
Graphique avec les mentions « Indice de végétation » sur l’axe vertical, et « Mois » sur l’axe horizontal montrant le moment du « Verdissement », la « Croissance maximale » et le « Brunissement »
Les dates de verdissement, de croissance maximale et de brunissement pour chaque saison sont déterminées à partir de photos prises chaque jour par les caméras de sentier dans chaque lieu surveillé. Un logiciel d’analyse d’images est ensuite utilisé pour déterminer la quantité de vert dans des zones choisies de chaque image, ce qui permet de mesurer l’évolution de la croissance saisonnière des plantes.
1er mai
Photo du lieu surveillé le 1<sup>er</sup> mai 2016
Verdissement
Photo du lieu surveillé le 11 juin : date du « verdissement » en 2016
Croissance maximale
Photo du lieu surveillé le 12 juillet : date de la « croissance maximale » en 2016
Brunissement
Photo du lieu surveillé le 12 août : date du « brunissement » en 2016
30 septembre
Photo du lieu surveillé le 30 septembre, date de la première chute de neige en 2016
Température du pergélisol

On prévoit que le pergélisol (un sol gelé depuis au moins deux ans) dégèlera dans de vastes régions du Nord du Canada à mesure que le climat se réchauffe. Le parc national Vuntut se trouve dans la région du pergélisol continu, où ce dernier a une grande influence sur la stabilité du sol, son taux d’humidité, la végétation ainsi que l’hydrologie et l’écologie des lacs. Il est également important de surveiller la température du pergélisol, car il est de plus en plus admis que la fonte généralisée du pergélisol entraînera la libération de gaz à effet de serre supplémentaires dans l’atmosphère, ce qui accentuera encore le réchauffement climatique.

Les lieux surveillés au parc national Vuntut font partie d’un réseau de sondes installées dans le pergélisol pour surveiller les variations régionales des températures du pergélisol dans le Nord.

Téléchargement des données d’un enregistreur installé dans le pergélisol

Les sondes des lieux surveillés enregistrent la température du pergélisol à de multiples profondeurs sous la surface. Les sondes les plus profondes sont équipées de câbles atteignant 30 mètres dans le sol. Certaines doivent être lues manuellement chaque année lors de la visite sur place, tandis que d’autres sont munies d’un enregistreur de données qui consigne la température toutes les heures.

Les températures à des profondeurs de 14 mètres ou plus sont particulièrement intéressantes, car à ces profondeurs, les valeurs ne fluctuent pas beaucoup tout au long de l’année.

Températures du pergélisol à 14 mètres sous la surface dans les lieux surveillés de la plaine Old Crow
Graphique avec les mentions « Température » sur l’axe vertical, et « Année » sur l’axe horizontal pour cinq lieux surveillés
Les bandes d’erreur montrent l’ampleur des variations des mesures pour chaque année. Les tendances de réchauffement à cette profondeur sont un signe de la fonte du pergélisol.

Terres humides

La plaine Old Crow est un vaste complexe de terres humides composé de lacs peu profonds et de petits ruisseaux. Reconnue par la Convention de Ramsar comme une zone humide d’importance internationale, elle sert de lieu de reproduction à un demi-million d’oiseaux migrateurs et abrite de nombreuses espèces d’animaux sauvages. Les Gwitchin Vuntut appellent la plaine Old Crow leur « compte bancaire » en raison de son importance pour la chasse de subsistance et d’autres pratiques traditionnelles. Certaines parties de la plaine Old Crow sont protégées par le parc national Vuntut.

Mesures de surveillance

Hydrologie des lacs

On s’inquiète du fait que les lacs de la plaine Old Crow, y compris ceux du parc national Vuntut, semblent s’assécher. Par conséquent, Parcs Canada, ses partenaires autochtones et plusieurs universités surveillent la fluctuation des niveaux d’eau des lacs et la quantité d’eau qui y pénètre sous forme de pluie et de neige.

Collecte d’un échantillon d’eau

Quatorze lacs surveillés répartis dans la plaine Old Crow, dont cinq sont situés dans le parc national Vuntut, sont visités en hélicoptère chaque année au printemps et à l’automne. Au cours de chaque visite, on mesure la profondeur du lac et les caractéristiques des eaux de surface comme la température, le pH, l’oxygène dissous et la conductivité, et on prélève des échantillons d’eau.

Les échantillons d’eau sont envoyés à un laboratoire où des traceurs isotopiques sont utilisés pour déterminer la quantité d’eau qui entre dans chaque lac sous forme de pluie et de neige, et si le lac s’évapore avec le temps.

Évaporation et entrée d’eau dans les lacs surveillés du parc national Vuntut
POC 19
Graphique avec les mentions « Ratio évaporation/entrée d’eau » sur l’axe vertical, et « Anée » sur l’axe horizontal
La valeur 1 indique que la quantité d’eau perdue par évaporation équivaut à la quantité d’eau qui entre dans le lac pendant une année donnée. Les valeurs inférieures à 1 indiquent que la quantité d’eau perdue par évaporation est moins grande que celle qui entre dans le lac pendant une saison donnée. Si les valeurs observées pour un lac sont constamment inférieures à 1, c’est donc que la quantité d’eau totale dans le lac augmente probablement au fil du temps.
POC 38
Graphique avec les mentions « Ratio évaporation/entrée d’eau » sur l’axe vertical, et « Anée » sur l’axe horizontal
La valeur 1 indique que la quantité d’eau perdue par évaporation équivaut à la quantité d’eau qui entre dans le lac pendant une année donnée. Les valeurs inférieures à 1 indiquent que la quantité d’eau perdue par évaporation est moins grande que celle qui entre dans le lac pendant une saison donnée. Si les valeurs observées pour un lac sont constamment inférieures à 1, c’est donc que la quantité d’eau totale dans le lac augmente probablement au fil du temps.
POC 46
Graphique avec les mentions « Ratio évaporation/entrée d’eau » sur l’axe vertical, et « Anée » sur l’axe horizontal
La valeur 1 indique que la quantité d’eau perdue par évaporation équivaut à la quantité d’eau qui entre dans le lac pendant une année donnée. Les valeurs inférieures à 1 indiquent que la quantité d’eau perdue par évaporation est moins grande que celle qui entre dans le lac pendant une saison donnée. Si les valeurs observées pour un lac sont constamment inférieures à 1, c’est donc que la quantité d’eau totale dans le lac augmente probablement au fil du temps.
POC 48
Graphique avec les mentions « Ratio évaporation/entrée d’eau » sur l’axe vertical, et « Anée » sur l’axe horizontal
La valeur 1 indique que la quantité d’eau perdue par évaporation équivaut à la quantité d’eau qui entre dans le lac pendant une année donnée. Les valeurs inférieures à 1 indiquent que la quantité d’eau perdue par évaporation est moins grande que celle qui entre dans le lac pendant une saison donnée. Si les valeurs observées pour un lac sont constamment inférieures à 1, c’est donc que la quantité d’eau totale dans le lac augmente probablement au fil du temps.
POC 49
Graphique avec les mentions « Ratio évaporation/entrée d’eau » sur l’axe vertical, et « Anée » sur l’axe horizontal
La valeur 1 indique que la quantité d’eau perdue par évaporation équivaut à la quantité d’eau qui entre dans le lac pendant une année donnée. Les valeurs inférieures à 1 indiquent que la quantité d’eau perdue par évaporation est moins grande que celle qui entre dans le lac pendant une saison donnée. Si les valeurs observées pour un lac sont constamment inférieures à 1, c’est donc que la quantité d’eau totale dans le lac augmente probablement au fil du temps.
Structure des communautés d’algues dans les lacs

Le périphyton, une algue qui se fixe aux objets, est utilisé avec les isotopes de l’eau pour suivre les changements dans l’écologie des lacs de la plaine Old Crow.

Installation d’un échantillonneur de périphytons

Les périphytons forment la base des chaînes alimentaires des écosystèmes lacustres et sont un indicateur utile pour évaluer l’écologie de l’eau douce, car leurs caractéristiques sont influencées par des perturbations physiques, chimiques et biologiques. Ils sont largement utilisés pour surveiller la qualité de l’eau en Europe et par l’Agence américaine de protection de l’environnement.

Pour recueillir ces algues, des échantillonneurs à bandes de plastique sont ancrés au printemps dans chacun des 14 lacs surveillés. Les algues poussent sur les bandes tout au long de l’été, et les échantillonneurs sont récupérés à l’automne. Les échantillons sont envoyés à un laboratoire, où l’on utilise le nombre de périphytons, la structure de leur communauté et leur teneur en chlorophylle pour déterminer si l’écologie du lac change.

La surveillance actuelle vise à déterminer l’état naturel des algues dans les lacs de la plaine Old Crow. Cet état de référence servira à déterminer si les lacs montrent des signes de stress ou subissent des changements écologiques importants.

Productivité des algues dans les lacs surveillés du parc national Vuntut
Chlorophylle a
Graphique avec les mentions « Chlorophylle a » sur l’axe vertical, et « Année » sur l’axe horizontal pour cinq lacs surveillés dans le parc national Vuntut
La chlorophylle a est le pigment vert qui permet aux algues de convertir la lumière du soleil en énergie, et elle peut servir à mesurer la quantité totale d’algues dans un lac. Des augmentations ou diminutions importantes de la chlorophylle a peuvent indiquer que l’écologie d’un lac subit des modifications, souvent parce que la qualité de l’eau s’est dégradée ou que la quantité de nutriments qui y entre a changé.
Nombre total de diatomées
Graphique avec les mentions « Nombre total de diatomées » sur l’axe vertical, et « Année » sur l’axe horizontal pour cinq lacs surveillés dans le parc national Vuntut
Les diatomées sont un groupe important d’algues dont la paroi cellulaire est faite de silice. Ce sont des indicateurs utiles pour évaluer la santé aquatique, car elles sont abondantes dans la plupart des lacs, sont sensibles aux changements environnementaux et constituent habituellement les principaux producteurs primaires des écosystèmes lacustres. Lorsque le nombre total de diatomées est élevé, on considère généralement que l’écologie du lac est saine.
Richesse en algues d’eau douce
Graphique avec les mentions « Nombre de genres » sur l’axe vertical, et « Année » sur l’axe horizontal pour cinq lacs surveillés dans le parc national Vuntut
La richesse en genres est le nombre total de genres distincts de diatomées et d’algues d’eau douce que l’on trouve dans un lac. Si le nombre de genres est élevé, on considère que l’écologie du lac est saine, car le lac peut soutenir une grande variété d’algues.