Collections de documents électroniques
RECHERCHER

Analyse par bilan ligneux de la dynamique des bois morts à multiples échelles spatiales et temporelles dans une rivière semi-alluviale de région froide

Boivin, Maxime (2016). Analyse par bilan ligneux de la dynamique des bois morts à multiples échelles spatiales et temporelles dans une rivière semi-alluviale de région froide. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 223 p.

[img]
Prévisualisation
PDF
Télécharger (12MB) | Prévisualisation

Résumé

RÉSUMÉ: Cette thèse de doctorat constitue une analyse de la dynamique du bois mort en rivière par une approche de bilan ligneux multiscalaire dans une rivière semi-alluviale de région froide: la rivière Saint-Jean, Gaspé. L’étude de la variabilité spatiale et temporelle de la dynamique du bois mort a été réalisée grâce à une approche méthodologique combinant quatre années de terrain et par l’analyse de documents historiques. Les rivières de la péninsule gaspésienne produisent et transportent annuellement de grandes quantités de bois mort. Cette production provient à la fois de la puissance spécifique élevée des cours d’eau et de berges composées de sédiments peu cohésifs et comportant une ripisylve arborescente généralement dense. Jusqu’en 2015, le delta de la rivière Saint-Jean comportait plusieurs embâcles de bois de très grandes tailles. Ces embâcles se mettent en place depuis les années 1960, ils représentent une opportunité unique de quantifier et d’appliquer un budget ligneux pour cerner les variables clefs liées à la dynamique du bois mort à multiples échelles spatiales et temporelles. Dans le premier chapitre de la thèse, nous avons décrit le fonctionnement et l’évolution temporelle des embâcles dans le delta de la rivière Saint-Jean et présenté la dynamique du bois à l’échelle du bassin versant. Ce chapitre montre que la rivière Saint-Jean est caractérisée par une importante dynamique du bois mort qui favorise la formation d’embâcles dans le delta et le long du corridor fluvial. Nos résultats montrent que la quasi-totalité des bois morts en rivière est produite par la migration latérale et par l’influence de la morphologie. La densité des arbres en bandes riveraines est très élevée, ce qui favorise un recrutement important de bois mort pour le système. Au niveau des accumulations dans le corridor fluvial, deux zones accumulent la majorité des bois et ces premiers résultats montrent une mobilité importante qui peut varier fortement d'une année à l'autre. Avec ce chapitre, nous confirmons que le cas de la rivière Saint-Jean est un site d'étude exceptionnelle afin d’appliquer et de valider un budget ligneux et de quantifier les différentes composantes et facteurs clés dans la dynamique du bois à l’échelle de bassin versant. Dans le deuxième chapitre, nous avons analysé la variabilité interannuelle de la dynamique du bois mort et quantifié l’effet d’évènements hydrométéorologique de faibles récurrences. Pour documenter la variabilité interannuelle des bois en rivière dans la rivière Saint-Jean, 4 suivis annuels ont été réalisés entre 2010-2013 pour localiser et décrire plus de 1000 embâcles de bois et plus de 2000 bois morts individuels le long d'un tronçon de rivière de 60 km. L’évènement hydrométéorologique intense de décembre 2010 a engendré une crue majeure dans la région, ce qui a provoqué une migration latérale importante dans la rivière Saint-Jean. Les résultats indiquent que le recrutement de bois mort entre 2010 et 2013 représente 57% de la production totale pour la période 2004 et 2013 et que les volumes de bois accumulé le long du corridor fluvial sont 4 fois plus élevés en 2013 qu'en 2010. Au niveau de la mobilité, l’analyse d’imagerie vidéo de trois évènements différents ont montré que l’intensité (nombre de bois par minute) du transport de bois pouvait être jusqu’à dix fois supérieures durant un évènement avec débâcle mécanique glacielle, comparativement à un évènement hydroclimatique en eau libre. Dans le troisième chapitre, nous avons réalisé une analyse par bilans ligneux et une analyse de la trajectoire écohydrophormologique sur une période de plus de 50 ans. Nous avons quantifié chaque composante (intrant, accumulé et sorti) d'un budget ligneux à multiples échelles spatio-temporelles. Nous avons utilisé les données de volumes accumulés dans le delta de la rivière Saint-Jean depuis 1963 afin de clore une analyse par bilan ligneux. Ces analyses ont montré et quantifié la très grande variabilité d’un bilan ligneux à multiples échelles spatiales et temporelles. Autant à l’échelle interannuelle, qu’à l’échelle décennale, la dynamique du bois mort comporte des périodes où l’entrée de bois, le stockage et la mobilité diffèrent selon les contextes écohydromorphologiques. La trajectoire écohydromorphologiques suggère une augmentation de la dynamique fluviale en raison d'un changement significatif dans l'hydrologie conduisant à une plus grande production et mobilité des bois morts et par l'augmentation des volumes accumulés dans le corridor de la RSJ depuis 2004. -- Mot(s) clé(s) en français : bois mort en rivière; bilan ligneux; multiéchelles temporelles et spatiales; transport de bois en rivière; delta, géomorphologie fluviale; trajectoire écohydromorphologiques; monitorage vidéo. -- ABSTRACT: This thesis is an analysis of the dynamics of large wood in river by a multi-scale large wood budget approach in a semi-alluvial river of cold regions: the Saint-Jean River, Gaspé. The study of the spatial and temporal variability of the dynamics of large wood was carried out through a methodological approach combining four years of field and by analyzing historical documents. The rivers of the Gaspé Peninsula produce annually and carry large amounts of large wood. This production comes from the high specific power of rivers and by banks composed of noncohesive sediment and having a generally dense riparian forest tree. Until 2015, the Delta of the Saint-Jean River had several very large jams. These jams are put in place since the 1960s, they represent a unique opportunity to quantify and apply a wood budget and to identify key variables related to the dynamics of large wood at multiple spatial and temporal scales. In the first chapter, we described the function and the temporal evolution of large wood jams in the delta of the Saint-Jean River and presented the dynamics of large wood in the watershed. This chapter shows that the Saint-Jean River is characterized by high dynamics of large wood that promote large jams in the delta and along the fluvial corridor. Our results show that almost all large wood in river is produced by lateral migration and by the influence of the morphology. The density of trees in riparian areas is very high, which favors a major recruitment of large wood to the system. For the accumulations in the river corridor, two areas accumulate the majority of wood and these first results show a significant mobility, which can fluctuate substantially from year to year. With this chapter, we confirm that the case of the Saint-Jean River is a unique study site to apply and validate a large wood budget and to quantify the various components and key factors in the dynamics of large at the watershed scale. In the second chapter, we analyzed the interannual variability of the dynamics of large wood and quantified the effect of low-recurrence hydro-meteorological events. To document the interannual variability of large wood in the Saint-Jean River, 4 annual surveys were made between 2010 to 2013 to locate and describe more than 1000 large wood jams and over than 2000 individual large wood along a river corridor of 60 km long. The intense hydrometeorological event in December 2010 resulted in a major flood in the area, causing significant lateral migration in the Saint-Jean River. The results indicate that the recruitment of large wood between 2010 and 2013 represents 57% of the total production for the period 2004 and 2013 and large wood volumes accumulated along the river corridor are 4 times higher in 2013 than in 2010. In terms of mobility, video analysis of three different events showed that the intensity of the transport (number of large wood per minute) can be higher to ten times during an event with mechanical ice-breakup, compared to an open water.hydroclimatic event. In the third chapter, we conducted an analysis by large wood budget and analysis of eco-hydromorphological trajectory over more than 50 years. We quantified each component (input, output and accumulated) of a large wood budget at multiple spatial and temporal scales. We used the volumes of data accumulated in the delta of the Saint-Jean River since 1963 to close an analysis of large wood budget. These analyzes demonstrated and quantified the large variability of a large wood budget at multiple spatial and temporal scales. At the interannual scale or decadal, scale, the dynamics of large wood have periods when the input, storage and mobility of large wood differ according to eco-hydromorphological contexts. The eco-hydromorphological trajectory suggests an increase in river dynamics due to a significant change in the hydrology, resulting in higher production and mobility of large wood and increased in volumes accumulated in the corridor of the Saint-Jean River since the last decade. -- Mot(s) clé(s) en anglais : large wood in river; wood budget; temporal and spatial multi-scale; wood transport; delta; fluvial geomorphology; eco-hydromorphological trajectory; video monitoring.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: Buffin-Bélanger, Thomas et Piégay, Hervé
Informations complémentaires: Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en sciences de l'environnement (UQAR) et du doctorat en géographie (ENS-Lyon)
Mots-clés: Cours Eau Riviere Transport Bois Mort Dynamique Bilan Ligneux Embacle
Départements et unités départementales: Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 10 avr. 2017 15:34
Dernière modification: 10 avr. 2017 15:34
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1153

Actions (Identification requise)

Dernière vérification avant le dépôt Dernière vérification avant le dépôt