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L'influence de l'environnement physique sur les floraisons du phytoplancton aux hautes latitudes : une perspective satellitaire

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Marchese, Christian (2018). L'influence de l'environnement physique sur les floraisons du phytoplancton aux hautes latitudes : une perspective satellitaire. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 197 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Des observations satellitaires et des modèles climatiques récents font valoir que l'augmentation du réchauffement de la surface de la mer, la réduction de la glace marine et le forçage atmosphérique sont à l'origine de modifications écologiques à grande échelle dans les régions marines. Par exemple, les modifications de la durée et de la magnitude de l'efflorescence phytoplanctonique saisonnière peuvent entrainer de lourdes conséquences pour le fonctionnement du réseau trophique et la dynamique du carbone. Nous avons investigué la réponse du phytoplancton océanique aux changements qui s'opèrent à la subsurface du milieu physique de deux régions arctiques et subarctiques reconnues comme des points névralgiques marins. Un ensemble de données satellitaires, d'observations in situ et de sorties de modèle ont conduit à la définition d'indices utiles pour chiffrer la phénologie du phytoplancton et évaluer si sa variabilité est attribuable à des changements de forçage physique. Les méthodes phénologiques proposées dans cette étude ont dressé le portrait de l'étendue régionale des efflorescences grâce à l'identification des modèles de variabilité et des différences déterminantes en matière de période, de magnitude et de durée. Or les observations suggèrent qu'une combinaison de modifications des variables environnementales est souvent à l'origine d'une forte modulation de la phénologie de l'efflorescence phytoplanctonique. Toutefois, les interactions de la dynamique du phytoplancton et de l'environnement physique peuvent considérablement varier à l'échelle subrégionale selon les caractéristiques intrinsèques d'une région marine donnée et le mécanisme de forçage qui y prédomine. Le seuil biotique peut alors différer, voire sembler inattendu là où des transformations locales donnent lieu à un environnement de grande variabilité. Dans leur ensemble, les résultats indiquent que la dynamique du phytoplancton varie sur des distances relativement courtes et qu'elle exige un examen qui s'appuie sur de fines échelles spatiotemporelles. Enfin, notre étude réaffirme le rôle du phytoplancton à titre d'élément biotique clé dans l'évaluation de la réponse des écosystèmes marins de haute altitude au changement climatique. -- Mot(s) clé(s) en français : écosystèmes pélagiques, phénologie du phytoplancton, forçage physique, Arctique, Atlantique Nord subpolaire. -- ABSTRACT: Recent climate models and satellite observations highlight how increasing seasurface warming, sea-ice reduction and atmospheric forcing are triggering extensive ecological modifications in marine regions. Alterations in the timing and magnitude of the seasonal phytoplankton bloom may lead to important consequences on food web functioning and carbon dynamics. We investigated the response of oceanic phytoplankton to changes in the near-surface physical environment in two Arctic and subarctic regions recognized as marine biological hotspots. Satellite datasets, together with in situ observations and model outputs, were used to define a suite of indices useful to quantifying phytoplankton phenology and to test whether its variability is likely to be attributable to shifts in physical forcing. The phenological methods proposed in this study provided a picture of the regional extent of the blooms by identifying variability patterns and determining differences in timing, magnitude and duration. Observations suggest that often it is a combination of environmental variable changes that strongly modulate phytoplankton bloom phenology. However, interactions among phytoplankton dynamics and the physical environment may vary significantly across sub-regional spatial scales, depending on the intrinsic characteristics of the marine region and the dominant forcing mechanism. The biotic response might be different or even unexpected where local processes create a highly variable environment. As a whole, results stress the view that phytoplankton dynamics can vary over relatively short distances and require detailed examinations at adequate temporal and spatial scales. Finally, this study reinforces the role of phytoplankton as a key biotic element for evaluating the response of high-latitude marine ecosystems to climate change. -- ot(s) clé(s) en anglais : pelagic ecosystems, phytoplankton phenology, physical forcing, Arctic, sub-polar North Atlantic.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse : Bélanger, Simon
Co-directeur(s) de mémoire/thèse : Tremblay, Jean-Éric
Information complémentaire : Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en sciences de l'environnement en vue de l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (Ph.D.)
Mots-clés : Phytoplancton Floraison Efflorescence Phenologie Arctique Subarctique Observation Donnee Satellite
Départements et unités départementales : Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 02 nov. 2018 18:20
Dernière modification : 02 nov. 2018 18:20
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1396

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