Responsable : 
Peter Douglas

Établissement : 
Université McGill

Année de concours : 
2020-2021

Table des matières

  1. Résumé du projet

1. Résumé du projet

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) attribuables au dégel du pergélisol pourraient générer une importante rétroaction positive au réchauffement climatique. Cependant, nos connaissances sur les mécanismes biologiques et géochimiques contrôlant ces émissions demeurent limitées. Selon de nombreuses études, les milieux aquatiques issus du dégel du pergélisol se comportent tels des bioréacteurs, en particulier les petites mares recevant la matière organique issue de l’érosion du pergélisol. Toutefois, les voies permettant au carbone du pergélisol de contribuer aux émissions de GES des milieux aquatiques demeurent floues. À ce jour peu de recherches intègrent les mécanismes microbiologiques et biogéochimiques dans les sols à ceux des milieux aquatiques. Notre projet interdisciplinaire et intégratif alliera les analyses microbiologiques et biogéochimiques des sols adjacents aux mares et lacs des paysages pergélisolés de l’Est du Canada pour définir les principaux mécanismes de contrôle des émissions de GES. Nous étudierons 1) le pergélisol continu à l’île Bylot, au Nunavut, et 2) le pergélisol sporadique discontinu près de Whapmagoostui-Kuujjuarapik au Nunavik. Notre approche visera deux objectifs connexes. Premièrement, nous caractériserons les relations entre les communautés microbiennes, la matière organique et les flux de GES le long des gradients sol-eau par des mesures sur le terrain et un échantillonnage approfondi des différentes composantes impliquées, suivi d’analyses génomiques et géochimiques. Deuxièmement, nous définirons les mécanismes contrôlant les liens entre les communautés microbiennes et les flux de GES via un ensemble d’expériences permettant d’isoler le rôle de la nature chimique de la matière organique des sols, de la quantité de cette matière et du transport de microbes terrestres vers les écosystèmes aquatiques. Cette étude fournira des informations précieuses sur les relations mécanistiques entre la microbiologie du sol et les émissions de GES qui serviront à formuler des hypothèses testables dans d’autres environnements pergélisolés de la planète, et des connaissances qui pourront être intégrées à des modèles biogéochimiques pour améliorer les prédictions concernant les rétroactions du pergélisol au réchauffement climatique. Cette étude est novatrice car elle permettra un examen attentif des cycles couplés du carbone et de l’azote ainsi que l’analyse de l’oxyde nitreux (N2O), un puissant GES actuellement peu étudié dans les environnements pergélisolés, en plus du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4). En fait, le N2O peut avoir une réaction très différente à celle du CO2 et CH4, et pourrait servir à compenser le potentiel de réchauffement planétaire par ces écosystèmes. Notre équipe réunit des spécialistes de la biogéochimie du cycle du carbone et des isotopes (Peter Douglas, McGill), de l’écologie aquatique de l’Arctique (Isabelle Laurion, INRS), de la microbiologie du sol (Cynthia Kallenbach, McGill), de la génomique microbienne environnementale (Jérôme Comte, INRS), et de la biogéochimie du cycle de l’azote et des nutriments (Roxane Maranger, Université de Montréal). Le projet permettra à des étudiants des cycles supérieurs et de premier cycle d’acquérir des techniques interdisciplinaires qui les aideront à répondre aux besoins du marché du travail, en pleine croissance dans le domaine de la surveillance des émissions de GES et de la microbiologie environnementale.