Sous la canopée : quantification et caractérisation de la matière organique s'écoulant des arbres de la forêt boréale

1. Résumé du projet

En milieu forestier, la première interaction entre les écosystèmes terrestres et aquatiques se produit quand la pluie tombe sur les arbres. L’eau de pluie descend vers le sol soit par égouttement à travers la canopée ou par ruissellement le long du tronc. Pendant sa descente, la pluie s’enrichie de matière organique dissoute (MOD) lessivée à partir de l’arbre, et ce faisant, peut générer une quantité de MOD par unité de surface aussi importante que celle exportée par les ruisseaux et rivières. Ce flux significatif suggère que la MOD issue des arbres constitue une composante importante du cycle du carbone en milieux forestiers et qu’elle peut influencer la dynamique des gaz dans un écosystème donné ou encore le transfert d’énergie vers la base des réseaux trophiques. Plus localement, la MOD des arbres peut être transportée à des endroits spécifiques sous la canopée suivant le chemin emprunté par la pluie (égouttement versus ruissellement) et de ce fait, créer des régions et moments à haute intensité biogéochimique. À l’heure actuelle, peu d’études existent sur le devenir et le transport de la MOD des arbres de la canopée vers le sol, car ce flux interne de matière est généralement peu utile pour fermer les bilans carbone terrestes. Ainsi, nous n’en connaissons encore que très peu sur les facteurs qui contrôlent la quantité, la composition chimique et la biodisponibilité de la MOD des arbres issue de l’égouttement ou du ruissellement. Afin de faire avancer les connaissances actuelles sur les processus ayant cours où les cycles aquatiques et terrestres se rencontrent pour la première fois, je propose de mener un échantillonnage exhaustif de la MOD issue d’une série d’espèces d’arbre présentes dans le deuxième plus grand biome au monde, c’est-à-dire le biome boréal. La campagne d’échantillonnage se tiendra sur une année afin de tenir en compte autant la durée que l’intensité des événements de précipitation, mais également les changements de saison et de phénologie des arbres. Je propose également de construire une base de données des molécules lessivées des troncs ou des feuilles afin de mieux étudier l’effet de l’origine et des facteurs environnementaux régissant la production et la composition de la MOD issue des arbres. Finalement, une série d’incubations bactériennes sera effectuée en laboratoire durant lesquelles non seulement la consommation de MOD sera mesurée, mais également des paramètres métaboliques clés comme la croissance ou la respiration, dans le but d’identifier les facteurs gouvernant l’utilisation de la MOD issue des arbres en milieux naturels. En somme, la recherche proposée apportera des éclairages nouveaux sur comment les interactions entre la végétation, le climat et l’hydrologie peuvent régir les processus écologiques à l’interface terrestre-aquatique et aidera à mieux prédire la réponse des écosystèmes face à des changements autant dans le régime des précipitations que dans l’intensité de la déforestation.