La glace dans l’ensemble des biomes

État et tendances
disparition rapide de la glace et du pergélisol dans les biomes
Altéré, empire rapidement
données limitées pour certains types de glace et de pergélisol, mais tendances claires
Fiabilité de la constatation élevée
conséquences écosystémiques de la disparition de la glac
Drapeau rouge

CONSTATATION CLÉ 7. La réduction de l’étendue et de l’épaisseur des glaces marines, le réchauffement et le dégel du pergélisol, l’accélération de la perte de masse des glaciers et le raccourcissement de la durée des glaces lacustres sont observés dans tous les biomes du Canada. Les effets sont visibles à l’heure actuelle dans certaines régions et sont susceptibles de s’étendre; ils touchent à la fois les espèces et les réseaux trophiques.

Cette constatation clé est divisée en cinq parties :

La glace est une caractéristique des écosystèmes du Canada. En effet, presque la moitié du pays est composée de pergélisol (sol gelé), la glace de mer de l’Arctique (de plus en plus saisonnière) s’étend dans le Nord et le long de certaines parties de la côte Est, et la plupart des lacs canadiens et de nombreux fleuves sont gelés à certaines saisons. En dehors des immenses inlandsis de l’Antarctique et du Groenland, le Canada possède les plus grandes superficies de glaciers au monde (200 000 km2 dont 75 % se situent dans l’archipel Arctique canadien)1.

Les écosystèmes de glace sont importants puisqu’ils constituent des habitats essentiels pour les espèces adaptées à la vie dans cet environnement, en dessous ou au-dessus de la couche de glace, des minuscules organismes unicellulaires qui vivent dans le réseau de pores et de canaux à l’intérieur de la glace jusqu’aux ours blancs. La glace de mer régularise la circulation de l’océan et la température de l’air. La période et la durée de la couverture de glace sur les fleuves, les lacs et la mer ont des répercussions importantes sur les types de communautés végétales et animales que ces plans d’eau abritent. Les glaciers accumulent de l’eau douce qui est déversée dans les plus grands fleuves du Canada. Le pergélisol accumule du carbone et a une influence sur la structure du paysage ainsi que sur le stockage et la circulation de l’eau.

Monde

Tendances mondiales

Dans le monde entier, le volume de glace est en déclin depuis les dernières décennies. La masse des glaciers diminue et certains ont disparu. Les glaciers, y compris les glaciers de montagne qui alimentent de grandes rivières en Chine et en Inde, diminuent et certains ont disparu. L’étendue des glaces de mer de l’Arctique est en baisse depuis 1979. Les glaces de mer de l’Antarctique, bien qu’elles manifestent des changements dans certaines régions, ne montrent pas de tendances générales importantes. Les températures du pergélisol ont augmenté au cours des 20 à 30 dernières années dans la plupart des parties de l’hémisphère Nord2, 3.

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Photo : Glace de mer © iStock.com/jwebb

Glace de mer

La perte de la glace de mer a des conséquences écologiques majeures en matière de biodiversité. Les eaux libres ont une plus faible réflectivité que la glace et une plus forte capacité de rétention de la chaleur, ce qui augmente la couverture de brume et diminue l'exposition au soleil des communautés végétales et animales proches du littoral. La diminution de la glace de mer peut exposer les littoraux aux vagues et aux tempêtes entraînant une augmentation de l'érosion des côtes comme on l'a observé le long de la côte de la mer de Beaufort9, 10. Certaines espèces telles que les phoques, les ours blancs11, les renards arctiques12 et une partie des hardes de caribous13, dont la glace constitue un habitat où ils s'alimentent, se reproduisent ou se déplacent, sont profondément touchées par les changements dans la répartition et l'étendue des glaces de mer. Certains oiseaux de mer et goélands (p. ex., les populations de Mouettes blanches qui ont diminué de façon considérable depuis les années 1980) survivent le long des habitats situés en bordure des glaces14, 15. Un lien a été établi entre les débâcles précoces et les modifications de la dynamique trophique de certaines associations d'espèces (p. ex., la diminution de l'abondance de la morue polaire associée à l'augmentation des proies de capelan)16. Un lien a également été établi entre les débâcles précoces et une reproduction plus précoce d'oiseaux de mer tels que le Guillemot de Brünnich (ou Marmette de Brünnich) et le Goéland bourgmestre17-19. L'augmentation prévue de la navigation dans les eaux sans glace de l'Arctique constitue un nouveau problème pour la biodiversité marine de l'Arctique. En effet, les biotes et écosystèmes marins sensibles seront exposés aux risques liés aux espèces envahissantes rejetées dans les eaux de ballast, à l'augmentation du bruit et du contact avec les navires, et aux déversements de pétrole11, 20.

Changements dans l'étendue de la glace de mer dans l'hémisphère nord

Étendue (en millions km2), de 1979 à 2010.
Graphe : Changements dans l'étendue de la glace de mer dans l'hémisphère Nord. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Données tirées de Fetterer et al., 20104.

L’étendue moyenne de la glace de mer en septembre (le mois auquel la couverture de glace est la moins importante), a diminué dans l’hémisphère Nord de 11,5 % par décennie depuis le début des mesures satellitaires, soit en 19794, 5. L’étendue moyenne de la glace est en déclin pour toutes les saisons au cours de cette période5. La glace fond plus tôt dans l’année6 et son âge et sa distribution changent. La glace de plusieurs années disparaît, ce qui signifie qu’une plus grande proportion de glace est plus jeune, plus mince et plus sujette à une débâcle rapide7, 8.

Ces changements de la glace de mer varient d’une région à l’autre. Dans l’archipel Arctique canadien, l’étendue de la glace en septembre a chuté de 9 % par décennie, de 1979 à 2008, les taux de diminution variaient toutefois d’environ 2 à 25 % parmi les différentes sous-régions7. Dans la baie d’Hudson, la glace en été (de juillet à septembre) a diminué de près de 20 % par décennie de 1979 à 20065. Dans les plateaux continentaux de Terre-Neuve-et-Labrador, l’étendue de la glace a diminué à toutes les saisons de 1979 à 2006, malgré une période de couverture de glace plus importante au cours des années 19905. Le golfe du Saint-Laurent, n’ayant pas de glace pendant l’été, a subi des changements moins importants5.

Détérioration de l'état corporel de l'ours blanc dans le sud de la baie d'Hudson

Indice moyen d'état corporel
Graphe : Détérioration de l’état corporel de ‘ours blanc. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre). Photo: l'ours blanc © iStock.com/Visual Communications.
Source : Adapté de Obbard et al., 200621.

Quelque 4000 ours blancs, soit environ 20 % de la population totale dans le monde, sont répartis sur les glaces de mer des baies d’Hudson et James durant l’hiver, se nourrissant principalement de phoques22. Chaque été, lorsque les glaces de ces baies fondent complètement, les ours se déplacent sur le rivage où ils passeront jusqu’à cinq mois (huit mois pour les femelles en gestation) avant que la glace de mer réapparaisse23. Les périodes annuelles sans glace se sont prolongées de près de trois semaines depuis le milieu des années 197024. Ce phénomène a entraîné la réduction de la période de temps que les ours blancs passaient sur la glace pour se nourrir de phoques et pour emmagasiner des graisses pour l’été.

La sous-population d’ours blancs du sud de la baie d’Hudson montre une diminution significative de l’état corporel21 des ours ainsi qu’une réduction du taux de survie pour toutes les classes d’âge et de sexe25. Ensemble, ces observations laissent entendre que cette sous-population, qui a été stable depuis le milieu des années 1980 jusqu’à au moins de 2003 à 2005, pourrait décroître dans l’avenir25. La sous-population adjacente d’ours blancs de l’ouest de la baie d’Hudson a déjà diminué d’environ 1194 ours en 1987, à 935 en 2004, soit une baisse de 22 %26. Parallèlement à ce déclin de population, on a noté des indications d’une baisse de l’état corporel et du taux de survie pour certaines classes d’âge26, 27. Les répercussions documentées sur les ours blancs dans la baie d’Hudson ne se manifestent pas encore dans toute l’aire de répartition de l’ours blanc, bien que les diminutions de la glace de mer autour de l’Arctique circumpolaire pourraient s’accompagner éventuellement de changements funestes. Les tendances actuelles des ours blancs sont variables; certaines sous-populations sont stables, d’autres augmentent, tandis qu’il y a d’autres tendances qui ne sont pas connues28.

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Glaciers

Photo : Glacier angel, parc national du Canada Jasper, Alberta © iStock.com/aeropwLes glaciers de montagne situés dans le sud-ouest du Canada (comprenant les glaciers Peyto, Place et Helm) présentent une accélération de pertes de glace à partir du milieu des années 1970, alors que les glaciers de l'Arctique (comprenant la calotte glaciaire de Devon) ont commencé à montrer une augmentation de la perte de glace environ 20 ans plus tard29. L'ampleur de la perte s'est avérée beaucoup plus importante pour les glaciers de montagne que pour les calottes glaciaires et les glaciers de l'Arctique bien plus froids et massifs. Les glaciers ont également diminué de taille dans le nord-ouest du Canada et dans les écozones+ de la Cordillère boréale et de la taïga de la Cordillère, présentant des pertes de 22 % pour le Yukon30 (de 1958-1960 à 2006-2008) et de 30 % pour la région de Nahanni31 (de 1982 à 2008). Dans ces deux régions, de nombreux glaciers de plus petite taille et situés à basse altitude ont entièrement fondu.

Les glaciers de montagne de l'ouest du Canada s'écoulent dans les réseaux fluviaux32, ce qui régularise le débit fluvial estival et a une incidence sur les caractéristiques des écosystèmes telles que la température de l'eau et la composition chimique qui influent sur la vie aquatique. L'influence des glaciers est particulièrement importante pour les espèces adaptées au froid telles que les salmonidés33-35.

Perte cumulative de l’épaisseur de la glace de trois glaciers de montagne et d’une calotte glaciaire Arctique

Équivalent d’eau en mètres, de 1959 à 2007
Graphe : Perte cumulative de l’épaisseur de la glace de trois glaciers de montagne et d’une calotte glaciaire Arctique. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Remarque : Les nombres se trouvant à la fin de chaque ligne représentent la réduction totale de l’épaisseur pour chaque masse glaciaire.
Sources : Burgess et Koerner, 200937 et Demuth et al., 200938-40.
Carte : Distribution de glaciers et de calottes glaciaires au Canada. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Adapté de Ressources naturelles Canada, 200936.

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Glaces lacustres et fluviales

L’augmentation de la variabilité d’une année à l’autre et les tendances générales de diminution de la durée de la présence des glaces lacustres et fluviales sont étroitement liées à l’augmentation des températures de l’air au printemps et à l’automne41-43. La glace est un élément essentiel de l’habitat aquatique et les changements de la couverture de glace modifient différents paramètres, y compris la durée de la saison de végétation des algues, la température de l’eau et les concentrations de matières en suspension et d’oxygène dissous44. L’état des glaces a également des répercussions sur les animaux terrestres en contrôlant l’accès au littoral et aux route de migration à travers les lacs et les fleuves45.

Tendances dans la synchronisation de la débâcle au printemps dans les grands lacs

De 1970 à 2004
Carte : Tendances dans la synchronisation de la débäcle au printemps dans les grands lacs. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Adapté du Latifovic et Pouliot, 200749.

Les débâcles lacustres sont généralement plus précoces au printemps (1,8 jour plus tôt par décennie en moyenne). D’après les tendances, l’englacement du même ensemble de grands lacs (plus de 100 km2) survient plus tard au cours de l’année (1,2 jour par décennie en moyenne) pour la majorité des lacs, mais le degré de confiance accordé aux mesures prises à l’automne est plus faible. Les lacs du nord montrent le taux de changement le plus élevé au printemps et à l’automne. Cette analyse est fondée sur la combinaison de données relevées au sol et télédétectées. Les tendances relatives aux six lacs les plus septentrionaux sont uniquement fondées sur des données de télédétection entre 1984 et 200449.

Modification de la couverture de glace des Grands Lacs

Valeurs maximales moyennes, de 1970 à 2008
Graphe : Modification de la couverture de glace des Grands Lacs. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Adapté du Conseil de la biodiversité de l’Ontario, 201046.
Carte montrant la situation géographique des Grands Lacs. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).

La couverture de glace se forme dans les zones côtières des Grands Lacs en décembre et en janvier, et dans les eaux plus profondes au large en février et en mars47. Elle influence la température des lacs et la période de renversement des eaux au printemps (le mélange des couches d’eau supérieures et inférieures)47. Ce phénomène a ensuite des répercussions sur la disponibilité de l’habitat d’eau froide pour les espèces d’eau froide telles que le touladi48. La diminution de la couverture de glace entraîne un renversement des eaux plus précoce au printemps, un réchauffement plus précoce des eaux profondes et un habitat d’eau froide plus limité.

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Pergélisol

Le pergélisol (roches ou sol qui demeurent à des températures inférieures à 0 °C tout au long de l’année) se réchauffe le long de la moitié nord du Canada50. Depuis les années 1980, le pergélisol peu profond s’est réchauffé à un taux de 0,3 à 0,6 °C par décennie dans les régions centrales et septentrionales de la vallée du Mackenzie en raison d’une hausse de la température de l’air51. À l’est de l’Arctique et dans le Haut-Arctique, le pergélisol peu profond connaît également une augmentation des températures d’environ 1 °C par décennie, principalement depuis la fin des années 199052. Au sud de la zone de pergélisol, la surface des terres et des tourbières gelées a diminué ou disparu, par exemple le long de l’autoroute de l’Alaska dans la Cordillère boréale53, dans les tourbières septentrionales des plaines boréales et du Bouclier boréal54, 55 ainsi que dans les tourbières à l’est de la taïga du Bouclier56, 57 et du Nunavik dans l’Arctique58.

Les conséquences écologiques de changements des conditions du pergélisol sont évidentes aujourd’hui, particulièrement le long des extrémités sud de la distribution du pergélisol au Canada. Dans les régions plus froides, on risque d’assister à des répercussions généralisées au cours des prochaines décennies à mesure que le gélisol et la glace contenue dans le sol continuent de se réchauffer. Dans les régions subarctiques et boréales, la fonte du pergélisol et l’effondrement des tourbières gelées pourraient inonder le territoire, remplaçant les écosystèmes forestiers par des prairies mouillées de carex, des marais, des étangs et des fens59, 60, comme c’est le cas actuellement dans le nord du Québec57, 61, 62. Dans les régions plus froides, en revanche, l’approfondissement des couches de sol qui dégèlent durant l’été (la couche active) ou la fonte de la glace souterraine peuvent provoquer la disparition et le drainage des canaux et des milieux humides63 ou l’affaiblissement de la nappe phréatique, ce qui assècherait les terres64, 65, modifierait les espèces végétales et toucherait les espèces sauvages64. On dénote la présence de ces incidences écologiques actuellement, en particulier dans l’Arctique de l’Ouest66-68.

Zones de pergélisol

Carte : Zones de pergélisol. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Adapté de Smith, 201050, d’après Heginbottom et al., 199569.

Températures du pergélisol dans le centre de la vallée du Mackenzie

Température (ºC) de 10 à 12 m de profondeur, de 1984 à 2008
Graphe : Températures du pergélisol dans le centre de la Vallée du Mackenzie. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Source : Adapté de Smith et al., 201052.

Le pergélisol au sud du centre de la vallée du Mackenzie (Fort Simpson et nord de l’Alberta) est vraisemblablement préservé par une couche isolante de tourbe70. Toutefois, les tourbières gelées diminuent au sud de la vallée du Mackenzie, ce qui représente une perte d’environ 22 % aux quatre sites d’étude au cours de la dernière moitié du 20e siècle. Le pergélisol plus au nord (dans le delta du Mackenzie) s’est réchauffé à un taux de 0,1 à 0,2 °C par décennie à une profondeur de 15 m depuis les années 196071, 72. Ces changements cadrent avec les changements de la température de l’air au cours des dernières décennies. Toutefois, les changements dans la couverture de neige73, 74 et les incendies de forêt75 ont également des répercussions sur les taux et les emplacements du réchauffement et du dégel du pergélisol.

Photo : Palses recouvertes de lichens et d’arbustes © Serge Payette
Palses recouvertes de lichens et d’arbustes entourées par un étang résultant de la fonte du pergélisol dans une tourbière près du village de Radisson au Québec.

Température du pergélisol à Alert, Nunavut

Température (ºC) à 15 m de profondeur, de 1978 à 2008
Graphe : Température du pergélisol à Alert, Nunavut. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
 
Source : Adapté de Smith et al., 201052.
 
 

Les tendances à Alert sont caractéristiques du Haut-Arctique – bien que les températures de l’air soient en hausse depuis les années 1980, un réchauffement distinct du pergélisol a été observé seulement depuis le milieu des années 1990. Dans l’Arctique de l’Est51 et le Nunavik (nord du Québec)76-78, le pergélisol peu profond s’est refroidi jusqu’au début des années 1990 en raison d’une période de températures de l’air plus froides, puis a commencé à se réchauffer à mesure que les températures de l’air augmentaient.

Modifications de la couverture terrestre avec la perte de pergélisol, nord du Québec

Pourcentage de couverture terrestre sur le site de l’étude, de 1957 à 2003
Graphe : Modifications de la couverture terrestre avec la perte de pergélisol, nord du Québec. Cliquez pour obtenir une description du graphique (nouvelle fenêtre).
Remarqes : D’après des levés terrestres et des photos aériennes prises en 1957.
Source : Adapté de Payette et al., 200461.

Le pergélisol a dégelé à un rythme rapide au cours des 50 dernières années dans le nord du Québec. Par conséquent, la limite sud du pergélisol s’est déplacée d’environ 130 km au nord62. Ainsi, le paysage subit des changements, passant de plateaux de tourbe gelée et de palses (monticules de tourbe et de sol contenant de minces couches de glace) favorisant des écosystèmes secs, peuplés de lichens, de landes et d’épinettes noires, à des paysages plus humides, caractérisés par des étangs, des marais et des tourbières. Le territoire touché par ces changements est vaste, soit de l’est de la partie sud de la baie James, jusqu’à l’extrémité sud de la zone de pergélisol « continu », la péninsule de l’Ungava, située au nord, au sein duquel une zone faisant l’objet d’une étude le long de la rivière Boniface a indiqué une diminution des palses de 23 % et un accroissement de 76 % d’étangs provenant de la fonte du pergélisol, entre 1957 et 200157. On prévoit une diminution de l’abondance du lichen, un aliment important du caribou, comme conséquence de cette transition.

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