Modélisation de répartition d’espèces aviaires et de feux en forêt boréale du Québec dans un contexte de changement climatique

Les changements climatiques prennent une importance grandissante dans l’étude des phénomènes spatiaux à grande échelle. Plusieurs experts affirment que les changements climatiques seront un des principaux moteurs de changement écologique dans les prochaines décennies et que leurs conséquences seront inévitables. Ces changements se manifesteront sur le milieu physique par la fonte des calottes glaciaires, le dégel du pergélisol, l’instabilité des versants montagneux en zone de pergélisol, l’augmentation de l’intensité, de la sévérité et de la fréquence des événements climatiques extrêmes tels les feux de forêt. Les changements climatiques se manifesteront aussi sur le milieu biologique, tel la modification de la durée de la saison végétative, l’augmentation des espèces exotiques invasives et les changements dans la distribution en espèces vivantes. Deux aspects sont couverts par cette étude : 1) les changements dans la répartition spatiale de 39 espèces d’oiseaux et 2) les modifications dans les patrons spatiaux des feux, en forêt boréale québécoise, tous deux dans l’horizon climatique de 2100. Une approche de modélisation statistique démontre que la répartition spatiale des oiseaux de la forêt boréale est fortement liée à des variables bioclimatiques (R2adj = 0.53). Ces résultats permettent d’effectuer des modélisations bioclimatiques pour le gros-bec errant et la mésange à tête noire quivoient une augmentation de la limite nordique de distribution de l’espèce suivant l’intensité du réchauffement climatique. Finalement, une modélisation spatialement explicite par automate cellulaire permet de démontrer comment les changements climatiques induiront une augmentation dans la fréquence de feux de forêt et dans la superficie brûlée en forêt boréale du Québec. Climate is getting more important in the study of broad-scale spatial phenomena. Experts agree on the fact that climate change will likely be one of the main drivers of ecological change in the upcoming decade and that its consequences are inevitable. These chances induce consequence on the physical aspects, by ice caps melting, permafrost thawing, slope and soil instability in mountainous permafrost areas and increase of intensity, severity and frequency of extreme weather events such as wildland fires. Moreover, climate chance also causes impacts on the biological aspects, with modification in the growing season, increase in exotic invasive species, and changes in spatial distribution of butterfly and bird species. Two of these aspects are covered in this study: 1) changes in the spatial distribution of 39 bird species and 2) modifications in spatial patterns of wildland fires, in the boreal forest of Quebec, up to year 2100. A statistical modelling approach showed that the spatial distribution of boreal birds is strongly linked to bioclimatic variables (53%). These results enables the bioclimatic modelling of two bird species, the evening grosbeak and black-capped chickadee. In both cases, the model shows an increase of the northernmost limit of distribution of each species following the rate of climate change. Finally, a spatially-explicit cellular automata model showed that climate change will likely induce an increase in wildfire frequency and total area burned for the boreal forest of Quebec.

Keyphrases: Écologie, Analyse multivariée, Biogéographie, Québec, Changements climatiques, Feux, Automates cellulaires, Modélisation, Systèmes complexes, Forêt boréale, Ecology, Multivariate analysis, Biogeography, Quebec, Climate change, Wildfires, Cellular automata, modelling, Complex systems, Boreal forest