Quantification des changements récents à l'écotone forêt-toundra à partir de l'analyse numérique de photographies aériennes

Résumé

Les écosystèmes arctiques situés à l'écotone forêt-toundra sont particulièrement sensibles aux changements induits par le réchauffement du climat. Plusieurs recherches récentes ont observé des modifications du couvert végétal, entre autres, une croissance accrue des arbustes. Nous avons évalué ces changements à une échelle locale près d'Umiujaq, Québec subarctique, Canada (56,55° N; 76,55° O) à l'aide de photographies aériennes en couleurs (1994 et 2010). En appliquant des méthodes semi-automatiques de classification par objet et en effectuant une analyse de changements, nous avons détecté des changements récents de la dominance du couvert végétal. Les résultats des classifications de 1994 et 2010 montrent un gain en superficie de 12 % des couverts arbustifs, une perte de près de 8 % des couverts lichéniques, une stabilité relative de la superficie occupée par les épinettes, ainsi que la disparition de près du quart des mares associées aux buttes de pergélisol en dégradation. De son côté, l'analyse de changements par superposition des classifications a montré que, pour chacune des classes de végétation présentes en 1994, le changement le plus important était celui du passage vers une dominance arbustive touchant 18 % de la zone étudiée. La carte « avant-après » montre bien l'arbustification générale en cours dans la région d'étude.

Abstract

Arctic ecosystems at the forest—tundra ecotone are particularly sensitive to climate-driven vegetation changes. Many recent studies have observed shifts in vegetation cover, particularly an increase in shrub growth. Here, vegetation changes were assessed at the local scale near Umiujaq, northern Quebec (Canada, 56.55°N, 76.55°W) using colour aerial photographs (1994 and 2010). By applying semi-automated image classification methods and change-detection analysis, we were able to detect and map the dominant vegetation cover changes. Comparison of classification results shows a 12% increase in shrub cover, loss of nearly 8% of lichen cover, stability of the spruce zones, and disappearance of nearly a quarter of thermokarst ponds. The 2 resulting maps were superimposed to spatialize the change. Change-detection analysis revealed that a shift toward shrub-dominated landscape was the most important change in the 1994 vegetation classes. This shift affected 18% of the studied area in the valley. The resulting “from—to” land-cover change map illustrates the general ongoing shrubification in the region.

Mots-clés:

• arbustification
• classification basée-objet
• détection de changements
• toundra arbustive arctique
• Umiujaq

Keywords:

• arctic shrub tundra
• change-detection analysis
• object-based classification
• shrubification
• Umiujaq