Stucture et dynamique d'écosystèmes aquatiques côtiers du haut Arctique comme sentinelles de changements environnementaux

La côte nord de l'île d'Ellesmere présente une grande diversité d'écosystèmes aquatiques qui sont façonnés par des conditions environnementales extrêmes. Le réchauffement climatique est plus rapide et plus prononcé dans le haut Arctique que dans la plupart des autres régions du monde, ce qui en fait un endroit stratégique pour l'étude des effects des changements climatiques. De plus, les contaminants, transportés des zones tempérées à l'Arctique par le transport sur de longues distances, représentent un stress additionnel pour ces écosystèmes. L'objectif principal de cette étude était d'évaluer la structure et la dynamique d'écosystèmes aquatiques côtiers du haut Arctique comme indicateurs de changements environnementaux. La glace est très vulnérable au réchauffement climatique et elle peut dépasser des seuils de changement tels que l'intégrité des plates-formes de glace qui bloquent l'embouchure de fjords ainsi que la transition d'un couvert de glace permanent à un couvert de glace saisonnier pour des lacs. Cette thèse doctorale s'articule autour des changements produits en franchissant ces seuils pour la structure verticale de lacs épi-plates-formes et de lacs méromictiques. Un inventaire des fjords de la région délimitée par la plate-forme de glace d'Ellesmere au cours du dernier siècle indique le déclin des lacs épi-plates-formes arctiques, de 17 en 1905 à un seul contenu dans le fjord Milne en 2009. La désintégration des plates-formes de glace associée au réchauffement des dernières décennies soutient leur pertinence comme indicateurs du climat. Des lacs moins profonds, piégés derrière de la glace de mer multi-annuelle au lieu de plate-forme de glace, représentent des systèmes intermédiaires et huit seraient toujours présents dans l'aire d'étude. De la même façon, ces systèmes dépendent de l'intégrité de la glace et peuvent être utilisés comme indicateurs de changements du climat. Le fjord Milne contenait des communautés microbiennes qui étaient distinctes entre le lac épi-plate-forme et la couche d'eau salée. La salinité influence grandement la stratification biologique de ce fjord, en plus des faibles concentrations de nutriments et du peu de lumière qui y limitent la production primaire. Nos résultats indiquent que la transition d'un couvert de glace permanent à un couvert de glace saisonnier pour des lacs méromictiques permet le mélange par le vent de la couche d'eau douce de surface en plus d'y augmenter la disponibilité de la lumière et des nutriments. Des conditions d'eau libre impliqueraient également des différences de concentrations de chlorophylle a et de composition des communautés de phytoplancton. Une variation entre les lacs étudiés pourrait refléter des différences locales dans les bassins versants et le climat. De faibles concentrations de contaminants perfluorés étaient présentes dans les écosystèmes de lacs méromictiques, représentant le site le plus nordique où ces composés ont été détectés. Les changements climatiques pourraient modifier les voies de transfert dans ces écosystèmes en abolissant le courant court-circuit qui y est potentiellement présent, ce qui augmenterait les concentrations et l'exposition pour les organismes aquatiques. Enfin, cette thèse doctorale supporte la pertinence d'utiliser les lacs côtiers du haut Arctique comme indicateurs des changements environnementaux et souligne leur vulnérabilité. Il est essentiel d'assurer le suivi à long terme de ces écosystèmes en tant que sentinelles pour les futurs changements environnementaux à l'échelle planétaire