Protocole de suivi des populations d'aster du Saint-Laurent, Symphyotrichum laurentianum, aux Îles-de-la-Madeleine

L’aster du Saint-Laurent (Symphyotrichum laurentianum (Fernald) Nesom) est une plante endémique à la région du golfe du Saint-Laurent et on ne la retrouve qu’au Nouveau-Brunswick, à l’Île du Prince-Édouard ainsi qu’aux Îles-de-la-Madeleine, au Québec. Les populations les plus nombreuses se retrouvent aux Îles-de-la-Madeleine. L’espèce est considérée «préoccupante» par le COSEPAC depuis avril 1989 puis menacée depuis 2004. De nombreuses études réalisées par des équipes distinctes depuis 1988 ont tenté de recenser l’effectif et la superficie des populations réparties sur l’aire de distribution. Ces études étant réalisées par différentes équipes utilisant des méthodes distinctes pour mener les évaluations ont conduit à des résultats contrastants. Une revisite des occurrences connues aux Îles-de-la-Madeleine en septembre 2004 visait à mettre à jour l’état des connaissances sur la localisation exacte et l’effectif des populations d’aster sur l’archipel. Aussi, un protocole de suivi simple a été élaboré sur place, à partir duquel le personnel de l’organisme Attention Frag’Îles pourra récolter les données dans le futur. Ces données pourront ensuite être cumulées et interprétées facilement par ministère développement durable environnement et parcs du Québec pour effectuer le suivi à long terme. La méthodologie, ainsi uniformisée, permettra de décrire les variations temporelles de l’état des populations en s’assurant qu’elles ne sont pas obscurcies par différentes méthodes de prise de données

Diversité, abondance et répartition des oiseaux aquatiques hivernant dans les eaux côtières et pélagiques du Parc marin Saguenay–Saint-Laurent

Le parc marin Saguenay–Saint-Laurent (PMSSL) est situé dans l’une des zones les plus productives de l’estuaire du Saint-Laurent et supporte des nombres importants d’oiseaux aquatiques à l’année longue. Malgré ce fait, aucune étude détaillée n’a encore été faite sur l’utilisation des habitats côtiers de cette région par l’avifaune en hiver. Pour combler cette lacune, des inventaires aériens et terrestres ont été effectués pour mieux quantifier la répartition, l’abondance et le comportement des oiseaux aquatiques hivernant dans le PMSSL. Les résultats confirment l’importance du PMSSL pour les oiseaux aquatiques hivernant dans l’estuaire du Saint-Laurent et indiquent aussi que les oiseaux se déplacent à l’intérieur du PMSSL en fonction des marées, de l’état des glaces et des vents. Les espèces de canards les plus abondantes incluent le Harelde kakawi (Clangula hyemalis), le Harle huppé (Mergus serrator), le Garrot à oeil d’or (Bucephala clangula), le Garrot d’Islande (B. islandica) et le Canard noir (Anas rubripes). Quatre espèces de goélands s’y retrouvent en abondance, soit le Goéland arctique (Larus glaucoides), bourgmestre (L. hyperboreus), argenté (L. argentatus) et marin (L. marinus). On note aussi la présence de Guillemots à miroir (Cepphus grylle) en milieu pélagique, de Bécasseaux violets (Calidris maritima) sur les îles et îlots du large et de quelques Petits Garrots (Bucephala albeola). Les données des recensements d’oiseaux de Noël suggèrent une augmentation des effectifs de Canards noirs, Canards colverts (Anas plathyrynchos), Garrots d’Islande et Harles huppés. Par contre, on a observé un nombre inférieur de Hareldes kakawis ces dernières années.The Saguenay–St. Lawrence Marine Park (PMSSL) is located in one of the most productive areas of the St. Lawrence and supports large numbers of aquatic birds all year round. Nevertheless, there is no detailed study on the use of this area by aquatic birds in winter. So, to rectify the situation, aerial and ground surveys were done to better quantify the distribution, abundance and behaviour of aquatic birds wintering in the PMSSL. Results confirm the importance of the PMSSL for aquatic birds wintering in the St. Lawrence estuary, and establish that birds move within the PMSSL in relation to tides, ice conditions and winds. The most numerous waterfowl species are the Long-tailed Duck (Clangula hyemalis), the Red-breasted Merganser (Mergus serrator), the Common Goldeneye (Bucephala clangula), the Barrow’s Goldeneye (B. islandica) and the Black Duck (Anas rubripes). Four species of gulls winter there in great numbers: the Arctic Gull (Larus glaucoides), the Glaucous Gull (L. hyperboreus), the Herring Gull (L. argentatus) and the Great Black-backed Gull (L. marinus). Black Guillemots (Cepphus grylle) were also present offshore, as well as Purple Sandpipers (Calidris maritima) on the offshore islands and shoals, and a small number of Buffleheads (Bucephala albeola). Christmas Bird Count Data suggest an increase in wintering populations of Black Ducks, Mallards (Anas plathyrynchos), Barrow’s Goldeneyes and Red-breasted Mergansers. However, large flocks of Long-tailed Ducks have been less frequent in recent years

Phénologie des spectres de réflectance de la végétation littorale d'un marais intertidal de l'estuaire du Saint-Laurent (Isle-Verte, QC)

RÉSUMÉ : Les écosystèmes possédant un climat tempéré froid sont grandement affectés par une variabilité saisonnière engendrant ainsi une évolution de la végétation (phénologie). Vu la courte saison de croissance de la végétation, ces changements consistent à la germination, croissance, sénescence, et la mort des plants. La nécessité de documenter ces changements est une priorité afin de quantifier l'état de l'écosystème, réaliser un suivi saisonnier et pour cartographier la répartition de la végétation. L'objectif du mémoire était de documenter et caractériser le cycle saisonnier de la végétation intertidale de la mi-mai à la fin octobre. Les propriétés biophysiques, de spectres de réflectance in situ ont été acquises pour quatre espèces végétales du marais de L'Isle-Verte (zostère, macroalgues, spartine alterniflore et l'arroche hastée) et une surface vaseuse dénudée de végétation. En parallèle, des séries temporelles d'images multispectrales ont été analysées. Bien que l'on observe des changements bio-physiques chez la végétation, l'évolution des spectres de réflectance in situ ne varie pas chez toutes les espèces. Selon le moment de la collecte des données tel qu'en juin et juillet, les spectres de toutes les espèces végétales présenteront des formes relativement similaires. Des indices de végétation, dont l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI), ont été calculés à partir des réflectances in situ et des images multispectrales provenant de deux capteurs (Sentinel-2 MSI et PlanetScope), lesquels étaient fortement corrélés. L'indice NDVI a permis de bien identifier la phénologie pour l'arroche hastée et la spartine alterniflore, mais pas pour la zostère et les macroalgues qui montraient peu de variation saisonnière. Le potentiel de la série temporelle Sentinel-2 pour cartographier les types de végétation a été démontré en appliquant un algorithme de classification par arbre de décisions aléatoires (XGBoost). La classification a été validée à l'aide de mesures in situ et de photos aériennes. Cette classification a montré que la meilleure représentation de la réalité du terrain était obtenue avec l'image acquise à la fin septembre. La compréhension de la variabilité saisonnière a permis d'identifier les moments clés de la végétation, sa répartition et son impact sur chaque espèce du littoral. Enfin, des recommandations pour de futures études sur la végétation intertidale sont proposées. -- Mot(s) clé(s) en français : phénologie de la végétation, signature spectrale, écosystème côtier, télédétection, capteurs multispectraux. -- ABSTRACT : Ecosystems with a cold temperate climate are greatly affected by seasonal variability resulting in changes in vegetation (phenology). Given the short growing season of vegetation, these changes consist of germination, growth, senescence, and death of plants. The need to document these changes is a priority in order to quantify the state of the ecosystem, conduct seasonal monitoring, and map the distribution of vegetation. The objective of the dissertation was to document and characterize the seasonal cycle of intertidal vegetation in a cold temperate saltmarsh from mid-May to late October. The biophysical properties of in situ reflectance spectra were acquired for four plant species of the L'Isle-Verte (eelgrass, macroalgae, cordgrass, and creeping saltbush) and a muddy surface devoid of vegetation. In parallel, time series of multispectral images were analyzed. Although bio-physical changes in vegetation are observed, the evolution of in situ reflectance spectra does not vary in all species. Depending on the time of data collection such as June and July, the spectra of all plant species will show relatively similar shapes. Vegetation indices, including the normalized difference vegetation index (NDVI), were calculated from in situ reflectances and multispectral images from two sensors (Sentinel-2 MSI and PlanetScope), which were highly corroletated. The NDVI provided a good identification of phenology for both creeping saltbush and cordgrass, but not for eelgrass and macroalgae that remained relatively stable. The potential of the Sentinel-2 time series to map vegetation types was demonstrated by applying a random decision tree classification algorithm (XGBoost). The classification was validated using in situ measurements and aerial photos. This classification showed that the best representation of the terrain reality was obtained with the image acquired at the end of September. The understanding of seasonal variability allowed the identification of the key moments of vegetation, its distribution and its impact on each species of the intertidal zone. Finally, recommendations for future studies on intertidal vegetation are proposed. -- Mot(s) clé(s) en anglais : vegetation phenology, spectral signature, coastal ecosystem, remote sensing, multispectral sensors

Établissement et impacts de la macroalgue non indigène « Codium fragile ssp. fragile » dans les herbiers marins aux îles de la Madeleine

Les invasions biologiques sont reconnues comme une menace importante pour les écosystèmes, en particulier pour les écosystèmes côtiers. Originaire d’Asie, la macroalgue verte Codium fragile ssp. fragile (synonyme de ssp. tomentosoides, ci-après Codium) a été observée pour la première fois dans l’est du Canada en 1989 et prolifère depuis sur toutes les côtes du sud du golfe du Saint-Laurent. Cette algue est connue pour s’établir sur les côtes rocheuses, mais il a récemment été observé qu’elle est également capable de coloniser les habitats sableux et d’y former de denses populations en se fixant sur les rhizomes de la plante marine Zostera marina. L’objectif principal de cette thèse était de connaître les impacts de l’établissement de Codium dans les herbiers marins des îles de la Madeleine. L’étude du recrutement de Codium a démontré que l’expansion de la population de Codium était possible au sein des herbiers marins étudiés, mais que la colonisation était plutôt lente. De plus, il a été observé que le succès d’établissement de Codium dans les herbiers marins était variable spatialement. Là où Codium peut atteindre une grande biomasse, une expérience in situ a démontré que cela peut avoir un effet négatif sur la densité de zostère et les réserves d’hydrates de carbone dans les rhizomes. L’opacité du couvert algal serait le mécanisme expliquant ces observations en ayant pour effet de limiter la croissance clonale de la zostère, ainsi qu’influencer son allocation d’énergie. Ces effets n’étaient cependant pas perceptibles dans les herbiers naturellement envahis. Comme démontré par l’expérimentation, les effets sur la zostère ont lieu que lorsque Codium atteint une grande densité; or l'abondance de Codium varie annuellement et surtout les grandes biomasses sont peu fréquentes au sein des herbiers naturellement envahis. Il fut également démontré que les thalles de Codium offrent un habitat distinct des tiges de zostère pour l’épifaune, qui était plus abondante et diversifiée sur Codium. À plus grande échelle, la présence de Codium dans les herbiers influençait la distribution des poissons en favorisant la densité de certaines espèces. Finalement, aucun effet nuisible n’a été détecté sur la faune indigène.Biological invasions are recognized as an important threat to ecosystems, in particular for coastal ecosystems. Native of Asia, the green seaweed Codium fragile ssp. fragile (synonymous of ssp. tomentosoides, herafter Codium) was first observed in eastern Canada in 1989 and has since been proliferous along the coasts of the southern Gulf of the St. Lawrence. This alga is known to establish on rocky shores, but it has recently been observed colonizing soft bottom habitat also, in particular forming dense canopies on eelgrass (Zostera marina) rhizomes. The main objective of this thesis was to identify the impacts of Codium establishment on eelgrass beds of the îles de la Madeleine. The study of Codium recruitment has shown that population expansion is possible within the studied eelgrass beds, but the colonization was rather low. Moreover, the success of Codium establishment in eelgrass beds varied spatially. Where Codium can reach a high biomass, An in situ experiment revealed that areas with high biomass of Codium can negatively effect eelgrass density and carbohydrate storage in rhizomes. A possible cause for these observations could be the shading created by algal cover, affecting clonal growth by eelgrass as well as influencing the plants allowance of energy. However, these effects were not detectable in naturally invaded beds. As shown, negative effects on eelgrass beds only occured when Codium biomass was high, an infrequent phenomenon that varied annually in the naturally invaded beds. It was also shown that thalli of Codium offer a distinctly different habitat than eelgrass shoots, resulting in more diverse and abundant epifauna on Codium. At a larger scale, the presence of Codium in eelgrass beds was found to influence fish distributions, by promoting higher density of certain species. However, no adverse effects were detected on native fauna

Structure et diversité génétique d'espèces fondatrices : un outil pour la gestion des zostères marines (Zostera marina) et des laminaires sucrées (Saccharina latissima) du St-Laurent

RÉSUMÉ : Les espèces fondatrices jouent un rôle important au sein des écosystèmes marins. Une faible diversité génétique chez ces espèces peut diminuer leur résilience et la stabilité des écosystèmes. Saccharina latissima et Zostera marina sont deux espèces fondatrices de l'estuaire et du golfe du St-Laurent. Les zostères ont connu des déclins passés, ce qui pourrait avoir entraîné une perte de diversité génétique et compromettre leur potentiel adaptatif. La laminaire sucrée est cultivée dans le St-Laurent à partir d'une seule population souche, située à des centaines de kilomètres des fermes marines, ce qui pourrait avoir entraîné une contamination génétique des populations sauvages. Aucune étude de la diversité et de la structure génétique n'a encore été réalisée dans le St-Laurent pour ces deux espèces. L'objectif de mon mémoire était de caractériser la diversité génétique ainsi que la structure génétique de ces espèces à l'aide de marqueurs microsatellites et de marqueurs génomiques. Six localités ont été échantillonnées dans l'estuaire et le golfe du St-Laurent pour les zostères et 15 pour les laminaires. La diversité génétique des laminaires était faible et les populations peu structurées génétiquement. Trois groupes ont été identifiés à l'aide de SNP; (1) l'estuaire et le nord de la Gaspésie (2) la Côte-Nord et (3) le sud de la Gaspésie avec les Îles-de-la-Madeleine. La comparaison entre la génétique de la population souche des populations sauvages n'a pas révélé de contamination génétique. La faible diversité génétique serait à prendre en considération pour l'élaboration de souches d'élevage. Les populations de zostères étaient plus structurées et quatre groupes ont pu être détectés ; (1) l'estuaire (2) la Côte-Nord (3) la Gaspésie et (4) les Îles-de-la-Madeleine. L'utilisation de plants locaux pour la restauration des herbiers de zostères serait à privilégier considérant cette structuration importante des populations. -- Mot(s) clé(s) en français : Génétique des populations ; Marqueurs microsatellites ; Saccharina latissima ; Zostera marina ; DarTSeq ; Marqueurs génomiques, St-Laurent. -- ABSTRACT : Founding species play an important role in marine ecosystems. Low genetic diversity in these species can reduce their resilience and ecosystem stability. Saccharina latissima and Zostera marina are two founding species of the estuary and the Gulf of St-Lawrence. Eelgrass has experienced past declines, which may have resulted in a loss of genetic diversity and compromised their adaptive potential. Sugar kelp is cultivated in the St-Lawrence from a single stock population, located hundreds of kilometers from marine farms, which may have resulted in genetic contamination of wild populations. No study of genetic diversity and structure has been yet conducted in the St-Lawrence for these two species. The objective of my master's thesis was to characterize the genetic diversity and structure of these two species using microsatellite and genomic markers. Six locations were sampled in the estuary and Gulf of St-Lawrence for eelgrass and 15 for kelps. The genetic diversity of Laminaria was low and populations were poorly structured genetically. Three groups were identified from SNP; (1) the estuary and northern Gaspésie, (2) the North Shore and (3) southern Gaspésie with the Magdalen Islands. A comparison of the genetics of the source of wild populations did not reveal genetic contamination. Low genetic diversity should be considered in the development of culture strains. Eelgrass populations were more structured and four groups were detected; (1) the estuary, (2) the North Shore, (3) the Gaspé Peninsula and (4) the Magdalen Islands. The use of local plants for the restoration of eelgrass beds should be preferred considering this important structuring of populations. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Population genetics; Microsatellite markers; Saccharina latissima; Zostera marina; DarTSeq; Genomic markers, St-Lawrence

Un SIG pour connaître et pour gérer la plaisance dans le Finistère

En plus d’un réel atout de développement économique, la plaisance constitue un outil de promotion touristique pour le département du Finistère. Pourtant, cette activité qui s’est développée jusqu’à présent sans réel contrôle, ni organisation globale, nécessite une structuration en raison de son emprise spatiale croissante, de l’augmentation du nombre de pratiquants et de la pression qui en découle sur le littoral et sur ses différents usagers. Nautisme En Finistère (NEF) joue un rôle fédérateur pour l’organisation et le développement de la plaisance dans le département et, à ce titre, a engagé plusieurs études complémentaires visant à améliorer la connaissance de cette activité et des infrastructures liées. Les données collectées lors de ces études ont été intégrées à un système d’information géographique qui fourni la base d’un observatoire de la plaisance dans le Finistère sur lequel doivent s’appuyer les stratégies de gestion et de développement de cette activité en plein essor. Cet article présente ce SIG et les premiers résultats qui en sont issus. Le diagnostic du dispositif actuel d’accueil de la plaisance dans le Finistère est exposé. Les perspectives offertes par l’outil pour la gestion, l’interrogation, la mise à jour et la diffusion des données relatives à la plaisance ainsi que pour leur analyse en regard de données environnementales ou socio-économiques produites par des organismes variés sont également décrites et discutées.Recreational boating is regarded as an asset for economic development in the Département du Finistère, according to its direct incomes. It is seen also as a relevant medium to promote the image of the Département, especially in terms of environment quality and tourism facilities. However, until today this activity has developped without global planning, despite its spreading influence on coastal zone infrastructures and users. While promoting the development of recreational boating in the Département, Nautisme en Finistère, aims at improving its organization and its integration in the local socio-economical and environmental context. Indeed, NEF has ordered and coordinated several complementary studies to increase knowledge in recreational boating and its dedicated infrastructures in the Finistère. The data collected have been integrated into a GIS that provides a consistent frame for the implementation of an observatory dedicated to boating that will be used for the definition of management and development strategies of this thriving activity. This paper deals with presenting this GIS and its first outputs. The diagnosis of the Département capacities and facilities for boating is presented. The GIS potentialities for managing and spreading data about boating, but as well for cross-analysis with socio-economical and environmental data are also described and discussed

Imprint of Climate Change on Pan-Arctic Marine Vegetation

The Arctic climate is changing rapidly. The warming and resultant longer open water periods suggest a potential for expansion of marine vegetation along the vast Arctic coastline. We compiled and reviewed the scattered time series on Arctic marine vegetation and explored trends for macroalgae and eelgrass (Zostera marina). We identified a total of 38 sites, distributed between Arctic coastal regions in Alaska, Canada, Greenland, Iceland, Norway/Svalbard, and Russia, having time series extending into the 21st Century. The majority of these exhibited increase in abundance, productivity or species richness, and/or expansion of geographical distribution limits, several time series showed no significant trend. Only four time series displayed a negative trend, largely due to urchin grazing or increased turbidity. Overall, the observations support with medium confidence (i.e., 5–8 in 10 chance of being correct, adopting the IPCC confidence scale) the prediction that macrophytes are expanding in the Arctic. Species distribution modeling was challenged by limited observations and lack of information on substrate, but suggested a current (2000–2017) potential pan-Arctic macroalgal distribution area of 820.000 km2 (145.000 km2 intertidal, 675.000 km2 subtidal), representing an increase of about 30% for subtidal- and 6% for intertidal macroalgae since 1940–1950, and associated polar migration rates averaging 18–23 km decade–1. Adjusting the potential macroalgal distribution area by the fraction of shores represented by cliffs halves the estimate (412,634 km2). Warming and reduced sea ice cover along the Arctic coastlines are expected to stimulate further expansion of marine vegetation from boreal latitudes. The changes likely affect the functioning of coastal Arctic ecosystems because of the vegetation’s roles as habitat, and for carbon and nutrient cycling and storage. We encourage a pan-Arctic science- and management agenda to incorporate marine vegetation into a coherent understanding of Arctic changes by quantifying distribution and status beyond the scattered studies now available to develop sustainable management strategies for these important ecosystems.publishedVersio

Ouvrages de protection du littoral : effets sur la morphologie des plages et sur les communautés benthiques intertidales, région de Saint-Siméon et de Bonaventure, baie des Chaleurs (Québec, Canada)

Plusieurs environnements côtiers sont aux prises avec des côtes en érosion et une pression anthropique accrue, dont la pression générée par le développement des infrastructures routières situées en bord de mer. Le Québec maritime ne fait pas exception à ce phénomène; devant l'érosion active des côtes, les instances gouvernementales et les particuliers ont de plus en plus recours à la mise en place d'ouvrages de protection du littoral. Dans la zone d'étude, soit le secteur de Saint-Siméon et de Bonaventure, dans la baie des Chaleurs (Québec, Canada), le ministère des Transports du Québec a procédé, en 2007, à la réfection d'anciennes structures et à la mise en place de nouveaux enrochements. La plage devant ces structures est souvent submergée à marée haute. Or, les infrastructures de protection du littoral sont tenues responsables de modifications des systèmes côtiers. Ces impacts se répercutent à la fois sur l'évolution de la ligne de rivage, sur la morpho-sédimentologie des zones intertidales et sur les organismes benthiques. L'objectif du présent mémoire est d'évaluer l'effet d'ouvrages en enrochement sur l'évolution historique de la côte et sur les caractéristiques morpho-sédimentaires et biologiques benthiques des plages. Le bilan de l'évolution historique, obtenu par photo-interprétation multidate (1934-2007), montre que les murets et les enrochements ont provoqué une réduction de 10 % à 75 % de la largeur des plages, entraînant même la disparition quasi complète de celles-ci pour certains segments de côte. Par ailleurs, on observe que plus un secteur est artificialisé, plus les plages situées devant des zones naturelles toujours plus restreintes ont tendance à se rétrécir. Par ailleurs, les résultats de la campagne d'échantillonnage biologique révèlent certaines caractéristiques différentes entre les milieux artificiels (avec structure de protection) et naturels. Les analyses statistiques ont permis d'identifier les variables environnementales prédominantes, dans la structure des 13 taxons dominants identifiés. Parmi les 11 facteurs environnementaux échantillonnés, la pente et l'altitude des plages, ainsi que le coefficient de triage du substrat des plages sont les facteurs influençant le plus la structure des communautés biologiques échantillonnées. Les groupements a priori montrent une distinction plus claire entre les zones artificielles et les bas estrans naturels. En contrepartie, les zones artificielles sont associées à des conditions environnementales semblables à celles des hauts estrans naturels, mais avec des temps de submersion supérieurs, ce qui représente un facteur écologique néanmoins déterminant. Ces conditions environnementales sont interprétées comme étant plus stressantes pour les communautés benthiques, notamment pour les bivalves fouisseurs. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : enrochement, littoral, artificialité, protection, érosion, benthos, plage