La biogéochimie du couvert nival

Nicholas Breton

Description

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Département de Biologie, Chimie et Géographie Mémoire de baccalauréat La biogéochimie du couvert nival Mont-Lebel, Bas-Saint-Laurent (Qc) Travail réalisé dans le cadre du cours Mémoire de baccalauréat GÉO-410-01 Pour M. Simon Bélanger Professeur en géographie Par Nicholas Fecteau Université du Québec à Rimouski 7 mai 2010

• fonte printanière
• couvert de neige
• régulateurs de la disponibilité de l'azote et du largage des solutés vers les ruisseaux
• neige fondue
• couvert nival
• bassin versant de la rivière mitis
• couvert de neige pour la période
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• températures
• température

Sujets

• Baccalauréat
• Fecteau
• Bélanger
• Rimouski
• Université du Québec

Informations

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Extrait

Département de Biologie, Chimie et Géographie




Mémoire de baccalauréat
La biogéochimie du couvert nival
Mont-Lebel, Bas-Saint-Laurent (Qc)




Travail réalisé dans le cadre du cours Mémoire de baccalauréat
GÉO-410-01




Pour
M. Simon Bélanger
Professeur en géographie



Par
Nicholas Fecteau



Université du Québec à Rimouski
7 mai 2010 I. TABLE DES MATIÈRES
I. TABLE DES MATIÈRES .......................................................................................... 2
II. LISTE DES TABLEAUX ........................... 4
III. LISTE DES FIGURES ................................................................ 4
IV. LISTE DES ANNEXES ......................... 6
1. RÉSUMÉ .................................................................................................................... 7
2. INTRODUCTION ...................................................................................................... 7
2.1. Objectif principal 12
2.1.1. Objectifs spécifiques ....................................................................................... 12
2.2. Hypothèse ........................................... 13
3. LOCALISATION, DESCRIPTION DES SITES ..................................................... 13
4. MATÉRIEL ET MÉTHODES .................................................. 16
4.1. Échantillonnage .................................................................................................. 17
4.1.1. Couvert de neige ......................... 18
4.1.1.1. Profils de neige .................................................................................... 18
4.1.1.2. Capteurs de températures ..................................................................... 19
4.1.1.3. Prélèvement de neige pour les mesures biogéochimiques ................... 19
4.1.2. Petite rivière Neigette ................................................................................. 20
4.1.2.1. Mesures de débits ................ 20
4.1.2.2. Prélèvement d’eau pour les mesures biogéochimiques ....................... 20
4.2. Filtrations ........................................................................................................... 21
4.2.1. Décongélation des échantillons ... 22
4.2.2. Description des échantillons ....................................................................... 22
4.3. Mesures des propriétés optiques ........ 22
2
4.3.1. Spectrofluorimétrie ..................................................................................... 23
4.4. Nutriments .......................................... 24
4.5. Carbone organique dissous (COD) .................................................................... 24
5. RÉSULTATS ET DISCUSSION ............. 25
5.1. Profils physiques de neige .................................................................................. 25
5.2. Débits ................................................. 29
5.3. Fluorescence ....................................................................... 30
5.3.1. Couvert de neige ......................................................................................... 30
5.3.2. Rivière ......................................................................................................... 34
5.4. Nutriments et carbone organique dissous (COD) .............. 37
5.4.1. Couvert de neige ......................................................................................... 37
5.4.2. Rivière ......................................................................................................... 44
5.5. Critique de la méthodologie ............... 46
6. CONCLUSION ............................................................................................................. 47
7. REMERCIEMENTS ..... 49
8. RÉFÉRENCES ............................................................................................................. 50
9. ANNEXES .................... 56

3
II. LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Processus biologiques observés à des températures précises selon une revue
de littérature ...................................................................................................................... 10
Tableau 2: Caractéristiques chimiques de la neige de quelques stations de l'Hémisphère
Nord .................................................................................................................................. 11
Tableau 3 : Position des pics de fluorescence pour la MOD identifié dans les travaux
antérieurs. .......................................................................................................................... 12

III. LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Le couvert de neige comme objet d’interaction entre le cycle de l’eau et le
cycle des nutriments. ........................................................................................................... 8
Figure 2 : Localisation du bassin versant de la rivière Mitis (7) ...... 14
Figure 3 : Bassin versant de la rivière Mitis, localisation spécifique du sous-bassin
versant de la Petite rivière Neigette .................................................................................. 15
Figure 4 : Localisation des trois sites d'étude sur le terrain .............. 15
Figure 5 : Photos des trois sites à l'étude : A) Site Ouvert, B) Site Forêt et C) Site Rivière
........................................................................................................................................... 16
Figure 6 : Paramètres mesurés et présentés (en rouge) dans le cadre de ce travail .......... 17
Figure 7 : Patron des températures du couvert de neige pour la période du 22 février au 26
avril 2010 couplé aux données de températures de l'air prises par les iButton. Les courbes
bleue, jaune et rouge correspondent respectivement aux températures minimum, moyenne
et maximum de l’air. Le pointillé noir indique la période approximative où la fonte
printanière est amorcée : elle sépare les 2 principales périodes soit (A) l’accumulation de
neige où la stabilité du couvert domine et (P) la perte soutenue du couvert de neige. ..... 27
Figure 8 : Patron de la densité du couvert de neige pour la période du 22 février au 26
avril 2010 .......................................................................................................................... 27
4
Figure 9 : Patron de la densité du couvert de neige pour la période du 22 février au 26
avril 2010 couplée aux courbes de températures moyennes de l’air (jaune) et de la neige
prises par les iButton à 2 cm dans le sol (beige) et à des hauteurs de 25 (brune), 50 (grise)
et 75 cm (noire). ................................................................................................................ 28
Figure 10 : Patron de la densité du couvert de neige pour la période du 22 février au 26
avril 2010 couplé aux courbes minimum (bleue) et maximum (rouge) de températures de
la neige prises par le iButton à une hauteur de 75 cm. Pointillés : jaune (position du
iButton); noir (le moment où l’épaisseur du couvert est inférieure à la position du
iButton). ............................................................................................................................ 28
Figure 11 : Patron de la densité du couvert de neige pour la période du 22 février au 26
avril 2010 couplé à l’équivalent en eau de la neige. ......................................................... 29
Figure 12 : Courbe des débits de la rivière Rimouski (à 3,7 km en amont du pont de la
route 132) pour la période du 22 février au 26 avril 2010. Les pointillés correspondent
aux pics de crue de fonte. .................................................................................................. 29
Figure 13 : Matrices d'excitation et d'émission de fluorescence (EEM) pour les séries
verticales du 22 février 2010 pour le site Forêt et le site Ouvert. ..................................... 32
Figure 14 : Matrices d'excitation et d'émission de fluorescence (EEM) pour les séries
verticales du 18 avril 2010 pour le site Forêt et le site Ouvert. ........................................ 33
Figure 15 : Matrices d'excitation et d'émission de fluorescence (EEM) pour les séries
verticales du 26 avril 2010 (site Forêt) et 23 avril 2010 (site Ouvert). ............................. 34
Figure 16 : Matrices d'excitation et d'émission de fluorescence (EEM) pour la période du
22 février au 26 avril 2010 du site Rivière de la Petite rivière Neigette ........................... 36
Figure 17 : Patron des concentrations de phosphates dans le co