Projet PICOM boisés UQTR

La nature urbaine offre aux citadins de multiples bienfaits à plusieurs égards ; c’est le cas par exemple au niveau écologique à travers la régulation de la température de l’air ou l’augmentation de biodiversité, et au niveau de la qualité de vie à travers l’amélioration de la santé physique et mentale. De plus en plus d’initiatives municipales à travers le monde se penchent ainsi sur l’identification et le maintien de ces services, à l’heure ou ces derniers risquent d’être durement touchés par les changements climatiques. Cependant, peu de recherche s’est concentrée sur les services offerts et les risques encourus par la nature urbaine sur les campus universitaires. C’est dans ce contexte que nous avons mené cette étude, qui vise à quantifier une gamme de services et de risques associés aux écosystèmes du campus de l'Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR).

En combinant des méthodes de télédétection avec des données terrain, nous avons évalué six services écosystémiques, tels que la régulation de la température de l’air et le stockage de carbone, la perméabilité des sols et le niveau de biodiversité, ainsi que cinq risques, tels que le taux de mortalité des arbres, leur niveau de maladies causées par les pathogènes et la présence d'espèces exotiques envahissantes. Un indice écosystémique global a ensuite été élaboré pour comparer la performance des différents écosystèmes.

Nos résultats ont révélé une grande variabilité de services et de risques entre les écosystèmes, que la carte interactive ci-dessous permet d'explorer.

Captation de carbone

Service de régulation. Les arbres captent le carbone atmosphérique et le stockent dans leur biomasse et les horizons profonds du sol, contribuant à la lutte contre les gaz à effet de serre.

Données utilisées : Inventaires réalisés en 2016 et 2023 sur 36 parcelles de 400 m², incluant des mesures de diamètre à hauteur de poitrine (DHP) et des équations allométriques. Trois indicateurs composent l’indice : variation de carbone accumulé, productivité annuelle moyenne et stock de biomasse.

Perméabilité du sol :

Service de régulation. Les sols perméables permettent à l’eau de pluie de s’infiltrer vers la nappe phréatique, réduisant les volumes de ruissellement et les risques d’inondation.

Données utilisées : Classification théorique des surfaces selon leur potentiel de ruissellement (sol, couverture végétale et urbanisation), fondée sur les numéros de courbes de ruissellement (Cronshey, 1986).

Température de surface :

Service de régulation. Les surfaces minéralisées créent le phénomène des îlots de chaleur durant l’été. En revanche, les écosystèmes forestiers rafraîchissent l’atmosphère par la transpiration foliaire et la création d’ombre. En hiver, ils retiennent la chaleur et réduisent la force du vent.

Données utilisées : Données de télédétection (bande thermale Landsat 8/9) acquises entre 2019 et 2023 et données issues de 57 sondes de température insérées dans le sol.

Biodiversité

Service de support. Une plus grande diversité végétale améliore la résilience des forêts et amplifie les services rendus.

Données utilisées : Données issues de l’inventaire floristique de 2009 (plantes vasculaires) et de l’inventaire forestier de 2016 (diversité arborée).

Interaction humaine avec les écosystèmes

Service culturel. La nature urbaine procure des bienfaits physiques et mentaux qui augmentent avec la fréquence d’utilisation et la diversité des activités pratiquées.

Données utilisées : Questionnaire distribué à la communauté universitaire. Deux indicateurs ont été retenus : fréquence d’utilisation et nombre moyen d’usages distincts par écosystème. Les données ont été normalisées et combinées.

Cueillette de champignons

Service d’approvisionnement. Les champignons comestibles représentent une ressource alimentaire croissante, aussi bien pour les humains que pour la faune urbaine.

Données utilisées : Évaluation de la probabilité d’occurrence de neuf espèces comestibles — bolet orangé, bolet à pied glabrescent, chanterelle commune, chanterelle en tube, morille blonde, champignon crabe, pleurote du peuplier, marasmes des oréades et coprin chevelu — selon l’âge de la forêt, le type d’arbres et la nature du sol. Chaque écosystème a reçu une note moyenne ramenée à un indice de 1 à 5.

Mortalité

La mortalité massive des arbres pose un risque majeur pour les écosystèmes forestiers en perturbant leur structure et leur fonctionnement. Elle modifie la composition végétale, affecte le cycle des nutriments, réduit la séquestration du carbone et favorise l'invasion d'espèces exotiques, affaiblissant la résilience des forêts.

Données utilisées : Comparaison des inventaires de 2016 et 2023. L’indice de risque correspond à la proportion moyenne d’arbres morts par écosystème, exprimée en pourcentage et normalisée.

Maladies

Les maladies affectant les écosystèmes peuvent inclure des infections causées par des champignons, des bactéries ou des virus. Ces pathogènes peuvent rapidement se propager perturbant les dynamiques des populations et affaiblissant les capacités de résilience des écosystèmes.

Données utilisées : Évaluation de l’état de santé des arbres en 2023 avec la méthode MSCR (catégories M, S, C, R et arbres morts). Les cotes ont été converties en scores numériques, moyennées et normalisées.

Dépôts de neige

Les dépôts excessifs de neige peuvent casser les branches et comprimer les jeunes plants, ralentissant leur croissance. Le sel de route mêlé à la neige augmente la salinité des sols, provoquant un stress hydrique et des déséquilibres nutritifs. Cela peut entraîner la mort des espèces sensibles, avec des symptômes tels que le brunissement des feuilles et le dépérissement des branches.

Données utilisées : Cartographie des dépôts par drone (DJI Mini 2) et application Mergin Maps. Le pourcentage de recouvrement de chaque écosystème par les dépôts a été calculé et transformé en indice de risque.

Intempéries

Des tempêtes violentes peuvent provoquer des cassures ou des déracinements d’arbres, affectant la stabilité des écosystèmes. L’endurance d’un arbre face aux vents et aux intempéries est déterminée, en partie, par le type de ses racines : pivotantes, fasciculaires ou adventives.

Données utilisées : Longueurs maximales des racines par espèce tirées de la littérature. Calcul d’une moyenne pondérée par écosystème, normalisée pour générer un indice de risque.

Espèces exotiques envahissantes

L’introduction d’espèces exotiques et envahissantes perturbe les écosystèmes locaux en entrant en compétition avec les espèces indigènes. Cette compétition désavantage les espèces locales, menant à leur déclin ou disparition, affectant les interactions écologiques et le fonctionnement global de l’écosystème.

Données utilisées : Données utilisées : Recensement géolocalisé des occurrences de six espèces exotiques en août 2023, soit l’iris faux-acore, le nerprun bourdaine, la renouée du Japon, le roseau commun, la salicaire pourpre et l’érable de Norvège. Le nombre d’occurrences par hectare a été utilisé pour générer un indice de risque.

Indice écosystémique global

Indice composite non pondéré représentant la moyenne des six services évalués pour chaque écosystème. Il permet une comparaison rapide de la capacité globale d’un écosystème à rendre des services de régulation, de soutien, culturels et d’approvisionnement. Chaque service est préalablement normalisé sur une échelle de 1 à 5, puis combiné sans pondération pour créer cet indice. L’indice écosystémique global permet ainsi d’identifier les milieux les plus performants sur le plan écologique, en offrant une vue d’ensemble équilibrée des contributions d’un site à la qualité de vie urbaine.

Indice de risque global

Indice composite non pondéré des cinq risques identifiés. L’indice permet d’évaluer le degré de vulnérabilité d’un écosystème face aux menaces urbaines et climatiques. Comme pour les services, chacun de ces risques est normalisé sur une échelle de 1 à 5, puis intégré de façon équivalente à l’indice global. L’objectif est de rendre visible la pression exercée sur chaque milieu naturel, et de repérer ceux qui, malgré leur valeur écologique, présentent une plus grande fragilité face aux perturbations environnementales ou anthropiques.

Indice pondéré personnalisé

Cet outil interactif vous permet de générer un indice global ajusté à vos propres priorités. En déplaçant les curseurs, vous pouvez attribuer plus ou moins d’importance à chacun des six services écologiques (perméabilité, température, carbone, biodiversité, usage culturel, champignons) ou des cinq risques (dépôts de neige, intempéries, maladies, espèces envahissantes, mortalité). L’indice ainsi généré vous offre une lecture personnalisée de la performance des milieux naturels du campus, en fonction de vos objectifs d’aménagement ou de conservation.