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Le biome de la toundra arctique

La baie Frobisher près de l'île de Baffin

La baie Frobisher près de l'île de Baffin (RyersonClark, iStockphoto)

La baie Frobisher près de l'île de Baffin

La baie Frobisher près de l'île de Baffin (RyersonClark, iStockphoto)

Parlons sciences

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Renseignez-vous sur l’emplacement géographique, la faune, la flore, les impacts humains et la conservation du biome de la toundra arctique.

Les biomes terrestres

Le monde terrestre peut être divisé en zones appelées biomes. Un biome est une grande zone de terre classée par ses plantes et ses animaux.

Un biome est composé de nombreux écosystèmes. Un écosystème est l'interaction des êtres vivants et non vivants dans un environnement.

Alerte aux idées fausses

Un écosystème n'est pas la même chose qu'un biome. Le biome est la zone géographique spécifique dans laquelle on trouve des écosystèmes.

Dans cette fiche d'information, les principaux biomes terrestres du monde sont nommés sur la base du système de classification de Whittaker. Ce n'est pas le seul système de classification car les scientifiques ne sont pas d'accord sur le nombre et les types de biomes. 

La distribution des grands biomes terrestres

On voit l'image au-dessous où sont situés les différents biomes sur la planète. Le Canada en contient quatre : la forêt tempérée décidue, la prairie, la forêt boréale/taïga et la toundra. Un biome se comporte de la même façon, peu importe l’endroit où il se trouve sur Terre. Ainsi, les forêts boréales du Canada ressemblent beaucoup aux forêts boréales de Russie. Les caractéristiques de chaque biome dépendent de son climat. La température et les précipitations sont les facteurs les plus importants qui déterminent les êtres vivants que l'on peut trouver dans un biome donné. Dans ce chapitre, nous allons explorer cinq biomes : la forêt tropicale humide, la savane, le désert, la forêt boréale/taïga et la toundra.

Cette carte du monde en couleur illustre l'emplacement des biomes terrestres.
Les grands biomes terrestres (Parlons sciences adapté de: H.J. de Blij and P.O. Miller. 1996. Physical Geography of the Global Environment. John Wiley, New York. Pp. 290.).
Image - Version texte

Cette carte du monde en couleur illustre l'emplacement des biomes terrestres.

La carte montre les océans en bleu et les masses continentales en bandes et en taches de huit couleurs différentes.

Une légende sur le côté droit identifie les biomes associés à chaque couleur. Le rouge correspond à la "forêt tropicale humide". Le jaune correspond à la "savane". La couleur or correspond à la "prairie". Le brun correspond à "Chaparral". Le rose correspond à "désert". Le vert foncé correspond à "forêt tempérée à feuilles caduques". Le vert clair correspond à "forêt boréale/taïga". Le violet correspond à la "toundra".

En commençant par le haut, le violet indique que l'Alaska, l'Arctique canadien, l'extrémité du Groenland, le nord de la Russie, une bande proche de la côte ouest de l'Amérique du Sud et une partie de l'Asie centrale sont des toundras.

En dessous, la plupart du sud du Canada et de la Russie sont en vert vif pour la forêt boréale/taïga.

Une tache dorée au milieu de l'Amérique du Nord, une autre sur la côte sud-est de l'Amérique du Sud, une bande en forme d'arc traversant une partie du Moyen-Orient et le sud de la Russie, une petite partie de la côte sud-est de l'Afrique, et de petites parties des côtes ouest et sud de l'Australie, indiquent des prairies.

Le vert foncé apparaît sur les côtes ouest et est de l'Amérique du Nord, la côte ouest de l'Amérique du Sud, de grandes parties de l'Europe centrale et méridionale, le Royaume-Uni, l'Asie orientale, le coin sud-est de l'Australie et toute la Nouvelle-Zélande. Cela indique une forêt tempérée à feuilles caduques.

Les zones roses se trouvent dans l'ouest des États-Unis, le nord du Mexique, une étroite bande d'Amérique du Sud, la majeure partie de l'Afrique du Nord et la pointe de l'Afrique du Sud, l'Asie centrale et le milieu de l'Australie. Elles indiquent la présence de déserts.

La toundra arctique

Lieu

Le biome de la toundra arctique est le biome le plus septentrional. Il couvre les terres situées au nord du cercle polaire jusqu'aux calottes glaciaires de l’Artique. Il s'étend au sud jusqu'à la région de la baie d'Hudson au Canada et la partie nord de l'Islande. Il couvre environ 11,5 millions de km2. La toundra alpine se trouve sur les montagnes. La toundra antarctique se trouve en Antarctique et dans les îles antarctiques.

Description

La toundra arctique est un endroit vaste, sec et rocheux, avec peu d'arbres. Le mot "toundra" vient du mot finlandais tunturi. Ce mot signifie "plaine sans arbres".

Une caractéristique importante de la toundra est le pergélisol.

Le pergélisol commence à moins d'un mètre de la surface du sol. En hiver, presque tout le sol gèle. En été, le sol près de la surface dégèle. Le pergélisol situé à une plus grande profondeur reste gelé. Le pergélisol limite la profondeur à laquelle les racines des plantes peuvent s'enfoncer dans le sol. C'est aussi ce qui empêche les arbres de pousser.

Shown is a colour photograph of an area of melting permafrost.

Dégel du pergélisol sur l'île Herschel au large de la côte nord du Yukon dans la mer de Beaufort (Source: Boris Radosavljevic [CC BY-SA 2.0] de Wikimedia Commons).

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Cette image est une photographie en couleur d'une zone de fonte du pergélisol.

L'image en couleur montre les couches souterraines exposées de sol et de roches sous une couche d'herbe. Les couches exposées occupent les 3/4 de l'image. Dans le quart supérieur de l'image, on voit une ligne d'herbe verte et brune. À l'arrière-plan de l'image, il y a quelques collines rocheuses basses. Il y a une bande de ciel blanc tout en haut de l'image.

Les couches souterraines exposées sont un mélange de gris foncé et de noir. La moitié inférieure est couverte de rochers de taille moyenne. La moitié supérieure de la couche exposée est une chute abrupte sans aucun bloc rocheux. À l'endroit où le haut et le bas des couches se rejoignent, il y a une couche grise traversée par des lignes de couleur claire.

Le sol de la toundra arctique a tendance à être rocheux et le sol contient peu de nutriments. Cela est dû au fait que la matière organique s'y décompose très lentement.

Malgré l'absence d'arbres, ce biome est toujours considéré comme un important puits de carbone. Cela est dû aux grandes quantités de matière organique que l'on trouve dans les dépôts de tourbe et d'humus. La tourbe est de la mousse de sphaigne décomposée et l'humus est de la matière organique.

Shown is a colour photograph of an area of the arctic tundra landscape.

Paysage typique de la toundra arctique au Nunavut (Source: ADialla [CC BY 2.0] de Wikimedia Commons).

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Cette image est une photographie en couleur d'une zone du paysage de la toundra arctique.

L'image est vue au niveau du sol. L'avant-plan montre des herbes et des plantes de différentes couleurs, dont le feu, le jaune, l'orange, le rouge et le vert. Parmi les herbes et les plantes, on trouve des rochers de couleur beige et grise, de taille variable, allant de petits à grands.

À l'arrière-plan, on aperçoit quelques collines rocheuses basses couvertes d'herbe couleur feu. Au-dessus des collines basses, il y a une petite bande de ciel blanc.

En raison de sa situation nordique, la toundra arctique a un climat très froid. Les températures vont de 15,5 °C en été à -60 °C en hiver. Les températures moyennes sont inférieures à 0 °C pendant six à dix mois de l'année.

Les étés sont également beaucoup plus courts que les hivers. La partie la plus septentrionale de ce biome connaît près de 24 heures d'ensoleillement en été. Elle connaît près de 24 heures d'obscurité pendant certaines parties de l'hiver. Les précipitations annuelles sont d'environ 150 à 250 mm. La plupart de ces précipitations ne s'évaporent pas en raison des basses températures. La fonte du pergélisol rend les sols très détrempés en été.

Les plantes et les animaux

Les plantes

La plupart des végétaux de la toundra ont tendance à être herbacés. Les plantes herbacées sont celles qui n'ont pas de tiges ligneuses. Les graminées et les mousses sont quelques-unes des plantes herbacées qui poussent dans la toundra. La mousse de renne, les hépatiques et les lichens sont des exemples de plantes de la toundra. Les plantes ligneuses ont du mal à pousser dans la toundra car la saison de croissance est très courte.

Shown is a colour photograph of a small patch of reindeer moss.

Un exemple de mousse de renne (Source: Tomas P [public domain] de Wikimedia Commons).

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Cette image est une photographie en couleur d'une petite parcelle de mousse de renne.

L'image est une perspective assez rapprochée. Toute l'image est occupée par une plante constituée de colonnes en forme de tige d'où partent des branches grêles. Ces plantes sont d'un gris très clair, presque blanc. Les branches grêles sont plus clairsemées à la base et plus fournies au sommet des colonnes en forme de tige. Les branches grêles sont toutes orientées vers la droite de l'image. Parmi elles, il y a aussi quelques petits bâtons marron clair et de la mousse verte. La mousse est surtout visible derrière les plantes blanches et gris clair.

Il existe quelques plantes ligneuses qui vivent dans la toundra. Cela inclut les saules herbacés. Les plantes ligneuses ont tendance à être courtes et étalées sur le sol. Il s'agit d'une adaptation aux vents violents qui sont courants dans ce biome.

Les plantes de ce biome ont également tendance à entrer en dormance pendant les longs hivers. Cela signifie qu'elles ralentissent leurs fonctions vitales normales. En été, elles ont des taux de croissance élevés pour profiter de la lumière.

Shown is a colour photograph of a small patch of dwarf willow about to flower.

Saule herbacé (Salix Polaris) qui se prépare à fleurir au Nunavut (Source: Qaqqaqtunaaq [CC BY] de Wikimedia Commons).

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Voici une photographie en couleur d'une petite parcelle de saule herbacé sur le point de fleurir.

L'arrière-plan de l'image est une mousse jaune et verte. En haut de l'image se trouve une matière organique en forme de bâton, légèrement floue.

Des plantes occupent la majeure partie de l'image, de l'angle supérieur gauche à l'angle droit en passant par le milieu. Les plantes ont des feuilles de forme ovale avec une texture bosselée. Les bords des feuilles sont légèrement dentelés. Au milieu de chaque paire de feuilles se trouvent des gousses de graines rouges brillantes en forme de cône. Les deux plantes du milieu ont chacune six de ces gousses. Les plantes voisines ont moins de gousses.

Le savais-tu?

Le mot inuit pour le saule herbacé est Quarait.

Les animaux

On trouve dans ce biome de nombreux grands mammifères, comme le cariboul'ours polaire, le renard arctique et le bœuf musqué. Il y a également plusieurs petits mammifères qui sont la proie des grands mammifères. Il s'agit notamment des lemmings et des lièvres arctiques.

De nombreux animaux de proie ont des fourrures brunes en été et blanches en hiver. Cela les aide à se camoufler dans le paysage changeant.

Shown is a colour photograph of an arctic hare in the snow.

Lièvre arctique en hiver (Source: U.S. Fish and Wildlife Service [public domain] de Wikimedia Commons).

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Photographie en couleur d'un lièvre arctique dans la neige.

Le lièvre est assis au centre de l'image. Il est blanc avec des oreilles gris foncé et des yeux noirs. On ne peut voir qu'un seul œil car le dos du lièvre est tourné vers l'avant et sa tête est dirigée vers l'arrière droit de l'image.

Au premier plan et à l'arrière-plan, des bâtons de bois sont dressés et posés sur le sol enneigé.

Les prédateurs de la toundra utilisent également ce type de camouflage. Le renard arctique en est un parfait exemple. Les renards arctiques chassent les petits mammifères. Ils mangent également des oiseaux, des insectes, des œufs, des baies, des reptiles et des amphibiens. En se fondant dans leur environnement, il est plus difficile pour leurs proies de savoir qu'ils arrivent!

Shown is a colour photograph of an arctic fox in the arctic summer.

Renard arctique en été (Source: Jiri Hrebicek de iStockphoto).

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Photographie en couleur d'un renard arctique pendant l'été arctique.

L'image est vue au niveau du sol. Le premier plan est flou et montre des herbes de couleur rouille avec quelques touffes vertes. Dans le coin avant droit de l'image, parmi l'herbe, se trouve un rocher gris également flou.

L'arrière-plan de l'image est flou. Il y a une petite falaise grise, blanche et noire. Il y a également des taches d'herbe de couleur rouille le long du sommet de la falaise. Le côté gauche de la falaise est moins haut. Elle devient progressivement plus haute de gauche à droite et remplit presque le coin droit. Au-dessus de cette falaise, il y a une petite tranche de ciel gris bleuté.

Au milieu de l'image, qui est au point, parmi l'herbe de couleur rouille et les rochers gris, se trouve un renard arctique. Le renard a la tête basse sur le sol et fait face à l'appareil photo. Le bout de son museau est caché par l'herbe.

Le renard a des pattes marron foncé. Son arrière-train, son avant-train et son dos sont marron clair. Son ventre et ses côtes sont de couleur crème clair. Le visage du renard est gris foncé avec des lignes marron foncé de chaque côté du museau. Les yeux du renard sont noirs. Le dessus de sa tête est brun clair et l'arrière de ses oreilles est également brun clair, mais l'intérieur de ses oreilles est blanc.

Shown is a colour photograph of an arctic fox in the winter.

Renard arctique en hiver (Source: milehightraveler de iStockphoto).

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Voici une photographie en couleur d'un renard arctique en hiver.

L'image est vue au niveau du sol. Le premier plan est couvert de neige. Des traces de pas sont visibles dans le coin avant gauche. Ces traces disparaissent légèrement après le centre de l'image.

À l'arrière-plan, il y a encore de la neige et de petites herbes qui dépassent. Les plantes ont des ombres bleu-gris foncé à leur gauche. Dans l'arrière-plan, il y a d'autres traces de pas.

Au milieu de l'image, directement devant les bâtons boisés, se trouve un renard blanc. Le côté et la tête du renard font face à la caméra. La queue et le pelage du renard sont duveteux. Les yeux et le nez du renard sont noirs. Il a des pattes marron clair avec des griffes de couleur foncée.

L'été, de nombreux oiseaux, comme les huards, les oies des neiges et les sternes, viennent se reproduire dans la toundra. En hiver, les oiseaux migrent à nouveau vers des endroits plus chauds.

Shown is a colour photograph of a flock of geese.

D'énormes volées d'oies des neiges se rendent dans la toundra en été. (Source: Maxvis de iStockphoto).

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Cette image est une photographie en couleur d'un troupeau d'oies.

Le premier plan de l'image est constitué d'une petite bande de terre verte entrecoupée de petites mares d'eau. La plus grande flaque d'eau se trouve dans le coin avant droit.

Au milieu de l'image se trouvent des oies. Certaines des oies semblent être sur le sol, parmi la terre verte et les mares d'eau. Au-dessus de ces oies, il y a des centaines d'oies en vol à différentes hauteurs. Elles occupent la majeure partie de l'image. Toutes ces oies ont des plumes blanches, grises et noires. À travers les oies, on peut voir des taches de ciel bleu.

En haut de l'image, on voit un ciel bleu avec de nombreux nuages gris foncé et blancs.

Le savais-tu?

Les sternes arctiques ont l'une des plus longues migrations de tous les oiseaux. Elles voyagent de leurs zones de reproduction arctique jusqu'à l'Antarctique où elles passent l'été. Elles volent littéralement d'un bout à l'autre du monde et reviennent!

La biodiversité des insectes est faible dans la toundra arctique. Cependant, certains insectes qui y vivent peuvent avoir des populations importantes. Les moustiques sont un exemple d'insecte qui prospère dans la toundra arctique.

L’impact de l’humain

Jusqu'à présent, l'homme a eu relativement peu d'impact sur la toundra arctique. Récemment, cette situation a commencé à changer. Cela est dû au fait que de plus en plus de personnes viennent dans le nord pour extraire diverses ressources naturelles telles que le pétrole.

Toundras arctiques et le changement climatique

Le changement climatique a un impact de plus en plus important sur ce biome. L'augmentation des températures mondiales fait fondre la glace de mer et le pergélisol. Cela modifie et parfois détruit les habitats des plantes et des animaux.

 Changement de la glace de mer

Changement de la glace de mer autour de l'Arctique. En haut : 1979. En bas : 2021. (Source: NASA de EPA).

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Voici deux images couleur distinctes de la Terre. Chacune est une vue de l'hémisphère nord depuis l'espace.

L'image du haut montre une masse de glace blanchâtre qui couvre une grande partie du nord du Canada, du Groenland et de l'océan Arctique. L'arrière-plan est noir. Dans le coin supérieur gauche, une étiquette indique que l'image a été prise en "septembre 1979".

L'image du bas est de la même partie du monde prise à une date ultérieure. La masse de glace est environ 2/3 plus petite que sur l'image précédente. Elle couvre une zone plus petite de l'océan Arctique. Dans le coin supérieur gauche, une étiquette indique que l'image a été prise en "septembre 2021".

Conservation

Des efforts sont déployés pour protéger ce biome unique et réduire les impacts humains. Cela inclut des efforts pour réduire les niveaux de gaz à effet de serreCanada net-zero explique comment le Canada compte y parvenir. D'autres efforts de conservation comprennent la création de zones protégées et la limitation de la chasse.

Les groupes de conservation comme Ocean Conservancy souhaitent aider ce biome. Ces groupes aident les autres à créer des solutions durables pour l'Arctique.

En savoir plus

L'océan Arctique central, zone de pêche convoitée et écosystème à préserver (2019)
Dans cette vidéo (2 min 14 s), de Canada C3, on découvre la biodiversité botanique de l'Arctique.

Merveilles nordiques | ARTE (2022)
Dans ce documentaire (43 min 15 s), d’ARTE, on découvre les fjords de Norvège, un environnement qui, malgré sa rudesse, fourmille de vie.

Aux frontieres du Canada - Une terre de glace (2016)
Dans cette vidéo (49 min 44 s) apprendre davantage sur la toundra arctique canadienne.

Références

Chen, Z. (2013). Tundra Ecosystems. In Howarth, R. W., & Mohan, J. E. Biomes and ecosystems (pp. 197-199). Salem Press.

Molles Jr., M.C. & Cahill Jr., J.F. (2015). Ecology: Concepts & applications. Mcgraw-Hill Ryerson. 

Peacock, E., Derocher, A., Thiemann, G., & Stirling, I. (2011). Conservation and management of Canada’s polar bears (Ursus maritimus) in a changing Arctic. Canadian Journal of Zoology89(5), 371–385. DOI: 10.1139/z11-021