Thèmes

Nous étudions les adaptations uniques que différentes espèces végétales ont développées à travers l’évolution afin de survivre et croître dans des conditions environnementales variées. Ce faisant, nous découvrons les axes fondamentaux de variation fonctionnelle entre les espèces. Cela nous aide à comprendre comment les plantes fonctionnent dans leur environnement. Nous nous intéressons particulièrement aux traits racinaires et foliaires qui permettent aux plantes d’acquérir et d’utiliser efficacement les nutriments le long de gradients de fertilité des sols. Cela est important car les sols sont l’un des facteurs les plus importants expliquant la distribution d’espèces végétales.

Nous étudions les facteurs qui influencent les changements de composition et de diversité végétale le long de gradients environnementaux, particulièrement ceux impliquant les ressources du sol. Pourquoi certaines espèces de plantes sont-elles plus abondantes que d’autres? Pourquoi les sols infertiles supportent souvent un plus grand nombre d’espèces que les sols fertiles? Nous utilisons une approche fonctionnelle afin de répondre à ces questions, en portant une attention particulière aux traits racinaires et foliaires reliées à l’acquisition et l’utilisation des ressources. Cela nous aide à mieux comprendre les patrons de distribution et d’abondance d’espèces végétales. Nos recherches en écologie des communautés ont des applications pour la conservation, car l’unicité de la composition végétale de même que la richesse en espèces sont deux critères primordiaux utilisés pour déterminer la valeur écologique des écosystèmes.

La vitesse à laquelle les changements de biodiversité opèrent présentement, de même que le caractère global de ces changements, fait que les inventaires classiques de biodiversité sur le terrain ne suffisent plus à la tâche. La spectroscopie (imagerie hyperspectrale) est reconnue comme étant l’approche la plus prometteuse pour la télédétection de la biodiversité végétale car les espèces de plantes possèdent des signatures spectrales foliaires uniques qui représentent leurs adaptations à des conditions environnementales variées. Ces signatures spectrales sont fortement influencées par les différences fonctionnelles (chimie, structure) entre espèces. Nous étudions les signatures spectrales foliaires d’espèces végétales dans différents environnements. La compréhension des bases biologiques et écologiques de la variation spectrale entre espèces nous permet de traduire l’imagerie hyperspectrale en information biologique pertinente à propos de la biodiversité végétale et des traits des espèces. Ces recherches sont étroitement liées à notre projet d’Observatoire Aérien Canadien de la Biodiversité (CABO).

Nous développons de nouvelles approches de télédétection de la biodiversité végétale spectrale, fonctionnelle et taxonomique, à l’aide d’imagerie à haute résolution acquise par avion ou par drone. Par exemple, nous avons proposé une méthode pour partitionner la diversité végétale spectrale en composantes alpha (intra-communauté) et beta (inter-communautés), ce qui permet d’agir en tant qu’outil de “découverte de la biodiversité” même en l’absence de données de terrain. Nous cherchons aussi à développer de nouvelles méthodes de vision assistée par ordinateur utilisant l’apprentissage profond pour cartographier la biodiversité végétale taxonomique et fonctionnelle à l’aide d’imagerie haute résolution acquise par drone. La cartographie à haute résolution de la biodiversité végétale transformera l’écologie dans un futur proche, en nous permettant de transposer notre recherche à des échelles spatiales plus larges, lesquelles sont plus près de celles utilisées par les décideurs et gestionnaires du territoire pour la conservation.