Étalonnage de sondes FDR (« frequency domain reflectometry ») sur les cinq premiers centimètres des sols et des couverts de bryophytes de deux tourbières minérotrophes du milieu boréal Québécois (Canada).

Levrel, Grégor et Rousseau, Alain N. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3439-2124 (2010). Étalonnage de sondes FDR (« frequency domain reflectometry ») sur les cinq premiers centimètres des sols et des couverts de bryophytes de deux tourbières minérotrophes du milieu boréal Québécois (Canada). Canadian Journal of Remote Sensing , vol. 36 , nº 4. pp. 313-331. DOI: 10.5589/m10-051.

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Résumé

Afin d’envisager de cartographier les potentialités hydriques des sols boréaux du moyen nord québécois par la télédétection, il est nécessaire d’étalonner le signal radar vis-à-vis de ces zones nordiques dont un pourcentage élevé est occupé par des tourbières minérotrophes. Pour ce faire, des sondes FDR (« frequency domain reflectometry ») ont été implantées sur deux toubières minérotrophes représentatives, à proximité des infrastructures hydroélectriques de « La Forge » d’HydroQuébec, afin de suivre les variations d’humidité dans les couverts de bryophytes et les horizons pédologiques superficiels (données non présentées). Ces sondes FDR ont été placées de manière à prospecter les principaux environnements : platières sur-élevées, platières basses et buttes. Les étalonnages par défaut des sondes FDR, élaborés pour des sols minéraux, ne sont pas adaptés aux matériaux de cette étude. Il est donc nécessaire d’établir une relation entre la constante diélectrique apparente (K_a) et la teneur en eau volumique (θ_v), c’est le principal objectif de cet article. Ainsi, les environnements d’implantation des sondes ont été échantillonnés, plusieurs paliers de potentiel hydrique (h) leur ont été appliqués afin de déterminer des mesures équivalentes de θv et K_a. Une équation K_a–θ_v généralisable à l’ensemble des couverts a pu être mise au point. La comparaison des valeurs de θ_v mesurées au laboratoire et des valeurs de teneurs en eau volumiques obtenues avec un étalonnage par défaut (θFDR), confirme qu’il est indispensable d’effectuer des étalonnages spécifiques des sondes FDR vis-à-vis des sols organiques et des couverts de bryophytes pour ne pas sous-estimer les teneurs en eau volumiques réelles.

Abstract

To map the water content of Quebec’s northern boreal soils using remote sensing, it is necessary to calibrate the radar signal for fens (minerotrophic peatlands), which represent a high percentage of the land cover. Frequency domain reflectometry (FDR) probes were inserted in mosses and upper horizons (not presented here) of two representative minerotrophic peatlands, the “L’Abeille” (54°06′51.81″N, 72°30′03.73″O) and “La Chenille” (54°07′00.34″N, 72°30′15.43″O) fens, near Hydro-Quebec’s “La Forge” dam. The FDR probes were installed in the main environments located on both peatlands: plateaus (ridges, lawn plateaus), hollows (wet hollows, lower lawns, shallow pool margins), and hummocks (sphagnum hummocks and Pleurozium schreberi hummocks). However, the default calibrations of the FDR probes, performed for mineral soils, are not adapted to the materials analysed in this study. The main objective of this article was to establish specific relationships between apparent dielectric constants (K_a) and volumetric moisture contents (θ_v) for the organic soils and vegetative covers found in the studied peatlands. Hence, microenvironments (blanket mosses and upper peat horizons) were sampled and brought back into the laboratory. Several successive stable periods of pressure head (h) were applied to determine equivalent θ_v and Ka values. For all samples, a general equation K_a–θ_v was determined. The θ_v values measured in the laboratory were compared with values of volumetric moisture contents obtained with the default calibration (θFDR). The comparison confirmed that it is required to make specific FDR probe calibrations for organic soils and moss blankets, because default calibrations consistently underestimated actual volumetric moisture contents.

Type de document:	Article
Mots-clés libres:	tourbière;
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	04 août 2022 13:06
Dernière modification:	04 août 2022 13:06
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/10691

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