Mon programme de recherche est centré sur trois thèmes: (1) l’écologie spatiale (2) les causes et les conséquences de la biodiversité dans les écosystèmes aquatiques et (3) l’écologie d’invasion. Globalement, ces thèmes sont liés par mon intérêt pour l’écologie communautaire, particulièrement dans les communautés de planctons. Dans mes recherches, j’utilise une variété d’approches essentiellement basées sur le terrain, pour des études à grande échelle de lacs entiers à des études à plus petite échelle de mésocosmes et de la modélisation. Je cherche à lier mon intérêt de la théorie écologique fondamentale de comment la dynamique de populations structure les communautés aquatiques avec les enjeux qui affectent les écosystèmes d’espèces exotiques, le changement climatique globale et la qualité de l’eau.

Nous modélisons les facteurs naturels et humains responsables de la qualité chimique (éléments nutritifs, carbone organique, polluants métalliques) et biologique (biomasse planctonique, cyanobactéries) des eaux dans les grands fleuves et les lacs.

Prévoir la vulnérabilité et la sensibilité de l'écosystème aquatique aux stresseurs

• Impacts cumulatifs des activités humaines sur l’écosystème aquatique et les milieux humides du Saint-Laurent
• Contrôle environnemental des cyanobactéries en rivières
• Effets des variations climatiques et des conditions de niveau d’eau sur la productivité et la diversité des plantes aquatiques
• Vulnérabilité des communautés littorales aux plantes envahissantes
• Eutrophisation de l’écosystème aquatique

Les écosystèmes aquatiques sont des “points-chauds” biogéochimiques dans un paysage complexe exposé à des changements rapides en termes d’utilisation du territoire, d’hydrologie et de climat. Les voies qui relient ces pressions dans le paysage au fonctionnement des écosystèmes aquatiques demeurent mal comprises, cependant, dû à des difficultés fondamentales qui limitent notre capacité à transposer les connaissances acquises sur les processus locaux pour comprendre les patrons à grande échelle.

Ma recherche est à l’interface de la biogéochimie et de l’écologie du paysage et se concentre sur le couplage entre les processus écologiques et biogéochimiques à travers des gradients environnementaux, lesquels dictent les patrons temporels et spatiaux de la matière organique dissoute (MOD), une variable maîtresse avec des effets directs et indirects sur virtuellement tous les processus qui ont cours dans les lacs, rivières et milieux humides. Le but ultime de mon programme de recherche est de d’identifier les voies biogéochimiques qui relient les changements rapides dans le paysage au sort du carbone, des nutriments et des contaminants dans les eaux continentales.

Projets en cours

• La biogéochimie de la MOD dans les écosystèmes aquatiques. Comment l’hydrologie, le couvert de surface et l’utilisation du territoire affectent-ils les propriétés optiques et chimiques de la MOD, sa dégradabilité, et ses impacts sur les processus aquatiques?
• L’importance des échelles spatiales pour relier les propriétés du climat, du paysage et des écosystèmes aquatiques. Comment des variables avec des structures spatiales contrastées sont-elles reliées à travers les échelles spatiales, et comment cela se traduit dans les patrons sub-continentaux en biogéochimie aquatique?
• Couplage dans les dynamiques du carbone, des nutriments et des contaminants à travers des gradients environnementaux. Comment des pressions reliées à l’activité humaine (utilisation du territoire, développement hydro-électrique, changements climatiques) affectent le couplage dans les sites et les moments clés impliqués dans les pertes et les gains de carbone, de nutriments et de contaminants au niveau du paysage?

Nos recherches visent à quantifier la manière dont le fonctionnement des écosystèmes aquatiques réagit aux changements globaux. Plus précisément, nous nous concentrons sur le cycle biogéochimique de l'azote, du phosphore et du carbone, et nous caractérisons la façon dont les plantes, les organismes, les activités humaines et le climat dans différents paysages modifient les stocks et les flux de ces éléments et influencent la qualité globale de l'eau. Notre travail vise à fournir des orientations en comprenant les différents points de contrôle biogéochimique pour la protection à long terme de nos écosystèmes aquatiques et les services écosystémiques qu'ils fournissent.

Le programme de recherche de la professeure Bernadette Pinel-Alloul se concentre sur l’écologie du plancton. Elle étudie la variation du plancton dans l’espace, en particulier ce qui influence sa répartition et sa composition (ex. : l’acidité de l’eau, l'eutrophisation, l’utilisation du bassin versant, leur niveau dans la chaîne alimentaire). De façon plus appliquée, elle étudie l’impact de l’environnement naturel et de l’être humain sur ces organismes : coupes forestières, précipitations acides, mise en eau de réservoirs nordiques, eutrophisation des lacs, contamination aux métaux lourds, etc.

La plupart de la diversité génétique et métabolique qui existe - et a existé depuis des milliards d'années - est de nature microbienne. Plus impressionnant que l'énorme quantité de diversité microbienne est sa nature dynamique: les microbes sont constamment en train d'évoluer et de s'adapter à leur environnement. Notre programme de recherche suit l'évolution des populations microbiennes en temps réel, en utilisant le séquençage de génomes (de souches individuelles) et de métagénomes (l'ADN de communautés entières) afin de comprendre leur évolution et prédire comment ils s'adaptent à des environnements changeants. Par exemple:

1. les eaux douces qui subissent des proliférations saisonnières de cyanobactéries,
2. l'intestin humain, en se concentrant sur les infections de choléra,
3. les virus hemorragiques (Lassa et Ebola),
4. l'évolution de l'antibiorésistance en Mycobacterium tuberculosis.