Emeline Chaste

Doctorat
Risques passés et futurs d’incendies, et leurs incidences sur la résilience de la forêt boréale de l’Est Canadien

Directeur: Martin Girardin
Codirecteurs: Christelle Hely-Alleaume, Yves Bergeron
Université du Québec à Montréal (UQAM - Québec) & École Pratiques des Hautes Études (EPHE - France)

Membre de:

• Chaire industrielle CRSNG-UQAT-UQAM en aménagement forestier durable (AFD) 
  
• Institut des Sciences de l'Évolution à Montpellier (ISEM) - Dynamique des Ecosystèmes et Changements Globaux 
  
• Programme de Modélisation de la Complexité de la Forêt 
  

Contact:

FORMATION

Doctorat en Sciences de l’Environnement (2013-2018)
Université du Québec à Montréal, Montréal, Quebec, Canada
École Pratique des Hautes Études, Montpellier, France

Master Écologie, Biodiversité et Évolution (EBE) (2010-2012)
Université de Paris-Sud XI, Paris, France

Licence de Biologie – Écologie (2007-2010)
Université de Paris-Sud XI, Paris, France

THÈMES DE RECHERCHE

• Écologie forestière
• Changements climatiques
• Perturbations naturelles
• Aménagement forestier
• Dynamique de végétation
• Modélisation

PROJETS EN COURS

Implémentation d'un sous-module 'Épidémie de la Tordeuse des Bourgeons de l'Épinette (TBE)' dans le modèle LPJ-LMfire.
Reconstruire l’Histoire des épidémies de TBE en forêt boréale de l’est canadien au cours des 6000 dernières années en réponse aux variations climatiques:
Comment les patrons spatio-temporel des épidémies de TBE ont évolués en relation avec la végétation, les feux et le climat?

Paramétrisation du modèle LPJ-LMfire pour les groupes d'espèces herbacées et arbustives au Canada.

DESCRIPTION DU PROJET DE DOCTORAT

Au Canada, la forêt boréale est influencée par le climat et un régime des feux spatialement hétérogène. Des modifications de la composition et de la structure de la forêt boréale sont anticipées en réponse à des conditions climatiques futures plus propices à l’activité des feux et aux stress hydriques. Une diminution importante des stocks de carbone et notamment de biomasse pourrait avoir des effets considérables sur l’industrie forestière et sur le réchauffement global en raison de l’émission vers l’atmosphère d’une quantité importante de carbone, notamment au cours des incendies. Malgré son importance écologique et socioéconomique, l’avenir de la forêt boréale canadienne semble très incertain car les impacts potentiels des changements climatiques futurs sur les processus écosystémiques et les stocks de biomasse sont encore mal compris. Ainsi, il est nécessaire d’approfondir nos connaissances sur les effets des changements climatiques sur la forêt boréale au Canada en lien avec le régime des feux. Ces connaissances devraient contribuer au développement de stratégies d’adaptation fiables au sein du secteur forestier.

L’objectif principal de ce doctorat est d’anticiper les conséquences des changements climatiques sur la dynamique de végétation et des incendies, et de caractériser leurs effets conjoints sur la résilience de la forêt boréale de l’Est canadien de part et d’autre de la limite nordique des forêts sous aménagement. Pour ce faire, des simulations sont réalisées avec le modèle de la dynamique globale de végétation LPJ-LMfire qui modélise la dynamique de la forêt en réponse aux variations climatiques et à l’occurrence des feux. Nos trois objectifs sont :

1. Reconstruire l’activité de feux en forêt boréale de l’Est canadien au cours du dernier siècle (1901-2012) avec le modèle LPJ-LMfire:
Comment les patrons spatio-temporel des feux ont évolués en relation avec la végétation et le climat?

2. Projeter l’impact des changements climatiques sur la végétation et les feux en forêt boréale de l’est canadien de 1950 à 2100:
Est-ce que l’augmentation des conditions météorologiques extrêmes, des concentrations de CO₂ atmosphériques et des incendies prévues pour les prochaines décennies pourraient entraîner des changements brusques de la biomasse des espèces dominantes dans la forêt boréale de l'est du Canada?

3. Simuler les trajectoires temporelles des feux et de la végétation en forêt boréale de l’Est canadien au cours des 6000 dernières années avec le modèle LPJ-LMfire:
Quelles sont les relations étroites qui ont existé entre le climat, le feu et la végétation depuis que la dernière déglaciation?

Cette étude propose pour la première fois des simulations effectuées avec le modèle LPJ-LMfire sur une longue échelle temporelle (passé, présent et futur) et à haute résolution spatiale sur la forêt boréale de l’Est canadien. Toutes les simulations réalisées avec LPJ-LMfire ont été effectuées au pas de temps mensuel sur une grille de 10 x 10 km de résolution couvrant la forêt boréale qui s’étend de la province du Manitoba à l’Ouest jusqu’à la province maritime de Terre-Neuve à l’Est.

CODE SOURCE

• Kaplan, J. O., Pfeiffer, M., and Chaste, E.: ARVEResearch/LPJ-LMfire: LPJ-LMfire (Version v1.3), Zenodo, https://doi.org/10.5281/zenodo.1184589.

PUBLICATIONS

• Hély, C., Chaste, E., Remy, C., Girardin, M.P., Blarquez, O., Bergeron, Y., Ali, A.A. Submitted. Fire models at the service of paleoecology: fire size and spring fires as key processes in differentiating mixedwood from coniferous boreal forests.
• Chaste, E., Girardin, M.P., Kaplan, J.O., Bergeron, Y., Hély, C. 2019. Increases in heat-induced tree mortality could drive reductions of biomass resources in Canada’s managed boreal forest. Landscape Ecology, 34(2), 403–426, https://doi.org/10.1007/s10980-019-00780-4.
• Chaste, E., Girardin, M.P., Kaplan, J.O., Portier, J., Bergeron, Y., Hély, C. 2018. The pyrogeography of eastern boreal Canada from 1901 to 2012 simulated with the LPJ-LMfire model. Biogeosciences, 15(5), 1273-1292, doi:10.5194/bg-15-1273-2018. PDF Δ

PRÉSENTATIONS ORALES

• Chaste, E.. Simulation of vegetation dynamics in eastern boreal North America during pre-industrial times using LPJ-LMfire. Canadian and American Quaternary Associations (CANQUA-AMQUA) Conference, Carleton University (Ontario,Canada), August 7 – 11, 2018. PDF 
• Chaste, E.. The pyrogeography of eastern boreal Canada from 1901 to 2012 simulated with the LPJ-LMfire model. 11th North American Forest Ecology Workshop (NAFEW) in Edmonton, Alberta, Canada. June 19-22, 2017. PDF 
• Chaste, E.. Pyrogéographie en forêt boréale de l'est du Canada entre 1901 et 2012 avec le modèle LPJ-LMfire. Colloque du CEF les 1er et 2 mai 2017 à l'Université du Québec à Montréal. PDF 
• Chaste, E.. Évolution de la productivité de la forêt boréale de l’est du Canada de 1901 à 2012 simulée à l’aide d’un modèle dynamique de végétation (LPJ-LMfire). Colloque "Variabilité naturelle des paysages forestiers" au Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, Direction de la recherche forestière à Québec, les 30 et 31 mars 2016.

AFFICHES

• Chaste, E., Girardin, M.P., Hély, C., Bergeron, Y et Kaplan, J.O. Application du modèle LPJ-LMfire à la forêt boréale de l’Est Canadien. Colloque du CEF le 1er mai 2015 à l'Université du Québec à Rimouski. PDF 
• Chaste, E., Girardin, M.P., Hély, C., Bergeron, Y et Kaplan, J.O. Risques passés et futurs d’incendies et d’épidémies de la Tordeuse des Bourgeons de l’Épinette, et leur incidence sur la résilience et la productivité de la forêt boréale Nord Américaine. École d'été du programme MCF du 2 au 6 juin 2014 à la Forêt Montmorency. PDF 

AUTRES COMMUNICATIONS

• Chaste, E.. Impacts des changements climatiques sur la forêt boréale en relation avec les perturbations naturelles : Approche de modélisation avec LPJ-LMfire. Conférence dans le cadre du cours Geo-1110 à l'Université du Québec à Montréal en mars 2017. PDF