Guillaume Sainte-Marie

Doctorat
Passer la sylviculture dans la tordeuse : évaluation des traitements préventifs face aux pertes de bois liées à la tordeuse des bourgeons de l’épinette

Université du Québec à Montréal

Directeur: Daniel Kneeshaw
Codirecteur: David A. MacLean, University of New-Brunswick


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Résumé du projet

Il est généralement attendu qu’au Québec, l’épidémie de tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) en cours sera moins sévère que la précédente ayant eu lieu dans les années 70 et 80. Cette croyance se base sur trois raisons principales:

  • le jeune âge des peuplements de sapin actuels (hôte principal de la TBE), réduisant leur vulnérabilité,
  • la proportion croissante d’espèces feuillues dans les sapinières, les feuillus étant reconnus pour créer un effet protecteur contre la défoliation par la TBE (abondance accrue d’ennemis naturels et barrière potentielle à la dispersion) et
  • les importants efforts sylvicoles accomplis depuis la dernière épidémie visant à augmenter les proportions d’épinette noire, un hôte mineur.

Toutefois, les effets de ces changements sur la vulnérabilité des forêts face à la TBE et sur l’approvisionnement en bois à court et long terme demeurent méconnus. Cette thèse a investigué cette question sous trois angles : 1) le passé, en observant les changements ayant eu lieu depuis un passé récent, 2) la variabilité, en évaluant la dynamique successionnelle sur un large spectre du domaine de la sapinière et 3) le futur, en simulant les interactions entre l'aménagement et la TBE sur un horizon de temps couvrant plusieurs épidémies successives.

Dans un premier temps, nous avons évalué l’efficacité de différentes approches sylvicoles appliquées depuis la dernière épidémie à modifier la composition forestière, diminuer la vulnérabilité des forêts à la TBE et augmenter l’approvisionnement en bois résineux suite à une épidémie future (Voir l'article ). Les différentes stratégies sylvicoles préventives observées consistaient à diminuer l’abondance de sapin au profit d’une proportion accrue de feuillus (i.e. sans traitement de régénération après coupe), diminuer l’abondance de sapin au profit d’une proportion accrue d’épinette (au moyen de plantation et/ou éclaircie précommerciale) et finalement maintenir la composition initiale dominée par le sapin (au moyen d’éclaircie précommerciale). Nous avons sélectionné une sapinière de l’est du Québec ayant subi d’importants travaux sylvicoles et utilisé un système d’aide à la décision afin de simuler et comparer l’impact d’épidémies de sévérité variées ayant lieu en 1985 (lors de la dernière épidémie) et 2004 (10 ans après l’épidémie). Il est apparu que la stratégie centrée sur l’épinette était particulièrement efficace à diminuer la vulnérabilité et augmenter l’approvisionnement résineux après épidémie. Or, malgré l’abondante superficie traitée sous aménagement intensif, une minorité seulement a réussi à maintenir le couvert résineux ou augmenter l’abondance d’épinette, compte tenu de la forte végétation compétitrice. L’approche centrée sur les feuillus a, quant à elle, réussi à diminuer la vulnérabilité des forêts, mais l’effet protecteur des feuillus sur la défoliation n’a pu compenser les pertes d’approvisionnement résineux liées au remplacement des résineux par les feuillus.
Dans un deuxième temps, il s’imposait de mieux comprendre les causes de l’augmentation d’abondance des feuillus en sapinière, compte tenu de la présence souvent simultanée des coupes et de la TBE dans les mêmes paysages. Pour ce faire, nous avons comparé l’effet des coupes forestières et de la TBE sur la composition dominante et l’approvisionnement en bois 30 ans après perturbation selon un gradient longitudinal du domaine de la sapinière du Québec. Trois territoires ont été sélectionnés dans l’ouest (Abitibi), le centre (Mauricie) et l’est du Québec (Gaspésie), selon une sévérité d’épidémie de TBE croissante d’ouest en est, une abondance régionale croissante de sapin et décroissante de feuillus d’ouest en est. À la lumière des résultats, les coupes forestières n’ont pas systématiquement augmenté l’abondance de feuillus, de même que la TBE n’a pas systématiquement favorisé les résineux. La composition régionale s’est avérée importante pour prédire la composition après perturbation, mais bien que la composition du peuplement avant perturbation s’est avérée le facteur le plus déterminant, la composition dominante a montré la présence simultanée dans chaque région de patrons successionnels cycliques (retour vers la composition pré-perturbation) et alternés (feuillu vers résineux et vice-versa). L’approvisionnement en bois est demeuré quant à lieu beaucoup plus stable, suggérant un sous-couvert plus résistant que le couvert dominant face à ces perturbations. Nos résultats suggèrent donc que les causes de l’enfeuillement depuis la dernière épidémie sont multiples et cet enfeuillement pourrait ne plus être perceptible lorsque ces peuplements seront à maturité.
Dans un dernier temps, nous avons évalué l’efficacité des approches sylvicoles présentés au premier chapitre (aménagement centré sur les feuillus et centré sur les épinettes, et non-aménagé) à réduire la vulnérabilité des forêts à la TBE et le risque d’épidémie sévère sur un horizon de plusieurs épidémies successives futures. Des simulations spatiales à long terme et à l’échelle du paysage ont été effectuées à l’aide du modèle de dynamique forestière LANDIS-II sur un territoire du centre du Québec, divisé en sites de 10 ha de résolution. Nous avons estimé, à partir de 54 séries de trois épidémies successives, la réduction en biomasse moyenne et cumulative dues à la mortalité des hôtes pour chaque site de même que la probabilité d’épidémie sévère en fonction de la sévérité des épidémies précédentes. Bien que les réductions en biomasse sont apparues faibles, encore ici la stratégie centrée sur l’épinette a été la plus efficace pour limiter les pertes, avec des réductions moyennes de 3%, 5% et 9% de la biomasse résineuse pour l’aménagement centré sur l’épinette, les feuillus et le scénario sans aménagement. En général, l’aménagement a diminué les pertes par mortalité liées à la TBE, mais pas dans les peuplements de sapin laissés derrière, où les réductions en biomasse étaient de 1.4 à 1.5 fois supérieures à celles en forêt aménagée. Plus amples analyses à long terme sur des territoires à composition variée seront nécessaires afin de déterminer si les modifications de composition à grande échelle peuvent effectivement avoir des effets pervers sur la mortalité des sapinières résiduelles.

En somme, cette thèse montre que:


l’approche préventive s’avère globalement efficace pour diminuer la vulnérabilité face à la TBE, mais l’approvisionnement en bois résineux ne s’améliore pas nécessairement.

la récolte forestière en tant que telle, de même que l’aménagement pratiqué actuellement, avec sa diversité de traitements ayant des avantages différents et complémentaires, n’est pas si néfaste en soi d'un point de vue aménagement forestier durable.

Par contre, contrairement à la croyance populaire, les changements de composition observés depuis la dernière épidémie ne sont pas un gage de protection face à la prochaine épidémie de TBE.


Ces aspects, parallèlement à la réévaluation des traitements sylvicoles face à une forte végétation compétitrice, constituent sans aucun doute les principales recommandations à tirer de cette thèse.



Formation académique:

  • Doctorat en sciences de l'environnement, Université du Québec à Montréal, Montréal, 2016.
  • Maîtrise en biologie, Université du Québec à Montréal, Montréal, 2009.
  • Baccalauréat en aménagement et environnements forestiers, Université Laval, Québec (2006) et Université de la Colombie-Britannique, Vancouver (2003).
  • DEP en charpenterie-menuiserie, école des métiers de la construction de Montréal, Montréal, 2002.
  • DEC en sciences de la nature, collège Édouard-Montpetit et collège de Maisonneuve, 2000.



Publications:

Articles scientifiques:

Sainte-Marie, G.B. Kneeshaw, D.D. MacLean, D.A. Hennigar, C.R. 2015. Estimating forest vulnerability to the next spruce budworm outbreak: will past silvicultural efforts pay dividends? Can. J. For. Res. 45(3):314-324 Voir l'article 

Boulanger, Y. Cyr, D. Taylor, A. Price, D.T., Sainte-Marie, G.B.. In Review. Effects of climate change on central and eastern Canadian Forests: insights from a forest landscape model. Landscape Ecology.

Sainte-Marie, G. 2016. Passer la sylviculture dans la tordeuse : évaluation des traitements préventifs face aux pertes de bois liées à la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Thèse de doctorat, Institut des sciences de l'environnement. Université du Québec à Montréal, Montreal, QC, Canada. p. 127.

Sainte-Marie, G. 2014. Ecological feedbacks of forest composition manipulations; consequences on insect outbreak regimes and ecosystem stability. Rapport de synthèse, Institut des sciences de l'environnement. Université du Québec à Montréal, Montreal, QC, Canada. 48 p.

Sainte-Marie, G. 2009. Interactions entre le peuplier faux-tremble et l’epinette noire en foret boreale de l’ouest du quebec. Mémoire de maîtrise en biologie, Université du Québec à Montréal. 77 p.

Articles vulgarisés:

Sainte-Marie, G. 2009. Maintenir du tremble dans les pessières, une précaution qui ne coûte rien! Le couvert boréal. Été 2009. p.12-13 Voir le sommaire 

Autres: "Prévoir la nature: prédiction ou présomption?", "La ruée vers les biocarburants", "La forêt boréale, source de carbone et de controverses", paru dans Le panoptique (web magazine d'actualité).

Affiches:

Sainte-Marie, G. Kneeshaw, D. 2015. Face à la tordeuse, couper ou ne pas couper? Là est la question! 17e colloque de la chaire en aménagement forestier durable, 2 décembre 2015, Rouyn-Noranda. Voir l'affiche 

Sainte-Marie, G. Leduc, A. et Bergeron, Y. 2007. Le tremble et l'épinette noire, de bons voisins? 9e colloque de la chaire en aménagement forestier durable, 5 décembre 2007, Rouyn-Noranda. Voir l'affiche 

Sainte-Marie, G. Leduc, A. et Bergeron, Y. 2007. Effets de compétition entre le tremble et l'épinette noire sur la croissance radiale en Abitibi. Carrefour de la recherche forestière, 19-20 septembre, Québec. [Kiosque réalisé grâce à une bourse du MRNF pour un projet de maîtrise]. Voir les affiches 

  • Le peuplier faux tremble et l’épinette noire en forêt boréale: de la coexistence à la facilitation.
  • La forêt boréale mixte de l’abitibi et les contraintes rencontrées.
  • Comment faire parler les données?
  • Prémisses, hypothèses et répercussions de l’étude.
  • Résultats préliminaires.

Documentaire:

Sainte-Marie, G. et Khasa, D. 2005. Mission de foresterie internationale au Brésil. Documentaire vidéo réalisé pour la faculté de foresterie, géomatique et géographie de l'Université Laval. 22 min.


Implications:




Comité exécutif du CEF
Membre du comité exécutif du CEF en tant que représentant étudiant (2012-2015)




CONFOR 2008 Congrès d'étudiants gradués en sc. forestières

Membre du comité d'organisation (articles et documents promotionnels)


Où: centre de villégiature Jouvence, au Parc national du Mont-Orford
Quand: du 31 janvier au 3 février 2008



Ultimate frisbee :)

Fier joueur de frisbee vétéran, depuis 2006







Autres liens:





Page personnelle
sur le site de la chaire en aménagement forestier durable

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11e Colloque
du CEF
 

 
1 et 2
mai 2017

 
Coeur des sciences de l'UQAM

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25-26 mai | Université Laval

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CEF-Formation

Introduction aux systèmes d'information géographique avec QGIS
20-22 mars 2017 | Univ. Laval

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Cours du CEF

Analyse des pistes et modélisation par équations structurelles pour écologistes 
1–5 mai 2017 | Université de Sherbrooke
Path analysis and structural equation modelling for ecologists 
May 1–5 2017 | Université de Sherbrooke
Cours d'été: Terrain avancé en environnement (GÉO 6041) 
Cours aux cycles supérieurs de 3 crédits offert par François Girard, du 2 au 7 juillet 2017 à la Forêt Montmorency non loin de Québec.
Cours d’été en statistiques bayésiennes – Summer school in Bayesian statistics 
École d’été en statistiques bayésiennes. Maximum de 20 participants.
14 au 18 août | Orford Musique (à 30 minutes de Sherbrooke)
Cours sur la complexité 
24-29 septembre 2017, Toscane, Italie

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...Une exposition
virtuelle sur l'arbre!

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CEF-Référence
La référence vedette !

Jérémie Alluard (2016) Les statistiques au moments de la rédaction 

  • Ce document a pour but de guider les étudiants à intégrer de manière appropriée une analyse statistique dans leur rapport de recherche.

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