MontoroGirona2017

Référence

Montoro Girona, M. (2017) À la recherche de l’aménagement durable en forêt boréale : croissance, mortalité et régénération des pessières noires soumises à différents systèmes sylvicoles. Thèse de doctorat, Université du Québec à Chicoutimi. (URL )

Résumé

Le Canada est le troisième pays du monde en termes de surface forestière avec 347 millions d'hectares. Jusqu’à aujourd’hui, le traitement sylvicole le plus utilisé a été la coupe totale représentant 93% de la surface récoltée dans la forêt boréale canadienne. Les impacts de cette méthode de coupe sur la simplification des structures du peuplement, la perte de biodiversité et la durabilité de cette forêt sont bien connus. De ce fait, l’aménagement forestier écosystémique propose les coupes partielles comme alternative afin d’intégrer les objectifs écologiques, économiques et sociaux dans la planification sylvicole de façon à atteindre l’aménagement durable de la forêt boréale. Pour la mise en oeuvre de l'aménagement écosystémique, les coupes partielles sont de plus en plus utilisées comme traitement sylvicole pour l'exploitation forestière. Pourtant, il y a encore des modalités de coupes partielles qui ne sont pas suffisamment connues et étudiées dans le contexte de la forêt boréale canadienne, comme les coupes progressives régulières (CPR). La CPR est un système sylvicole classique qui n’a pas de forme adaptée à la forêt boréale et son application est jusqu’à maintenant demeurée marginale. Celle-ci vise la régénération des peuplements équiennes par l’installation de semis sous couvert avant la coupe finale, grâce à l’ouverture progressive du couvert instaurée par les coupes partielles. Ce système sylvicole à une approche prometteuse pour favoriser la croissance des arbres résiduels, car il crée les conditions nécessaires à la maximisation de la production résineuse. En conséquence, le développement de projets de recherche qui visent à étudier les réponses des peuplements soumis aux CPR sont nécessaires afin de trouver des alternatives d’aménagement et d’aborder un des plus grands défis de la foresterie canadienne : le développement durable de la forêt boréale. L’objectif principal de cette thèse de doctorat consiste à «évaluer l'effet à moyen terme des différents traitements de CPR sur la croissance, la mortalité et la régénération comme alternative sylvicole dans le cadre de l’aménagement forestier écosystémique des pessières noires boréales». Pour y répondre, 3 axes d’étude ont été créés pour étudier les réponses des forêts 10 ans après coupe: 1) Croissance des arbres résiduels, 2) Mortalité après coupe et 3) Régénération et croissance des semis. Notre dispositif expérimental est, à plusieurs égards, unique au monde, notamment parce qu’il est le premier concernant la CPR sur les pessières noires, et le premier portant sur des modalités adaptées aux opérations mécanisées. Il a été établi en 2003-2004, dans des peuplements matures et équiennes d’épinette noire au nord du Saguenay et sur la Côte-Nord. Le dispositif a pris en compte deux types de structure de forêts : denses et ouvertes. Il est composé de six blocs d’étude comprenant chacun trois traitements expérimentaux de CPR, une coupe totale, une réserve de semencier et un témoin sans intervention sylvicole. Des parcelles permanentes d’échantillonnage ont été établies avant coupe, ainsi qu’un suivi des sujets d’étude pendant 10 ans suite à l’intervention. Après l'intervention sylvicole des trois traitements de CPR et la réserve de semencier, les arbres résiduels ont enregistré une augmentation de la croissance radiale. Cet accroissement a été encore plus prononcé dans les peuplements jeunes et denses ainsi que dans les arbres localisés en bordure du sentier de récolte. Grâce à cette étude, l’effet bordure sur la croissance a été déterminé pour la première fois dans des peuplements équiennes d’épinette noire. Notre étude dendrochronologique a confirmé que tous les traitements de CPR ont été efficaces en termes de croissance radiale et sont influencés par : l’âge, la position spatiale, le diamètre, le traitement et le temps. Cependant, moins de 50% de la variation de la croissance des arbres après coupe a été expliquée. En conséquence, une autre étude avec une nouvelle méthodologie a été développée pour mieux comprendre la variabilité de la croissance, en utilisant des modèles individuels non linéaires. Cette nouvelle approche a réussi à caractériser la grande hétérogénéité des réponses des arbres en quatre patrons de croissance, lesquels ont été interprétés et décrits selon la théorie écologique en identifiant les facteurs impliqués. Cette méthodologie a permis de mieux comprendre la croissance de l’épinette noire après coupe partielle en expliquant entre 61 et 80% de la variabilité des arbres. L’étude de mortalité de ce projet de recherche est l’une des seules qui possède un gradient de coupe en forêt boréale, variant de 0 à 75% d’intensité de coupe. Les résultats révèlent que, 10 ans après traitement, les CPR étudiées montrent un niveau de mortalité entre 15 et 20% plus élevée que celle du témoin. Ces valeurs sont proches de la mortalité naturelle dans la région d’étude. En conséquence, les CPR ont minimisé les pertes après traitement, en comparaison avec la réserve de semencier qui ont enregistré des valeurs de mortalité d’environ 60% des arbres résiduels. 80% de la mortalité après coupe a été causée par des chablis et l’intensité de coupe a été l’un des facteurs principaux dans ce phénomène écologique. L’une des grandes contributions de cette étude a été la considération des types de mortalité (arbres cassés, renversés et morts debout), car la majorité des études précédentes n’ont pas pris en compte cette différentiation. Cette étude a également mis en évidence que ces types de mortalité sont des processus écologiques différents à considérer lors de future recherches. Ce design expérimental est l'un des rares dispositifs qui permet l’étude de la régénération 10 ans après l’intervention sylvicole dans le cadre de la foresterie québécoise, surtout grâce à l’incorporation des variables lumière et substrat dans la méthodologie. Cette recherche a déterminé que les CPR et la réserve de semencier sont des traitements capables de promouvoir et d’établir des niveaux de densité de régénération adéquats pour garantir la persistance des pessières noires. Nos analyses ont montré que la régénération de l’épinette noire est dépendante en grande majorité du substrat mais pas de la lumière, car le scarifiage a été le lit de germination le plus efficace pour favoriser l’établissement de semis. Cette étude a permis de mieux comprendre le processus de régénération des pessières noires et les facteurs qui conditionnent la croissance et la densité des semis après coupe partielle. La présente thèse démontre que les CPR sont une alternative sylvicole pertinente lors de l’implantation des stratégies d’aménagement forestier écosystémique en pessière noire. Les traitements étudiés ont promu la croissance des arbres résiduels, minimisé les pertes par chablis après coupe, en plus d’avoir favorisé l’établissement de la régénération afin de maintenir les bénéfices écologiques et économiques en forêt boréale. Les contributions de ce doctorat représentent une avancée de la connaissance dans le domaine de la sylviculture boréale, et plus spécifiquement, sur l’évaluation des coupes partielles dans le contexte du développement durable des forêts.

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@PHDTHESIS { MontoroGirona2017,
    AUTHOR = { Montoro Girona, M. },
    TITLE = { À la recherche de l’aménagement durable en forêt boréale : croissance, mortalité et régénération des pessières noires soumises à différents systèmes sylvicoles. },
    SCHOOL = { Université du Québec à Chicoutimi },
    YEAR = { 2017 },
    NOTE = { CEFTMS, Morin, H. and Lussier, J.-M. },
    ABSTRACT = { Le Canada est le troisième pays du monde en termes de surface forestière avec 347 millions d'hectares. Jusqu’à aujourd’hui, le traitement sylvicole le plus utilisé a été la coupe totale représentant 93% de la surface récoltée dans la forêt boréale canadienne. Les impacts de cette méthode de coupe sur la simplification des structures du peuplement, la perte de biodiversité et la durabilité de cette forêt sont bien connus. De ce fait, l’aménagement forestier écosystémique propose les coupes partielles comme alternative afin d’intégrer les objectifs écologiques, économiques et sociaux dans la planification sylvicole de façon à atteindre l’aménagement durable de la forêt boréale. Pour la mise en oeuvre de l'aménagement écosystémique, les coupes partielles sont de plus en plus utilisées comme traitement sylvicole pour l'exploitation forestière. Pourtant, il y a encore des modalités de coupes partielles qui ne sont pas suffisamment connues et étudiées dans le contexte de la forêt boréale canadienne, comme les coupes progressives régulières (CPR). La CPR est un système sylvicole classique qui n’a pas de forme adaptée à la forêt boréale et son application est jusqu’à maintenant demeurée marginale. Celle-ci vise la régénération des peuplements équiennes par l’installation de semis sous couvert avant la coupe finale, grâce à l’ouverture progressive du couvert instaurée par les coupes partielles. Ce système sylvicole à une approche prometteuse pour favoriser la croissance des arbres résiduels, car il crée les conditions nécessaires à la maximisation de la production résineuse. En conséquence, le développement de projets de recherche qui visent à étudier les réponses des peuplements soumis aux CPR sont nécessaires afin de trouver des alternatives d’aménagement et d’aborder un des plus grands défis de la foresterie canadienne : le développement durable de la forêt boréale. L’objectif principal de cette thèse de doctorat consiste à «évaluer l'effet à moyen terme des différents traitements de CPR sur la croissance, la mortalité et la régénération comme alternative sylvicole dans le cadre de l’aménagement forestier écosystémique des pessières noires boréales». Pour y répondre, 3 axes d’étude ont été créés pour étudier les réponses des forêts 10 ans après coupe: 1) Croissance des arbres résiduels, 2) Mortalité après coupe et 3) Régénération et croissance des semis. Notre dispositif expérimental est, à plusieurs égards, unique au monde, notamment parce qu’il est le premier concernant la CPR sur les pessières noires, et le premier portant sur des modalités adaptées aux opérations mécanisées. Il a été établi en 2003-2004, dans des peuplements matures et équiennes d’épinette noire au nord du Saguenay et sur la Côte-Nord. Le dispositif a pris en compte deux types de structure de forêts : denses et ouvertes. Il est composé de six blocs d’étude comprenant chacun trois traitements expérimentaux de CPR, une coupe totale, une réserve de semencier et un témoin sans intervention sylvicole. Des parcelles permanentes d’échantillonnage ont été établies avant coupe, ainsi qu’un suivi des sujets d’étude pendant 10 ans suite à l’intervention. Après l'intervention sylvicole des trois traitements de CPR et la réserve de semencier, les arbres résiduels ont enregistré une augmentation de la croissance radiale. Cet accroissement a été encore plus prononcé dans les peuplements jeunes et denses ainsi que dans les arbres localisés en bordure du sentier de récolte. Grâce à cette étude, l’effet bordure sur la croissance a été déterminé pour la première fois dans des peuplements équiennes d’épinette noire. Notre étude dendrochronologique a confirmé que tous les traitements de CPR ont été efficaces en termes de croissance radiale et sont influencés par : l’âge, la position spatiale, le diamètre, le traitement et le temps. Cependant, moins de 50% de la variation de la croissance des arbres après coupe a été expliquée. En conséquence, une autre étude avec une nouvelle méthodologie a été développée pour mieux comprendre la variabilité de la croissance, en utilisant des modèles individuels non linéaires. Cette nouvelle approche a réussi à caractériser la grande hétérogénéité des réponses des arbres en quatre patrons de croissance, lesquels ont été interprétés et décrits selon la théorie écologique en identifiant les facteurs impliqués. Cette méthodologie a permis de mieux comprendre la croissance de l’épinette noire après coupe partielle en expliquant entre 61 et 80% de la variabilité des arbres. L’étude de mortalité de ce projet de recherche est l’une des seules qui possède un gradient de coupe en forêt boréale, variant de 0 à 75% d’intensité de coupe. Les résultats révèlent que, 10 ans après traitement, les CPR étudiées montrent un niveau de mortalité entre 15 et 20% plus élevée que celle du témoin. Ces valeurs sont proches de la mortalité naturelle dans la région d’étude. En conséquence, les CPR ont minimisé les pertes après traitement, en comparaison avec la réserve de semencier qui ont enregistré des valeurs de mortalité d’environ 60% des arbres résiduels. 80% de la mortalité après coupe a été causée par des chablis et l’intensité de coupe a été l’un des facteurs principaux dans ce phénomène écologique. L’une des grandes contributions de cette étude a été la considération des types de mortalité (arbres cassés, renversés et morts debout), car la majorité des études précédentes n’ont pas pris en compte cette différentiation. Cette étude a également mis en évidence que ces types de mortalité sont des processus écologiques différents à considérer lors de future recherches. Ce design expérimental est l'un des rares dispositifs qui permet l’étude de la régénération 10 ans après l’intervention sylvicole dans le cadre de la foresterie québécoise, surtout grâce à l’incorporation des variables lumière et substrat dans la méthodologie. Cette recherche a déterminé que les CPR et la réserve de semencier sont des traitements capables de promouvoir et d’établir des niveaux de densité de régénération adéquats pour garantir la persistance des pessières noires. Nos analyses ont montré que la régénération de l’épinette noire est dépendante en grande majorité du substrat mais pas de la lumière, car le scarifiage a été le lit de germination le plus efficace pour favoriser l’établissement de semis. Cette étude a permis de mieux comprendre le processus de régénération des pessières noires et les facteurs qui conditionnent la croissance et la densité des semis après coupe partielle. La présente thèse démontre que les CPR sont une alternative sylvicole pertinente lors de l’implantation des stratégies d’aménagement forestier écosystémique en pessière noire. 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    OWNER = { Daniel Lesieur },
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