Maude Perrault-Hébert

Étudiante à la maîtrise en sciences géographiques
Modélisation de la régénération de l'épinette noire suite à des perturbations successives
Université de Sherbrooke

Directeur: Richard Fournier
Codirecteur: Yan Boucher et François Girard
Partenaire: Frank Grenon 

Problématique et Objectif de l'étude

En forêt boréale, le feu est le principal agent contrôlant l’âge, la composition et la structure des paysages forestiers (Cyr et al. 2009). Les effets du feu sur les caractéristiques des peuplements résultent de l’intervalle de retour entre chaque feu, de leur taille et de leur sévérité (Vaillancourt et al. 2008). Depuis plus de 50 ans, les coupes industrielles se sont cependant ajoutées aux feux afin de former un nouveau régime de perturbation qui a entraîné une augmentation de la proportion de jeunes peuplements en forêt boréale (Cyr et al. 2009). Dans les prochaines années, le déploiement des coupes vers le nord (Perron et al. 2008) combiné à l’augmentation prévue de la fréquence des feux en forêt boréale (Bergeron et al. 2010) est donc susceptible d’accentuer l’occurrence de perturbations successives dans des peuplements en croissance. Des études récentes démontrent que l’impact à long terme de ces perturbations successives peut provoquer une ouverture des peuplements d’épinette noire (Girard et al. 2009; Côté et al. 2013). Ce phénomène se produit lorsque les peuplements d’épinette brûlent avant d’avoir atteint leur maturité sexuelle. Les pessières à mousse affectées par ces accidents de régénération s’ouvrent et se régénèrent alors en lande à lichen ou à éricacée (Mallik 2003; Girard et al. 2008). En plus des perturbations successives, d’autres facteurs limitatifs à la régénération de l’épinette noire peuvent aussi contribuer au risque d’accident de régénération comme la sévérité des feux, la présence d’éricacées ou l’humidité des sols.

Face à ces constats, il est raisonnable de croire que les activités anthropiques combinées aux changements globaux augmenteront les risques d’accident de régénération de l’épinette noire en forêt boréale continue. Ces pertes de productivité pourraient d’ailleurs avoir des conséquences importantes sur les approvisionnements à long terme en matière ligneuse ainsi que sur le maintien de la biodiversité et sur la viabilité des écosystèmes. La surveillance de ces accidents de régénération se fait présentement à l’aide d’inventaires terrain coûteux, couvrant seulement une infime proportion du territoire. La disponibilité grandissante d’images satellitaires et un grand choix de couches d'information spatiale décrivant les variables forestières offrent un potentiel intéressant pour évaluer la régénération sur de grands territoires. Dans les dernières années, le potentiel de la télédétection pour cartographier les facteurs limitatifs à la régénération telle la sévérité du feu a d'ailleurs été démontré (Key and Benson 2006; French et al. 2008). Notons aussi que le ministère des Forêts, de la Faune, et des Parcs (MFFP) réalise, environ tous les 10 ans, des inventaires forestiers qui permettent de cartographier les caractéristiques écologiques et physiques des peuplements.

Dans un contexte d’aménagement écosystémique, le maintien de la productivité et de la résilience des forêts sont des enjeux importants. Il importe donc de mieux comprendre les mécanismes qui favorisent ou nuisent à la régénération des écosystèmes à la suite de perturbations. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettrait entre autres la mise en place d’outils efficaces pour appuyer les décisions d’aménagement forestier. L’objectif principal de cette étude vise donc le développement d’un modèle prédictif et spatialement explicite de la régénération de l’épinette noire à partir des principaux facteurs expliquant son établissement à la suite de perturbations successives. L’objectif spécifique est, quant à lui, d’utiliser des données accessibles comme les inventaires forestiers provinciaux et l’indice spectral de sévérité des feux « differenced Normalized Burn Ratio » afin de faciliter la mise en place du modèle dans un environnement cartographique interactif et opérationnel. Ces objectifs s’appuient sur l’hypothèse qu’une surveillance, spatialement explicite, utilisant les données accessibles, permettraient de localiser rapidement les secteurs où du reboisement serait nécessaire à la suite de perturbation successive.



Références

Bergeron Y., Cyr D., Girardin M. P. and Carcaillet C. (2010) Will climate change drive 21st century burn rates in Canadian boreal forest outside of its natural variability: collating global climate model experiments with sedimentary charcoal dat. International Journal of Wildland Fire. Vol. 19, p. 1127-1139.
Côté D., Girard F., Hébert F. o., Bouchard S., Gagnon R. and Lord D. (2013) Is the closed-crown boreal forest resilient after successive stand disturbances? A quantitative demonstration froma case study. Journal of Vegetation Science. Vol. 24, p. 664-674.
Cyr D., Gauthier S., Bergeron Y. and Carcaillet C. (2009) Forest management is driving the eastern north american boreal forest outside its natural range of variability. Frontiers in Ecology and the Environment. Vol. 7(10), p. 519-524.
French N. H. F., Kasischke E. S., Hall R. J., Murphy K. A., Verbyla D. L., Hoy E. E. and Allan J. L. (2008) Using Landsat data to assess fire and burn severity in the North American boreal forest region: an overview and summary of results. International Journal of Wildland Fire. Vol. 17, p. 443-462.
Girard F., Payette S. and Gagnon R. (2008) Rapid expansion of lichen woodlands within the closed-crown boreal forest zone over the last 50 years caused by stand disturbances in eastern Canada. Journal of Biogeography. Vol. 35, p. 529-537.
Girard F., Payette S. and Gagnon R. (2009) Origin of the lichen-spruce woodland in the closed-crown forest zone of eastern Canada. Global Ecology and Biogeography. Vol. 18, p. 291-303.
Key C. H. and Benson N. C. (2006) Landscape Assessment (LA) : Sampling and analysis methods. 55 p.
Mallik A. U. (2003) Conifer regeneration problems in boreal and temperate forests with ericaceous understory: role of disturbance, seedbed limitation, and keytsone species change. Critical Reviews in Plant Sciences. Vol. 22(3&4), p. 341-366.
Perron N., Bélanger L. and Vaillancourt M.-A. (2008). « Organisation spatiale des peuplements et de la forêt résiduelle sous régimes de feu et de coupes ». (Chapitre 6), dans S. Gauthier, M.-A. Vaillancourt, A. Leduc et al., Aménagement écosystémique en forêt boréale. Presse de l'Université du Québec. p.137-163.
Vaillancourt M.-A., De Grandpré L., Gauthier S., Leduc A., Kneeshaw D., Claveau Y. and Bergeron Y. (2008). « Comment les perturbations naturelles peuvent-elles contituer unguide pour l'aménagement forestier écosystémique » dans S. Gauthier, M.-A. Vaillancourt, A. Leduc et al., Aménagement écosystémique en forêt boréale. Presse de l'Université du Québec. p.41-60.

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