Nicolas Bélanger

Membre régulier
Sols forestiers et biogéochimie

Professeur
Département science et technologie
Université TÉLUQ
5800 rue Saint-Denis
Bureau 1105
Montréal, Québec, H2S 3L5

Téléphone: (514) 843-2015 ext. 2007

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FORMATION

• Ph.D. sciences des ressources naturelles, 2000, Université McGill
• M.Sc. sciences de l'environnement, 1996, UQAM
• B.Sc. géographie physique et sciences de l'environnement, 1994, UQAM

BIOGRAPHIE

• Professeur titulaire, 2012 à aujourd'hui, Département Science et technologie, Téluq, Université du Québec
• Professeur agrégé, 2009 à 2012, Département Science et technologie, Téluq, Université du Québec
• Chercheur scientifique sénior, 2008, Areva Resources Canada
• Professeur adjoint, 2004 à 2008, Département des sciences du sol, Université de la Saskatchewan
• Post-doctorat, 2000 à 2004, Centre de foresterie des Laurentides/Groupe de recherche en écologie forestière interuniversitaire

THÈMES DE RECHERCHE

Nicolas s'intéresse tout particulièrement aux cycles des éléments nutritifs en forêt et en plantation, à la nutrition et à la productivité des arbres ainsi qu'à la séquestration du carbone dans les sols et la biomasse épigée. Il travaille aussi sur les impacts des stress anthropiques (ex. récolte forestière, pollution de l'air et changements climatiques) et les perturbations naturelles (ex. feu) sur la santé et la vigueur des forêts. Enfin, il cherche à maximiser la croissance de cultures très intensives de saule et de peuplier pour la production de biomasse, la séquestration du carbone et la bioénergie en développant des modèles pédoclimatiques pour sélectionner les sites les plus productifs et en utilisant les matières résiduelles comme amendement des sols. Voici des exemples de projets en cours.

1- Acclimatation des forêts du sud du Québec aux changements climatiques

La forêt couvre plus de 60 % du territoire québécois et constitue un habitat privilégié pour la très grande majorité des organismes vivants que l'on retrouve au Québec. Elle fournit aussi de nombreux services écologiques, sociaux et économiques inestimables pour le Québec. Cependant, cette forêt est affectée par des changements du climat qui risquent de la fragiliser. Par l’entremise d’une subvention pour l’achat d’équipements scientifiques à la fine pointe de la technologie, l’équipe du professeur Bélanger a mis en place des dispositifs de suivi de processus écologiques dans la forêt feuillue du Sud du Québec afin de mieux comprendre l’acclimatation des espèces forestières aux changements climatiques. Des expériences de réchauffement des sols et de l’air sont menées (hausse simulée de 2 à 3 C) dans de petites parcelles. Le suivi inclut une série de paramètres importants comme les conditions hydro-climatiques de l’air et des sols, la disponibilité des nutriments, l’utilisation de l’eau par les arbres, la croissance des arbres, le débourrement des feuilles au printemps et l’aoutement, les échanges gazeux des sols (CO₂, CH₄, N₂O), l’émergence et l’activité des insectes, le broutage des feuilles des semis par les animaux, la diversité et l’abondance des microorganismes du sol et des feuilles, et la diversité végétale. De plus, une expérience de transplantation dans la forêt boréale mixte (où nous testons aussi les effets du réchauffement du sol) permet (1) de tester si les espèces forestières du sud sont capables de migrer vers le Nord compte tenu du réchauffement du climat et (2) d’identifier les espèces à privilégier dans un contexte de migration assistée. Avec l’information générée à partir de ces dispositifs, l’équipe désire développer de meilleurs modèles de simulation afin de proposer aux décideurs et aux gestionnaires de la forêt des mesures de mitigation pour minimiser les impacts négatifs des changements globaux.

2- Impacts des matières résiduelles fertilisantes sur la nutrition et la croissance des arbres

L'usage des matières résiduelles fertilisantes (ex. biosolides, boues de chaux, cendres) en agriculture est aujourd'hui très répandu. Ses effets bénéfiques sur le rendement des récoltes sont incontestés et les risques sur la santé des écosystèmes et des humains sont faibles si les applications sont faites selon les règles de l’art. C'est aussi une façon efficace de disposer des résidus, lesquels seraient autrement éliminés dans les sites d'enfouissement ou incinérés. En ce sens, la politique québécoise de gestion des matières résiduelles vise à ce que les municipalités et les diverses industries recyclent d'ici 2020 l’ensemble des résidus organiques qu'elles génèreront. L'industrie forestière québécoise commence à utiliser les biosolides papetiers et d'autres résidus comme les boues de chaux et les cendres de bois dans le but d'augmenter la fertilité des sols, la nutrition des arbres et le rendement de plantations en général. L'épandage de biosolides favoriseraient aussi la séquestration de carbone dans les sols. La valorisation des matières résiduelles fertilisantes est une alternative intéressante en sylviculture intensive, notamment parce qu’elle a le potentiel d’augmenter le rendement des arbres et permet d’éviter l’enfouissement ou l’incinération de matières organiques, ce qui respecte la hiérarchie des 3RV-E de la Politique québécoise de gestion des matières résiduelles. Dans le cadre de multiples projets, l’équipe du professeur Bélanger fait le suivi de la composition chimique des sols, de la nutrition foliaire et de la croissance de diverses plantations de peuplier hydride, de mélèze laricin, de pin gris, d’épinette noire et d’érablières en Estrie et en Abitibi. Les sites étudiés ont été fertilisés à différentes doses avec des biosolides papetiers, des boues municipales, de la boue de chaux et des cendres de bois, soit en combinaison ou séparément. Dans certains cas, une deuxième fertilisation avec des biosolides papetiers et des cendres a été faite 3 à 5 ans après la première fertilisation dans des plantations de peuplier hybride. Les projets ont débuté en 2010 et un programme de suivi est maintenant en place. Les objectifs sont de préciser les types de matières résiduelles fertilisantes (ex. combinaisons), les dosages et les cédules d’application optimaux pour la nutrition et la croissance des arbres et de développer un programme de fertilisation sur l’ensemble des territoires exploités selon les caractéristiques des sites (foresterie de précision).

3- Afforestation de haldes à résidus miniers de chrysotile

La phytorestauration des sites miniers dégradés est une technologie à faible coût qui peut être efficace pour stabiliser les particules et maîtriser la contamination de l'eau. Elle est toutefois souvent confrontée à des contraintes physicochimiques et biologiques sévères. Les résidus miniers qui composent les haldes à chrysotile du Sud du Québec ont des textures très grossières (i.e. sables et graviers) et ils sont complètement dénudés de matière organique. Sans matière organique, les résidus miniers ont une capacité de rétention en eau et en nutriments très limitée, nuisant ainsi à la croissance des plantes. Ils présentent aussi une très faible activité microbienne, laquelle joue un rôle crucial dans le cycle des éléments nutritifs. De plus, la chrysotile est naturellement très riche en magnésium et peut ainsi créer des effets antagonistes sur le prélèvement d’autres nutriments, notamment le calcium. Des essais ont montré des effets positifs des matières résiduelles fertilisantes sur l’établissement, la croissance et la nutrition d’herbacées semées ainsi que sur la stabilisation de sols reconstruits à l’aide de matières résiduelles fertilisantes comme les boues de désencrage et les biosolides municipaux. Par contre, aucune tentative d’établissement d’essences forestières n’a encore été faite sur ces haldes minières compte tenu du manque considérable de connaissances quant à la réponse de ces essences sur ce substrat. L’équipe du professeur Bélanger a fait le pari de pouvoir établir des aulnes, saules, peupliers, mélèzes et épinettes sur des sols reconstruits. Pour ce faire, des techniques de préparation de terrain par monticules, des inoculants mycorhiziens et des combinaisons d’essences sont utilisées pour créer des environnements de croissance favorables aux arbres. La reconstruction des sols se fait avec un mélange de boues de désencrage et de boues municipales, ce qui permet de stabiliser les haldes minières et d’équilibrer les ratios calcium/magnésium. Enfin, la valorisation des matières résiduelles fertilisantes est un moyen tout indiqué pour accélérer les effets positifs de la phytorestauration sur l’environnement, notamment en restaurant rapidement les fonctions des sols favorables à l’établissement de plantes pérennes et en évitant leur enfouissement ou incinération. Leur valorisation sur des sites miniers pour l’établissement d’essences forestières constitue donc une avenue très prometteuse que l’équipe du professeur Bélanger vise à explorer.

PUBLICATIONS

Profil Google Scholar 

Livres

Aucun

Chapitres de livre

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Livres, numéros spéciaux et actes de colloques publiés à titre d'éditeur

Aucun

Articles révisés par un comité de lecture

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70. Thiffault, E., Belanger, N., Pare, D., Hendershot, W.H., Munson, A.D. (2007) Investigating the soil acid-base status in managed boreal forests using the SAFE model. Ecological Modelling, 206(3-4):301-321
71. Thiffault, E., Belanger, N., Pare, D., Munson, A.D. (2007) How do forest harvesting methods compare with wildfire? A case study of soil chemistry and tree nutrition in the boreal forest. Canadian Journal of Forest Research, 37(9):1658-1668
72. Belanger, N., MacDonald, J.D., Pare, D., Thiffault, E., Claveau, Y., Hendershot, W.H. (2006) Determination of exchangeable hydrogen ions in boreal shield soils of Quebec. Canadian Journal of Soil Science, 86(3):513-521
73. Thiffault, E., Pare, D., Belanger, N., Munson, A.D., Marquis, F. (2006) Harvesting intensity at clear-felling in the boreal forest: Impact on soil and foliar nutrient status. Soil Science Society of America Journal, 70(2):691-701
74. Belanger, N., Cote, B., Fyles, J.W., Courchesne, F., Hendershot, W.H. (2004) Forest regrowth as the controlling factor of soil nutrient availability 75 years after fire in a deciduous forest of Southern Quebec. Plant and Soil, 262(1-2):363-372
75. MacDonald, J.D., Belanger, N., Hendershot, W.H. (2004) Column leaching using dry soil to estimate solid-solution partitioning observed in zero-tension lysimeters. 1. Method development. Soil and Sediment Contamination, 13(4):361-374
76. MacDonald, J.D., Belanger, N., Hendershot, W.H. (2004) Column leaching using dry soil to estimate solid-solution partitioning observed in zero-tension lysimeters. 2. Trace metals. Soil and Sediment Contamination, 13(4):375-390
77. Hamel, B., Belanger, N., Pare, D. (2004) Productivity of black spruce and Jack pine stands in Quebec as related to climate, site biological features and soil properties. Forest Ecology and Management, 191(1-3):239-251
78. Belanger, N., Pare, D., Bouchard, M., Daoust, G. (2004) Is the use of trees with superior growth a threat to soil nutrient availability? A case study with Norway spruce. Canadian Journal of Forest Research, 34(3):560-572
79. Belanger, N., Pare, D., Courchesne, F. (2004) Regression equations for estimating throughfall nutrient fluxes using wet deposition data and their applicability for simulating the soil acid-base status using the dynamic forest soil-atmosphere model SAFE. Ecological Modelling, 175(2):151-167
80. Cote, B., Belanger, N., Courchesne, F., Fyles, J.W., Hendershot, W.H. (2003) A cyclical but asynchronous pattern of fine root and woody biomass production in a hardwood forest of southern Quebec and its relationships with annual variation of temperature and nutrient availability. Plant and Soil, 250(1):49-57
81. Belanger, N., Pare, D., Yamasaki, S.H. (2003) The soil acid-base status of boreal black spruce stands after whole-tree and stem-only harvesting. Canadian Journal of Forest Research, 33(10):1874-1879
82. Belanger, N., Courchesne, F., Cote, B., Fyles, J.W., Warfvinge, P., Hendershot, W.H. (2002) Simulation of soil chemistry and nutrient availability in a forested ecosytem of southern Quebec. Part II. Application of the SAFE model. Environmental Modelling and Software, 17(5):447-465
83. Belanger, N., Cote, B., Courchesne, F., Fyles, J.W., Warfvinge, P., Hendershot, W.H. (2002) Simulation of soil chemistry and nutrient availability in a forested ecosystem of southern Quebec. Part I. Reconstruction of the time-series files of nutrient cycling using the Makedep model. Environmental Modelling and Software, 17(5):427-445
84. Belanger, N., Hendershot, W.H., Bouchard, M., Jolicoeur, S. (1998) Identification des compartiments responsables de la qualité des eaux de surface d’un petit bassin versant forestier du centre du Nouveau-Brunswick (Canada): application et analyse du modèle hydrochimique EMMA. Revue des Sciences de l'Eau, 11(1):117-137
85. Belanger, N., Jolicoeur, S., Bouchard, M. (1997) Variabilité des processus podzoliques en fonction de l’état hydrique des profils et de leur position sur les versants: le cas d’un petit bassin versant forestier du centre du Nouveau-Brunswick. Hommes et Terres du Nord (3-4):183-189

Articles publiés dans des actes de colloque (proceedings)

1. Hendershot, W.H., Belanger, N. (1999) The role of soil acidification in forest decline. In The effects of acidic deposition on Pennsylvania’s forests. (Sharpe, W.E. and Drohan, R., Eds.) Environmental Resources Research Institute, University Park, Pennsylvania, pages 21-27

Rapports scientifiques, manuels et autres

Aucun

Thèses, mémoires et essais

1. Belanger, N. (2000) Investigating the long-term influence of atmospheric acid deposition and forest disturbance on soil chemistry and cation nutrient supplies in a forested ecosystem of southern Quebec. Thèse de doctorat, McGill University, Department of natural resources sciences
2. Belanger, N. (1996) Origine de la qualité des eaux de surface d'un petit bassin versant du centre du Nouveau-Brunswick (Canada). Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Montréal, Institut des sciences de l’environnement

Thèses, mémoires et essais supervisés

1. Ramos do Nascimento Moraes, C.C. (2022) Effet du mélèze laricin sur les flux de méthane et de dioxyde de carbone et sur la qualité nutritionnelle des sols tourbeux de l'Abitibi. Mémoire de maîtrise, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
2. Grimond, L. (2022) Boisement d’une ancienne mine de chrysotile du sud du Québec : Essais de divers types de technosols et d’essences ligneuses. Mémoire de maîtrise, Université de Montréal
3. Lebel-Desrosiers, S. (2021) Facteurs écologiques régissant la régénération du chêne rouge (Quercus rubra L.) à la limite nordique de son aire de répartition au Québec. Mémoire de maîtrise, Université de Montréal
4. Arseneau, J. (2020) L’amendement en cendres des érablières améliore-t-il la fertilité du sol, le statut nutritionnel de l’érable à sucre et sa croissance? Mémoire de maîtrise, Université du Québec en Outaouais
5. Collin, A. (2017) Acclimatation nutritive et régénération de l'érable à sucre selon l'enrichissement en espèces conifériennes. Thèse de doctorat, Université du Québec à Montréal
6. Kimming, S. (2017) A study of novel magnesium isotope tracers in geological, paleoceanographic and biogeochemical systems. Thèse de doctorat, University of Saskatchewan
7. Miquel, J.-C. (2017) Épandage de biosolides papetiers et de boues de chaux dans une plantation de peuplier hybride : effets sur la nutrition foliaire et la croissance. Mémoire de maîtrise, Université de Montréal
8. Perreault, L. (2016) Restauration d'un sol forestier dégradé à l'aide de boues de fosse septique déshydratées. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Montréal
9. Capdeville, T. (2016) L'effet de l'orniérage et de l'hydromorphie des sols sur la productivité forestière. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Montréal
10. Fontana, M.J. (2016) Étude des facteurs pédoclimatiques et nutritifs régissant la croissance de Salix miyabeana SX67. Thèse de doctorat, Université du Québec à Montréal
11. Tremblay, G. (2015) Séquestration du carbone atmosphérique dans la biomasse racinaire de plantations de saules. Mémoire de maîtrise, Université de Montréal
12. Ens, J. (2012) Short rotation culture of willow clones across Canada : growth requirements and implications for soil nutrients and greenhouse gas balances. Thèse de doctorat, University of Saskatchewan
13. Pinno, B.D. (2008) Site productivity of poplars in Canada : relationships with soil properties and competition intensity. Thèse de doctorat, University of Saskatchewan
14. Lamoureux, P. (2007) Taux d'altération des sols de la bordure sud du Bouclier canadien, Québec, Canada : description physique des sols et modélisation de l'altération avec le modèle profile. Mémoire de maîtrise, Université du Québec à Montréal
15. Thiffault, E. (2006) Biogeochemistry of forest harvesting methods in the boreal zone of Quebec = Biogéochimie des procédés de récolte forestière dans la zone boréale du Québec. Thèse de doctorat, Université Laval

Articles non révisés par un comité de lecture

1. Benoist, P., Elferjani, R., Thiffault, N., Belanger, N. (2022) Impacts des changements climatiques sur les forêts - État de la science et moyens d'adaptation. Le Progrès forestier, Printemps:16-19
2. Elferjani, R., Benoist, P., Thiffault, N., Belanger, N. (2022) Enjeux et opportunités de la stratégie nationale de production de bois : Au cœur des discussions du Colloque Biodiversité 2021. Le Progrès forestier., Hiver:32-34
3. Bourgeois, L., Kneeshaw, D.D., Imbeau, L., Brais, S., Belanger, N., Yamasaki, S. (2004) Le règlement sur les normes d’intervention dans les forêts du domaine de l’état (RNI) permet-il de respecter les critères de l’aménagement durable des forêts? L'Aubelle, 147:22-25
4. Belanger, N., Pare, D. (2003) Les sols forestiers peuvent-ils supporter la ligniculture sans fertilisation? Progrès Forestier

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