William Marchand

Doctorat en Sciences de l'Environnement

Facteurs régissant la croissance des peuplements boréaux aux différents stades de développement dans un contexte de changements climatiques récents

Université du Québec à Montréal
Centre de Foresterie des Laurentides

Directeur: Martin Girardin 
Co-directeur: Yves Bergeron 

william.marchand@canada.ca
(418) 809 4690
https://www.researchgate.net/profile/William_Marchand2

Projet de doctorat

La forêt boréale canadienne constitue une source majeure de matière ligneuse et apporte bon nombre de services écosystémiques aux populations locales. Or, le réchauffement global met en péril l’intégrité de cet écosystème. Le stress thermique et hydrique résultant de la hausse des températures et de sécheresses plus fréquentes pourrait augmenter la mortalité et réduire la productivité des peuplements. Ce travail aura pour objectif d’examiner les réponses des différents stades de développement des peuplements boréaux régénérés post-perturbations aux changements climatiques . D’une part les tendances récentes de croissance seront examinées. Il sera en particulier vérifié si les peuplements récemment régénérés ont une croissance juvénile plus rapide que ceux régénérés antérieurement. Les trajectoires de croissance juvénile des peuplements seront comparées et le rôle de l’allongement de la saison de croissance dans l’amélioration de la productivité sera déterminé. La réponse physiologique des arbres aux changements climatiques récents sera étudiée à travers la composition en isotopes stables des cernes annuels. Il sera vérifié si une saison de croissance allongée permet de compenser l’effet d’un stress hydrique accru, et si les arbres régénérés récemment seraient plus résistants et résilients aux extrêmes climatiques. D’autre part, le rôle de la compétition dans la croissance des différents stades de développement sera étudié à travers les valeurs de surface terrière et de diversité spécifique. Il sera vérifié si les arbres issus de peuplements moins denses et plus diversifiés subissent moins les effets du stress hydrique, si la croissance des peuplements juvéniles récemment régénérés est gouvernée en majorité par la compétition ou les variables climatiques et si une compétition accrue forcerait les arbres à améliorer leur utilisation des ressources hydriques. Enfin les mécanismes écophysiologiques en cause dans la sénescence des peuplements seront précisés. L’âge et les concentrations en carbohydrates de réserve seront mesurés afin de voir si les vieux arbres utilisent des réserves anciennes de carbone faute d’un renouvellement de leurs réserves récentes. Le rôle de la perte de conductivité hydraulique et d’une interaction de ce facteur avec l’épuisement des réserves sera également déterminé, ainsi que la résilience et la résistance des arbres surannés au stress hydrique. Les résultats attendus auront un impact au niveau de l’aménagement forestier, et aideront à déterminer les stratégies sylvicoles à mettre en œuvre pour favoriser la productivité future des peuplements boréaux.

Maîtrise

Effet de l’âge des peuplements sur l’erreur d’âge et l’estimation de la productivité chez l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.)

Directrice: Annie DesRochers 

L’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) développe continuellement ses racines adventives. Le collet de l’arbre se retrouve englobé à l’intérieur de la souche et localisé sous la surface du sol. Un âge déterminé par un décompte de cernes au niveau du sol ou à 1 m de hauteur sur la tige est donc sous-estimé. Cette sous-estimation de l’âge devrait augmenter avec l’âge du peuplement par la croissance continue des racines adventives et l’enfouissement progressif de la base de la tige sous son propre poids. Or, une sous-estimation de l’âge des arbres devrait entrainer une surestimation de leur productivité. Le but de cette étude était d’évaluer l’effet de l’âge du peuplement sur l’erreur d’estimation de l’âge et l’estimation de la productivité. Trois arbres de quinze peuplements âgés de 37 à 204 ans, non paludifiés et régénérés naturellement après feu ont été excavés et leur souche récoltée. Les sections de souche ont été interdatées jusqu’au collet et l’âge total a été comparé à un décompte de cernes à 1 m de hauteur. Les courbes de hauteur et volume obtenues par analyse de tiges ont été comparées à celles dérivées des modèles de Pothier et Savard (1998). La différence entre l’âge réel et celui à 1 m variait de 9 à 58 ans et augmentait avec l’âge du peuplement. Les indices de qualité de station (IQS ; hauteur à un âge de 50 ans) étaient significativement surestimés quand l’âge à 1 m était utilisé, et la surestimation augmentait avec l’erreur d’âge et l’âge du peuplement. L’utilisation de l’âge à 1 m a induit une mauvaise modélisation des trajectoires de croissance en hauteur et volume. La croissance juvénile réelle en hauteur et volume était plus lente que celle prédite avec l’âge à 1 m. Les années de croissance englobées dans la souche font que les semis n’accumulent aucune hauteur pendant les premières années de vie. La sénescence des peuplements semblait également survenir plus tardivement. De plus, la croissance juvénile des arbres les plus vieux était plus lente que celle des arbres plus jeunes, possiblement à cause de conditions de croissance moins favorables. Bien que les valeurs prédites de volumes ne différaient pas significativement des valeurs observées par analyse de tige, les modèles de croissance devraient être ajustés en utilisant l’âge total des arbres ou le temps depuis le dernier feu, afin de considérer les premières années de croissance et obtenir une meilleure estimation de la productivité. Les résultats de ce travail pourraient servir aux gestionnaires forestiers afin de redéfinir de nouveaux cycles de coupes pour permettre aux peuplements d’épinettes d’atteindre leur plein potentiel de productivité. Ils pourraient également être utilisés dans le cadre de l’élaboration de nouveaux modèles prédictifs de la hauteur et du volume des peuplements d’épinettes noires, plus proches de ce qui est réellement observé.

Formation académique

  • Maîtrise de Biologie, UQAT Amos, Québec (2016)
  • Master Professionnel Paysages et Médiations, Agro-Campus Ouest Angers, France (2011)
  • Master Professionnel EIZH, Université d'Angers, France (2010)
  • Licence de Biologie (Baccalauréat), Université Blaise-Pascal Clermont-Ferrand, France (2008)

Publications

  • Marchand, W. and DesRochers, A. (2016) Temporal variability of aging error and its potential effects on black spruce site productivity estimations. Forest Ecology and Management, 369:47 - 58. URL 

Autres communications

  • Marchand, W. (2016) Des arbres qui ne font pas leur âge. Le Couvert Boréal, 12:16—17
  • Marchand, W. et DesRochers, A. (2015) Effet de l’âge du peuplement sur l’erreur d’âge et l’estimation de la productivité chez l'épinette noire. 17ème colloque annuel de la Chaire en Aménagement Forestier Durable, Rouyn-Noranda, Québec. URL 
  • Marchand, W. et DesRochers, A. (2015) Évaluation des erreurs d’estimation de l’âge chez l’épinette noire Picea mariana selon l’âge des peuplements. 9ème colloque annuel du Centre d’Études de la Forêt, Rimouski, Québec. URL 

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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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