Forest responses to drought: from tissues to biosphere
Our societies are increasingly concerned that climate change may be pushing forests towards unstable conditions and possibly irreversible losses. Also, forests are almost universally modified in composition and structure to obtain certain ecosystem services. Both changes in temperature and rainfall patterns as well as anthropic disturbances can cause increased stress levels in plants. My talk will explore these themes by focussing on whether and how knowledge of plant physiological processes, especially those related to plant hydrology, can provide useful information at population and ecosystem scales, with a view to increase the realism of the predictions made by complex landscape and global-scale models.

Comment les changements climatiques affecteront-ils la disponibilité de l’eau en milieu forestier?
Avec les changements climatiques, il est projeté que les sécheresses deviendront plus fréquentes et plus intenses. Les précipitations seront concentrées en événements de forte intensité suivis de longues périodes sans précipitation. Tant que l’eau sera disponible pour les plantes, l’évapotranspiration augmentera étant donné un allongement de la saison de croissance et une augmentation de la demande évaporative de l’atmosphère face à des températures de l’air plus chaudes. Face à cette modification du cycle hydrologique, comment la disponibilité en eau pour les arbres sera-t-elle affectée ? Cette présentation s’appuiera sur les résultats de récents travaux pour discuter de trois défis qui se posent pour évaluer la disponibilité en eau en milieu forestier.

Premièrement, plusieurs modèles hydrologiques ont tendance à surestimer l’évapotranspiration face au réchauffement climatique. Une piste de solution est d’intégrer une meilleure description du bilan énergétique dans les modèles hydrologiques. Je présenterai une preuve de concept du couplage d’un modèle de bilan d’énergie reposant sur le principe de production maximale d’entropie (MEP) au modèle hydrologique HydroGeoSphere. Une évaluation à trois sites Fluxnet ayant des types variés de climats et végétation montre une bonne performance à simuler la teneur en eau du sol (NSE entre 0.30 et 0.92) et l’évapotranspiration (NSE entre 0.65 et 0.88).

Deuxièmement, les propriétés du sol et de la végétation présentent une forte variabilité spatiale et celles-ci viennent moduler l’effet des changements climatiques sur la disponibilité en eau. Une modélisation à fine résolution est ainsi requise pour bien prendre en compte cette variabilité. Je présenterai les résultats d’une modélisation à fine résolution de la teneur en eau du sol avec CLASS dans la forêt tempérée de l’Outaouais à partir d’intrants climatiques contemporains (réanalyse ERA5) et futurs (simulations MRCC5).

Troisièmement, la végétation est généralement représentée de manière simplifiée au sein des modèles hydrologiques, ce qui rend difficile l’évaluation de différents scénarios de gestion forestière pour faire face aux changements climatiques. Je présenterai un exemple des patrons de variation complexes de la végétation résultant d’une importante campagne de terrain à 171 placettes dans la Vallée-du-Haut-St-Laurent. Les résultats de cette campagne montrent comment la biomasse, la production et la répartition racinaire varient en fonction de la microtopographie et de l’espèce, affectant ainsi la capacité d’acquisition de l’eau des arbres.

La succession forestière et la plantation d’arbres sur rejets miniers
Dans les régions forestières canadiennes, une végétalisation satisfaisante des rejets solides issus de l’exploitation minière devrait aboutir à la restauration d’un milieu forestier afin de favoriser l’acceptabilité sociale des projets miniers et de diminuer leurs impacts environnementaux. Je travaille depuis 2010 à comprendre et minimiser les filtres abiotiques et biotiques qui contraignent le reboisement des rejets miniers. Mes recherches s’inscrivent dans l’Axe III de recherche du CEF, soit Fonctionnement et Dynamique des écosystèmes forestiers. Elles concernent la succession forestière et la plantation d’arbres sur rejets miniers. Je présenterai des résultats de recherches menées dans des plantations à croissance rapide sur pentes de roches stériles minières recouvertes de sol. Ces plantations visaient à stabiliser rapidement les couvertures de sol et à servir de plantations abri pour catalyser la recolonisation par les essences de l’écosystème forestier naturel. L’effet de plusieurs agencements de plantations (nature et épaisseur du sol, essence, type de plant, espacement des arbres) a été étudié sur le développement aérien aussi bien que souterrain des arbres plantés, de la végétation adventice, et sur le recrutement des semis forestiers.

Partir, rester ou tout laisser tomber? Réponses écologiques et évolutives de la flore nordique face aux changements climatiques
La Chaire de recherche du Canada en biologie intégrative de la flore nordique étudie les réponses écologiques, biogéographiques et évolutives de la flore boréale aux variations environnementales induites par les changements climatiques historiques (du Quaternaire) et actuels (d’origine anthropique). En réponse aux changements climatiques globaux, les populations naturelles peuvent s’adapter localement, migrer vers les habitats nouvellement favorables ou disparaître. On postule généralement que la réponse des espèces aux variations climatiques est largement déterminée par la dynamique écologique et évolutive des populations en marge des aires de répartition. Or le biome boréal inclut plusieurs zones de transition de la biodiversité telles que la marge froide (limite nordique) des espèces de la forêt caducifoliée et de plusieurs arbres et arbustes boréaux, de même que la marge chaude (limite méridionale) des espèces boréales et arctiques-alpines. On doit donc s’attendre à observer une altération majeure des patrons de la biodiversité boréale à tous les niveaux, soit du gène à l’écosystème. Cette problématique est exacerbée pour les écosystèmes nordiques puisque le biome boréal se réchauffe deux fois plus rapidement que la moyenne globale. L’approche intégrative adoptée par la Chaire offre un cadre conceptuel permettant l’étude conjointe des diverses réponses afin d’acquérir une perspective globale, du gène à l’écosystème. La Chaire s’articule autour de deux axes de recherche, regroupant plusieurs projets, qui abordent respectivement la menace d’extinction à la marge chaude et la capacité d’expansion à la limite nordique, en comparaison avec la dynamique au cœur du biome boréal.

La biodiversité, la conservation et l’influence des changements climatiques sur les bryophytes et les lichens
Nos recherches concernent la biodiversité, la conservation et l’influence des changements climatiques sur les groupes d’organismes qui composent la majorité de la biomasse photosynthétique et la base de la chaîne alimentaire de la forêt boréale et l’Arctique terrestre : les bryophytes et les lichens. Les bryophytes (hépatiques et mousses) et les lichens jouent un rôle fondamental dans les cycles biogéochimiques planétaires du carbone et de l’azote tant de façon directe que par leurs interactions avec le biome microbien.

The effects of site and spacing on growth pattern, volume and biomass production of hybrid poplar clones in northwestern Quebec
The use of hybrid poplar (Populus spp.) plantations for wood and biomass production have the potential to reduce the pressure from natural forests and restore abandoned lands and degraded forests. A better understanding of the factors that influence tree growth, volume and biomass production of the plantations is important in order to develop appropriate silvicultural practices. The aim of our study was to identify the factors that influenced tree volume, growth and biomass production of hybrid poplars in 13 year-old plantations with different spacings (1×4, 2×4 and 3×4 m) in northwestern Quebec. For this study, we selected four hybrid poplar clones ((747215: Populus trichocarpa Torrey & A. Gray × P. balsamifera L.; 915004 and 915005: P. balsamifera × P. maximowiczii Henry; and 915319 (P. maximowiczii × P. balsamifera) produced by the Ministry of Forests, Wildlife and Parks (MFFP) for the Abitibi-Temiscamingue region. The plantations were established in three spacings with three replicates per site. After 13 years of plant growth, we developed allometric equations to estimate the biomass of poplar clones. We observed biomass ranges from 21.9 to 103.7 t ha-1 and 17.8 to 76.1 kg tree-1 among all the clones in three different spacings. Maximum biomass (103.7 t ha-1 and 76.1 kg tree-1) was observed for clone 915319 and minimum biomass (21.9 t ha-1 and 17.8 kg tree-1) was observed for clone 747215 among all three sites as well as in three different spacings. Results of our study showed that spacing may affect the productivity of clones per site. However, for a better understanding of plant growth and impact of sites elemental concentrations in soil and leaf will be examined.

Mots-clés: sylviculture, aménagement, Biomass; Populus spp.; Short rotation forestry; Silviculture

Impacts projetés des changements climatiques sur l'habitat de la Grive de Bicknell
Avec le changement climatique, les gestionnaires des ressources naturelles sont confrontés à la tâche difficile de planifier la conservation des ressources naturelles l'habitat des espèces menacées. Classé menacé en vertu de la Loi sur les espèces en péril au Canada, la grive de Bicknell (Catharus Bicknelli - GRBI) est un oiseau migrateur dont l'aire de répartition est très restreinte. Les modèles bioclimatiques projettent des pertes de plus de 50 % de son l'habitat - des forêts denses de sapins baumiers (Abies balsamea) - dans le nord-est des États-Unis d'ici 2050 en raison du changement climatique. Nous avons utilisé des modèles de paysages forestiers (p. ex., LANDIS-II) pour modéliser les impacts de l'aménagement forestier et des perturbations naturelles, ainsi que des changements induits par le climat, sur les habitats de la GRBI. Dans les scénarios de forçage climatique (RCP) 2.6, 4.5 et 8.5, les simulations prévoyaient des changements importants dans la biomasse des espèces d'arbres dominantes, de conifères vers des essences feuillus, impliquant d'importantes pertes de peuplements de sapins baumiers. Nos résultats prévoient que les changements climatiques auront des effets graves et que des changements majeurs se produiront vers 2080 et une perte de plus de la moitié de l'habitat convenable de BITH d'ici 2100, principalement dans les habitats de basses altitudes. Ces résultats contrastent avec les résultats des modèles bioclimatiques qui ne tiennent pas compte des délais de réponse de la végétation aux changements climatiques. Nos résultats suggèrent également que des stratégies innovatrices d'aménagement forestier pourraient aider à maintenir l'abondance de l'habitat de la GRBI.

Mots-clés: biologie de la conservation, faune, espèce menacée, changement climatique, aménagement forestier

Caractériser l'accroissement post-perturbation de la forêt boréale à l’aide du LiDAR aéroporté : une approche vers l’amélioration de l’indice de qualité de site.
La forêt boréale est un écosystème dynamique soumis à diverses perturbations majeures affectant l’agencement et la structure des peuplements. La réalisation d’une gestion durable des forêts rend nécessaire la prédiction de la croissance des arbres d’un peuplement après perturbation afin d’estimer la productivité à l’échelle du paysage. L’indice de qualité de site (IQS) est un outil utilisé pour estimer la croissance des peuplements. Les perturbations induisent un rajeunissement du paysage, plus ou moins important dépendamment de leur fréquence. L’évaluation de la croissance des jeunes peuplements est limitée par leur difficulté d’accès (réseau routier peu développé). De plus en plus répandu, le LiDAR (Light Detection And Ranging) fournit des informations tridimensionnelles sur la structure des peuplements sous forme de nuages de points. Installé sur un avion, le LiDAR procure de l’information précise sur de vastes superficies. Une couverture LiDAR aéroportée sera complétée en 2021 pour tout le Québec méridional. Il est donc judicieux d’identifier les capacités des données LiDAR à fournir des variables renseignant la croissance des jeunes peuplements issus de perturbations. Le LiDAR a été utilisé dans ce projet pour obtenir la hauteur des peuplements forestiers ainsi que les caractéristiques physiques de l’environnement, calculés à partir du nuage de points. La mise en relation des variables environnementales avec la hauteur a permis d’identifier les variables explicatives de la croissance en hauteur. Avec l’aide de données spatiales renseignant diverses variables environnementales, ces connaissances ont mené à la création d’un indice de croissance. Alors que l’IQS montre une erreur moyenne de 1.22 m dans les prédictions de hauteur, avec une tendance à la surestimation, l’indice créé montre une erreur moyenne de 0.4 m. Les connaissances acquises et l’indice de croissance créé seraient utiles à la planification stratégique des opérations forestières en forêt boréale pour gérer au mieux cette strate forestière.

Mots-clés: écologie forestière, sylviculture, lidar, croissance en hauteur, indice de qualité de site

Effets de l’espacement initial des plants de peupliers hybrides sur les propriétés mécaniques du bois, suivant un gradient latitudinal dans l’Ouest du Québec
L’espacement est un paramètre important pour l’établissement des plantations de production ligneuse car il détermine les conditions de compétitivité et de développement des arbres. L’objectif était d’évaluer l’effet de l’espacement et du gradient latitudinal sur les propriétés mécaniques du bois de clones de peupliers hybrides. Trois plantations ont été réalisées en 2005 à Duhamel-Ouest, Duparquet et Villebois avec des espacements de 1 x 4 m, 2 x 4 m, 3 x 4m et avec quatre clones de peuplier hybride 747215 (P. trichocarpa × balsamifera), 915004 (P. balsamifera × maximowiczii), 915005 (P. balsamifera × maximowiczii) et 915319 (P. maximowiczii × balsamifera). Trois arbres par espacement, par clone et par plantation ont été échantillonnés aléatoirement et abattus pour extraire les éprouvettes des différents essais. Le module d’élasticité et la force de rupture à la flexion et la résistance à la compression parallèle au fil ont été mesurés sur des petits échantillons clairs de défaut. L’espacement n’a pas influencé la résistance du bois alors que les valeurs du module d’élasticité et de la force de compression ont progressivement diminué du sud vers le nord. Les clones ont aussi différé dans leur qualité et le clone 915319 est celui qui a produit le bois le plus résistant. 2,10 kN pour la force de rupture, 5789 MPa pour le module d’élasticité et 50,46 N/mm² comme contrainte maximale à la compression parallèle au fil. Il n’y a pas eu d’interaction entre l’espacement, le gradient latitudinal et les clones. Ces résultats ont confirmé une partie des hypothèses émises au départ et se rapprochent de ceux contenus dans la littérature.

Mots-clés: Espacement, gradient latitudinal, résistance, module d’élasticité, force de rupture, clone, peuplier hybride

Connectivité et occupation de l’habitat par le Grand Pic en paysage agroforestier boréal
Le Grand Pic (Dryocopus pileatus) est un oiseau cavicole qui occupe à la fois les fragments ainsi que les grandes étendues de forêt boréale. Toutefois, sa réponse à la perte de connectivité et à l’isolement de la forêt résiduelle dans les paysages fragmentés est peu documentée. Cette réponse peut s’exprimer par une capacité réduite des individus à se déplacer entre les parcelles de forêts résiduelles, menant à leur inoccupation même si les conditions locales de l’habitat s’avèrent propices à l’espèce. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’occupation des habitats par le Grand Pic en fonction de leur condition environnementale et de leur connectivité dans les paysages fragmentés par l’agriculture. Pour y répondre, nous avons effectué une recherche active de cavités, de traces d’alimentation ainsi qu’un inventaire exhaustif de la végétation dans 37 forêts résiduelles de la plaine agricole en Abitibi-Ouest, Québec. Des modèles de régression linéaire comportant des variables locales d’habitat et des mesures de connectivité ont été comparés à partir du critère d’information d’Akaike. Nos analyses ont révélé une influence positive de deux conditions locales au sein des habitats forestiers sur l’abondance de traces d’alimentation du Grand Pic, soit la présence de conifères comme essence dominante ainsi que la densité d’arbres morts et sénescents de fort diamètre. Elles montrent également que l’abondance de traces d’alimentation est influencée par la quantité d’habitat de qualité au pourtour des forêts résiduelles ainsi qu’à leur distance à un massif d’habitat de plus de 200 hectares. Les habitats dont la distance est à l’intérieur de la capacité de mouvements du Grand Pic (connectivité fonctionnelle) n’étaient toutefois pas davantage utilisés que ceux qui l’excédaient. Le Grand Pic est sensible à la variation des conditions environnementales locales de son habitat et à la configuration spatiale de ce dernier, sans pour autant être restreint dans ses déplacements.

Mots-clés: biologie de la conservation, faune, Picidés, nidification, alimentation, forêt âgée, gradient de connectivité

Modélisation des patrons de diversité des bryophytes dans un paysage hautement aménagé à l’aide d’indice dérivé de LiDAR
Le rétablissement de la diversité des bryophytes dans les vieilles forêts après un traitement sylvicole dépend du retour des conditions du microhabitat et du microclimat. Toutefois, sans source de propagule (structures reproductives) au sein du paysage aménagé, même des conditions d’habitat parfaites ne suffisent pas à assurer la diversité en bryophyte. Afin d’identifier ces sources et assurer leur protection, nous avons utilisé des indices dérivés de LiDAR comme variables explicatives dans le cadre d’un projet de cartographie prédictive de biodiversité. Le travail terrain s’est réalisé dans le district hautement aménagé de Black Brook au Nouveau-Brunswick, Canada. Les bryophytes ont été échantillonnées pour tous substrats à l’intérieur d’une parcelle de 400m2 dans 48 peuplements matures aménagé et non aménagé. Les résultats préliminaires démontrent que les peuplements partagent une diversité similaire, mais que la composition des peuplements non aménagés est plus riche en espèces corticales et en hépatiques. Certains peuplements ont des compositions distinctes alors que d’autres partage leur composition avec un ou plusieurs types de peuplement. Les conditions du microclimat et du microhabitat doivent donc être similaires entre ces peuplements. Les variables explicatives de la diversité les plus significatives sont, pour l’instant, le type de substrat (donnée terrain) ainsi que la fermeture de la canopé (donnée dérivée de LiDAR). Les variables explicatives dérivées du LiDAR tel que la pente, l’aspect et la profondeur des eaux n’ont pas démontré une importance significative dans la détermination de la diversité, puisque leur valeur est similaire entre les sites. Ces valeurs ont cependant été évaluées à l’échelle de la parcelle. Des analyses à l’échelle des échantillons (microhabitat) et l’exploration d’autres indices tels que la rugosité devraient permettre de mettre en relation la caractérisation de l’habitat dérivé de LiDAR avec la diversité en bryophyte.

Mots-clés: biodiversité, aménagement, Bryophytes, LiDAR, Cartographie prédictive, Modèle numérique d'élévation, exploitation forestière

La proximité des arbres comme précurseur de la formation des greffes racinaires chez le peuplier hybride
La formation de greffes racinaires chez les arbres est un phénomène assez répandu qui permet la redistribution des nutriments et produits de la photosynthèse entre arbres interconnectés, pouvant ainsi influencer leur croissance. Cette étude visait à évaluer l'effet de l’espacement des arbres en plantation sur la formation de greffes racinaires et la croissance chez le peuplier hybride. Les paramètres reliés à la croissance comme le diamètre à la base et à hauteur poitrine et la hauteur de la tige ont été mesurés sur deux clones de peuplier hybride de 15 ans plantés selon trois espacements (1 x 1 m, 3 x 3 m et 5 x 5 m) dans trois sites en Abitibi-Témiscamingue. Les variables des systèmes racinaires, dont le nombre, le diamètre et l’âge des racines, ont été caractérisées grâce à une excavation hydraulique et une étude dendrochronologique de quatre placettes d’un des sites et des deux espacements inférieurs. Nos résultats montrent que pour les deux clones, la croissance aérienne et souterraine a significativement augmenté entre 1 x 1m et 3 x 3m, alors que la croissance aérienne n’a pas profité de l’espacement supérieur entre les tiges. Des greffes racinaires ont été retrouvées entre les arbres espacés de 1 x 1m, alors qu’aucune n’a été observée entre les arbres espacés de 3 x 3m, ce qui semble être le résultat d’un contact plus rare entre les racines. Les greffes se sont formées en plus grand nombre chez les arbres à plus gros volume (0.17 m3/tige ± 0.06), avec une plus grande surface racinaire (16 cm2 ± 4) et dont le nombre de racines était plus élevé (12 ± 3 racines). Les greffes observées étaient en début de formation (1-6 ans). Cela suggère que les plus gros arbres avec plus de racines et une biomasse racinaire supérieure ont facilité la formation de greffes racinaires entre arbres voisins.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, greffe racinaire, clone, plantation à croissance rapide, racine, peuplier hybride

Qualité d’habitat et effort reproducteur des amphibiens des étangs vernaux en forêt boréale
Au Québec, la législation encadrant les aménagements forestiers ne tient pas compte de l’intégrité des étangs vernaux. Pourtant, ces derniers jouent un rôle clé dans le maintien des populations d’amphibiens, un des groupes de vertébrés les plus menacés à l’échelle mondiale. Notre objectif était d’évaluer l’importance des variables susceptibles d’influencer l’effort reproducteur, mesuré à l’aide de décomptes de masses d’œufs, pour trois espèces cibles : la Grenouille des bois (Lithobates sylvaticus), la Salamandre maculée (Ambystoma maculatum) et la Salamandre à points bleus (Ambystoma laterale). Nous avons prédit que les caractéristiques de l’habitat terrestre combinés à l’habitat aquatique sont déterminantes pour expliquer l’effort reproducteur. Nous avons sélectionné 60 étangs vernaux à l’est de la péninsule gaspésienne, le long d’un gradient de taille et d’âge de peuplement. Au cours du printemps 2016, 2017 et 2018, les masses d’œufs dans chaque étang ont été dénombrées par deux observateurs indépendants. L’habitat à l’échelle des étangs vernaux fut caractérisé par un ensemble de variables mesurées sur le terrain. Nous avons également déterminé les caractéristiques du paysage à deux échelles différentes : 300 m et 1000 m autour de l’étang. L’effet de ces variables sur l’effort reproducteur de chaque espèce, a pu être estimé à l’aide de modèles tenant compte de la probabilité de détection. L’effort reproducteur variait avec la durée de l’hydropériode, augmentait avec le recouvrement forestier dans un rayon de 300 m, ainsi que le volume de bois mort frais et décomposé. Pour les trois espèces, les modèles incluant des variables d’habitat à 300 m étaient supérieurs aux modèles à l’échelle de 1000 m et à ceux qui n’incluaient que les variables à l’échelle de l’étang. Notre analyse souligne que pour la conservation des amphibiens, une politique incluant à la fois l’habitat aquatique et l’habitat terrestre en périphérie de l’étang, sera nécessaire.

Mots-clés: biodiversité, faune, reproduction, grenouilles, salamandres, masses d’œufs, forêt mature, étangs temporaires.

Utilisation des propriétés spectrales pour détecter le stress dans les peuplements nordiques d’épinettes noires
Les changements au niveau de la dynamique de perturbations en forêt boréale peuvent amener une modification de la proportion de forêts fermées dans le paysage boréal. Cette transition peut survenir lorsque le milieu perturbé est préalablement fragile ou stressé au moment d’un feu. Ces états sont détectables en étudiant les signatures spectrales de la végétation. La présente recherche vise donc à déterminer s’il est possible d’identifier les pessières à mousses à risque de subir un accident de régénération en étudiant les propriétés spectrales chez l’épinette noire (ʺPicea marianaʺ (Mill.) BSP) comme indicateur de stress. Il sera alors possible d’établir des relations avec les composantes biotiques et abiotiques grâce aux informations issues des signatures spectrales et les indices de végétation. La modélisation de ces liens à l’échelle du paysage a le potentiel de faire ressortir les zones à risque de se transformer en un état alternatif stable comme la pessière à lichens. Pour atteindre ces objectifs, une collecte de données a été effectuée le long d’un gradient latitudinal dans l’ouest du Québec. Des placettes dans des pessières à lichens et à mousses ont été appariées, puis les composantes biotiques et abiotiques ont été caractérisées. Les signatures spectrales ont été prélevées avec un spectroradiomètre à trois reprises durant la saison de croissance et un drone muni d’un capteur multispectral a été utilisé pour la prise de photographies aériennes. Les analyses statistiques permettront d’étudier les relations entre le stress et les composantes des milieux. Il est attendu que des différences significatives se manifestent entre les signatures spectrales dans les écosystèmes étudiés. Les pessières à lichens étant des milieux plus stressants, les différences relevées pourront servir à identifier les pessières à mousses en situation de stress et la comparaison avec les analyses des photographies aériennes validera la visibilité du phénomène à l’échelle du paysage.

Mots-clés: dynamique des populations, signature spectrale, stress, indice de végétation, accident de régénération

Occupation de l’habitat de la martre d’Amérique et du pékan en forêt tempérée feuillue: l’apport des savoirs locaux
L'utilisation de l'habitat par la martre d’Amérique (Martes americana) pourrait être affectée par la présence de pékan (Pekania pennanti). Nous avons mesuré l’occupation des habitats par les deux espèces à l’automne en forêt tempérée feuillue au moyen de pièges photographiques. En considérant l’écologie de la martre et du pékan ainsi que les savoirs partagés par les piégeurs nous avions émis les hypothèses que la répartition spatiale de ces espèces s’expliquerait par 1) la composition du couvert forestier; 2) la fragmentation de l'habitat; et 3) les relations de compétition entre les deux espèces. Des modèles d’occupation de site multi-espèces ont ensuite permis d’évaluer l’utilisation des habitats ainsi que l’influence du pékan sur la martre. Ces analyses démontrent que l’occupation de sites par la martre n’était pas affectée par la présence du pékan durant l’automne. Par contre, un indice d’habitat potentiel développé à partir des savoirs empiriques des piégeurs montre l'importance de la composition, de l'âge et de la densité des peuplements dans la répartition spatiale de la martre aux échelles du domaine vital et du paysage. Nos résultats suggèrent que la martre pourrait être une espèce focale pertinente pour guider l’aménagement de la forêt tempérée.

Mots-clés: faune, foresterie sociale, pièges photographiques, savoirs locaux, compétition, mésocarnivore, occupation de site

Fractional Cover Mapping of Invasive Plant Species using Multi-spatial resolution satellite data
Invasive plant species are amongst the major threats to forest ecosystem and biodiversity. The availability of high spatial resolution satellite remote sensing datasets enables accurate identification of individual trees and shrubs. The purpose of this study was to compare the potential of high spatial resolution datasets for identification and prediction of Lantana Camara L. (LC, a common invasive plant species) at larger spatial extent within mountainous Himalayan region of India using medium spatial resolution fractional cover analysis. Here, we created initial training data for fractional cover analysis by classifying smaller extent of SPOT-6 (1.5m spatial resolution) and RapidEye (5m spatial resolution) datasets. We modelled the statistical relationship between fractional cover and spectral reflectance for an available high resolution subset of the study area and finally predicted the fractional cover of LC based on the spectral reflectance of larger extent Landsat-8 imagery on 30 m spatial resolution. SPOT-6 and RapidEye data were classified using Random Forest method separately, and the classification outputs were further used as a training data to create continuous field layers of medium spatial resolution imagery. Due to coarser spatial resolution of Landsat-8 imagery compared with SPOT-6 and RapidEye, areas outside the overlapping region were predicted by fractional cover analysis. The results revealed that that as the spatial resolution increases the accuracy of prediction of LC within forest areas. The amount of variance explained by RapidEye data to predict LC was 61.5%, while it increased to 72.6% for SPOT-6 data. Therefore, we conclude that the predictive performance increases along with the increase in the spatial resolution. Furthermore, the 1.5m spatial resolution of SPOT-6 data was evidently more potent for identification and prediction of fractional cover of LC, forest cover, agricultural land and built-up area.

Mots-clés: biodiversité, : Invasive plant species, Lantana Camara L., SPOT-6, RapidEye, Fractional Cover analysis

Quel impact des changements climatiques sur les changements de composition depuis l’époque préindustrielle au sud du Québec ?
Les changements climatiques et les perturbations sont reconnus comme deux des principaux moteurs de la dynamique des écosystèmes. Dans le contexte actuel de changements globaux, la connaissance de comment ces deux forces ont interagi pour contrôler les dynamiques forestières dans le passé est essentielle pour mieux prévoir les dynamiques futures. Dans cette étude, nous utilisons une base de données construite à partir d’archives d’arpentage (>120 000 observations de la végétation couvrant la période 1790-1940 et réparties sur une zone >130 000 km2) pour tester les effets des changements de température, d’humidité et dans les régimes de perturbations anthropiques sur les changements de composition survenus depuis l’époque préindustrielle. Pour ce, nous évaluons les changements de composition fonctionnelle avec quatre indices qui quantifient les affinités des communautés d’arbres avec la température, la sécheresse, la lumière et les perturbations. La tendance principale observée est une évolution vers des communautés plus adaptées aux perturbations et moins tolérantes à l’ombre, et cette tendance est clairement corrélée à l’intensité des perturbations anthropiques survenues depuis l’époque préindustrielle. Comparativement, les impacts des changements climatiques semblent faibles, indétectables ou masqués par les effets des perturbations. On observe une légère tendance vers des communautés moins adaptées a la sécheresse, mais ces changements ne sont pas corrélés avec les changements dans les régimes d’humidité. Aucune tendance liée aux changements de température n’est observée. Finalement, les changements dans les indices liés aux climat (température, humidité) semblent avant tout être une répercussion des changements liés aux perturbations. Ces résultats montrent comment les changements dans les régimes de perturbations pourraient significativement modifier la réponse des écosystèmes aux futurs changements climatiques.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations

Développement de marqueurs fonctionnels pour des propriétés écosystémiques sensibles à l’urbanisation en milieux forestiers
Les boisés urbains subissent de nombreuses perturbations, directes, indirectes, planifiées ou inattendues, en plus d’être marqués par la présence d’espèces exotiques. De son côté, l’approche par traits fonctionnels cherche à identifier des relations prévisibles entre la composition de la communauté et le fonctionnement de l’écosystème. Cette approche peut-elle nous aider à caractériser ces écosystèmes complexes en faisant ressortir des tendances généralisables? Nous avons cherché à identifier des marqueurs fonctionnels pour trois propriétés écosystémiques sensibles à l’urbanisation. Nous avons mesuré des indicateurs de trois propriétés écosystémiques dans 43 boisés de la région de Montréal: la colonisation, l’infiltration de l’eau et la décomposition, ainsi que la composition fonctionnelle pour 29 traits associés avec ces propriétés. Pour tester si la composition fonctionnelle pouvait prédire des différences dans les propriétés de l’écosystème, nous avons procédé par sélection pas-à-pas et ainsi identifié le meilleur modèle de régression linéaire multiple. Nous avons été en mesure d’identifier une combinaison linéaire de traits fonctionnels significative pour chacune des trois propriétés écosystémiques que nous avons étudiée, et ce avec un pouvoir prédictif variant fortement entre les propriétés. Les modes de dispersion associés avec les animaux ainsi qu’une forte production de graines ont été sélectionnés dans le cas de la colonisation, alors que seuls des traits de profondeur racinaire étaient associés avec l’infiltration de l’eau. La décomposition pouvait être prédite avec une combinaison de traits d’effet, comme la teneur en matière sèche des feuilles, et de plusieurs traits réponse reflétant la sensibilité de la communauté à la disparition de la litière. À l’aire de l’étalement urbain, les boisés urbains représentent un enjeu majeur de conservation. L’identification de marqueurs fonctionnels est la première étape dans le développement d’indicateurs du fonctionnement des écosystèmes et dans l’application de l’approche par traits fonctionnels en milieu urbain.

Mots-clés: écologie forestière, Ecologie urbaine, écologie fonctionnelle

Écophysiologie de l'épinette noire des pessières à mousses et à lichens de l'ouest du Québec selon un gradient latitudinal
Les épinettes noires (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) de la forêt boréale subissent des pressions environnementales causées par l’augmentation des températures, le changement du régime des précipitations et l’augmentation de la fréquence des événements climatiques extrêmes. Dans la forêt boréale québécoise, ces nouvelles pressions se traduisent par une modification des peuplements forestiers où certaines pessières à mousses denses se dégradent en pessières à lichens éparses. Les conditions de ces nouveaux milieux sont plus hostiles pour le développement des épinettes noires, ce qui est susceptible d’affecter la vigueur des individus et donc, leur potentiel de régénération. L’objectif de cette étude est donc de comparer la vigueur des épinettes noires au sein des pessières à mousses et à lichens de l’ouest du Québec à l’aide d’indicateurs écophysiologiques. Le taux photosynthétique maximal ainsi que des courbes de réponse au CO2 (A-Ci) ont été mesurés dans des parcelles de pessières à mousses et à lichens, situées en bordure de la route de la Baie-James (77°O, 51°-53°N). Des individus ont été échantillonnés à différentes latitudes et à trois reprises au cours de la saison de croissance. Les individus des pessières à mousses présentent des taux photosynthétiques plus élevés que ceux des pessières à lichens, et ces taux augmentent pendant la saison de croissance. Les courbes A-Ci démontrent également de plus grands taux de carboxylation maximal (Vcmax) et de transport d’électrons (Jmax) dans les pessières à mousses. De plus, les cônes des individus ont été récoltés afin de lier l’efficacité écophysiologique des individus à leur potentiel de régénération, en évaluant la proportion de graines viables à l’intérieur des cônes. Les résultats démontrent donc que les individus des pessières à mousses sont plus vigoureux que ceux des pessières à lichens, et ce, tout au long de la saison de croissance, sans que la latitude ait un effet.

Mots-clés: écophysiologie, Écophysiologie, stress, photosynthèse, fluorescence, courbe de réponse au CO2

Dynamique des épidémies de la TBE du 19ème siècle à nos jours sur le territoire Québécois
Les épidémies de la Tordeuse des Bourgeons de l’épinette (TBE) (Choristoneura fumiferana (Clem.)) font partie intégrante de la dynamique naturelle des forêts nord-américaines (Harvey 1985) et sont considérées comme l’une des perturbations les plus importantes dans l’Est de l’Amérique du Nord. Dans un contexte de changements climatiques, il est nécessaire de connaître la dynamique des épidémies de la TBE dans l’espace et dans le temps ainsi que les conditions dans lesquelles elles se sont produites. Ces connaissances permettraient de mieux comprendre les mécanismes impliqués et d’évaluer l’évolution des mosaïques forestières (Swetnam et al. 1999). Actuellement, la dynamique spatiale et temporelle des épidémies est très peu connue et il est difficile de tracer un portrait de ces épidémies avant le 20ème siècle et sur l’ensemble du territoire Québécois. C’est pourquoi l’objectif de cette étude est de retracer les épidémies de la TBE du 19ème siècle à aujourd’hui. Pour cela, nous avons travaillé sur des échantillons d’arbres vivants prélevés au nord et au sud de l’aire de distribution de la TBE dans le but de comparer les séries dendrochronologiques obtenues et comprendre la dynamique spatio-temporelle des épidémies à court terme (de 1800 à 2017). Cette étude a permis de mettre en évidence qu’aux limites nord et sud de l’aire de distribution de la TBE les épidémies étaient locales et asynchrones avant le 20ème siècle et sont devenues synchrones et étendues sur de plus vastes territoires au cours du 20ème siècle. De plus, les épidémies de la TBE ont un impact significativement plus fort au sud qu’au nord à la fin du 19ème siècle et inversement au 20ème siècle.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations, Épidémies ; TBE ; Dynamique Spatio-temporelle

Plasticité de traits foliaires le long d’un gradient de diversité fonctionnelle
En sylviculture, l’utilisation de peuplements composés de différentes essences ayant une diversité fonctionnelle élevée plutôt que de peuplements monospécifiques semble la stratégie à privilégier pour une gestion plus durable et plus rentable des forêts. Une diversité spécifique et fonctionnelle importante peut avoir différents effets positifs sur des processus écosystémiques (minéralisation, accroissement de la productivité). Ils peuvent également conduire à une meilleure stabilité de l’écosystème en augmentant la résistance aux perturbations ainsi que la résilience après une perturbation. Une augmentation de la diversité peut également engendrer une diminution de la compétition par le mécanisme de complémentarité.
Bien que des relations entre la diversité d’un écosystème et sa productivité ont été observées à de nombreuses reprises, les mécanismes qui modulent ces relations sont encore mal connus. Parmi les mécanismes possibles, nous nous sommes intéressés aux traits foliaires. Sur le site IDENT (International Diversity Experiment Network with Trees) de Montréal, nous nous sommes focalisés sur six espèces indigènes en plantations monospécifiques et en mélange de 2 et 4 espèces différentes, créant ainsi un gradient de diversité spécifique et fonctionnelle. Sur chacune de ces espèces, nous avons mesuré différents traits foliaires comme indicateurs du taux photosynthétique maximum, du taux de croissance relatif et de la disponibilité des ressources dans l’environnement. Ces traits ont été quantifiés par trois méthodes, des mesures destructives en laboratoire et non destructives (spectres de réflectance), à l’échelle de la feuille et de la canopée (télédétection). Les mesures de réflectance à l’échelle de la feuille montrent de bons résultats, mais uniquement dans certains cas. Les mesures de télédétections semblent ne pas être assez sensibles pour mesurer de faibles variations des traits étudiés.

Mots-clés: biodiversité, écologie forestière, traits foliaires, plasticité, IDENT

Driving factors of European beech treeline distribution along the Apennines in Italy
High elevation forest line or treeline is a clear-cut ecological ecotone from dominant trees to shrubs or grassland. Most of researcher agree that, at global scale, climate is the primary factor controlling treeline occurrences, with local topography, geo-morphological mountain feature and disturbance history, including wildfires, grazing and human impact, playing a significant role at finer scale, e.g. local and regional. In Apennines, Fagus sylvatica is a key constituent of mountainforest belt. Apennine beech treeline spread in mono-specific stands in more than 900 mountain peaks, each one with its own geomorphology, climate and anthropogenic interactions. In order to explore the factors affecting beech treeline distribution, 198 mountain peaks, belonging to 15 mountain chains from Central to Southern Apennines were selected. Here, the relationships between the treeline elevations and 54 variables representing climatic, geo-morphological, and anthropogenic factors were explored. Data analysis revealed that treeline elevation in Apennine ranges between 1700 and 2140 m a.s.l. The detailed spatial analysis revealed south exposed treelines lower than the northern exposed, with a difference between 33 m and 360 m. Correlation analysis revealed site-specific relationships, both positive and negative, between treeline elevation and geographical, anthropogenic and climatic variables. We used 12 variables in Principal Component Analysis (PCA) to identify limiting factors for beech treeline distribution. To assess regional variations in the relationships between geographic distribution and climatic space, we combined 15 Apennine mountain ranges into the same group because they have similar latitude and longitude ranges, and thus we dealt with them as a single group. The analysis suggests that treeline elevations in Apennine Mountains are not exclusive temperature-dependent ecotones but are locally shaped by several factors, mainly anthropogenic disturbance and climate.

Mots-clés: Anthropogenic impact, Latitudinal gradient, Mean annual temperature, Population density, Winter temperature

Changement (1950-2015) de la structure et de la composition des forêts du Québec à partir des archives de la Consolidated Bathurst: rôle des coupes et des perturbations naturelles
Dans cette étude nous présentons les changements (1950-2015) de la structure d’âge et de la composition des anciennes concessions de la Consolidated Bathurst, l’une des plus importantes compagnie forestière en Amérique du Nord. À partir d’inventaires réalisés autour des années 1950, nous avons dressé le portrait de plus de 4.2M d’ha de forêts localisées dans les domaines de l’érablière (1.3M ha), de la sapinière à bouleau jaune (0.7M ha), de la sapinière à bouleau blanc (1.5M ha) et de la pessière à mousses (0.7 M ha). La structure d’âge a été rajeunie dans l’ensemble des domaines bioclimatiques avec une forte baisse des vieilles forêts dans la pessière à mousses et la sapinière à bouleau blanc. La composition en essences est demeurée relativement stable dans la forêt boréale mis à part une augmentation de l’abondance du pin gris dans la pessière à mousses et de celle du peuplier-faux tremble dans la sapinière à bouleau blanc. Les changements de composition les plus marquants sont observés chez le bouleau jaune qui formait l’essence la plus abondante de la sapinière à bouleau jaune et qui a chuté de près de 50% dans le paysage actuel. L’essence est également beaucoup moins abondante dans l’érablière (-30%). En revanche, les érables affichent une hausse marquée dans la sapinière à bouleau blanc, la sapinière à bouleau jaune et dans l’érablière. Parmi les perturbations naturelles et anthropiques qui ont touché le territoire d’étude, les coupes totales sont de loin la perturbation la plus abondante ce qui suggère qu’elles ont été le moteur principal des changements observés au sein de la mosaïque forestière, notamment en ce qui a trait à la structure d’âge. Il s’avère que l’utilisation des archives constitue une source d’informations précieuses afin de reconstituer les forêts du passé et d’évaluer les conséquences à long-terme de nos pratiques forestières.

Mots-clés: historique des perturbations, écologie forestière, composition, archives, feux, coupes forestières, aménagement

Distribution mondiale des stratégies vitales des arbres
Afin de prévoir la composition future des forêts et leurs réponses aux changements environnementaux majeurs, il est primordial de comprendre les stratégies de gestion des ressources, de survie et de reproduction des arbres à grande échelle. Chacune de ces stratégies peut être caractérisée par un ou plusieurs traits fonctionnels. Cette étude vise à mettre en relation cinq gradients environnementaux bioclimatiques (température, élévation, précipitations, sol et indices de compétition) et trois traits fonctionnels des arbres (densité du bois, masse des graines et teneur en matière sèche foliaire). Nous avons constitué une matrice mondiale d’abondance des espèces et de traits fonctionnels en combinant les valeurs de plusieurs bases de données internationales et régionales. Nous pensions que les variables bioclimatiques les plus influentes seraient les mêmes pour les trois traits fonctionnels étudiés, soit la température minimale, les précipitations dans le mois le plus sec, le pH et la teneur en matière organique des sols. Nos résultats montrent que le gradient température est le plus influent pour les trois axes de stratégies, plus précisément les températures moyennes dans les trimestres les plus chauds et les plus froids de l’année. Les résultats des autres variables diffèrent selon les traits fonctionnels. Ces relations pourront être utilisées pour construire des modèles de prédiction des communautés forestières à grande échelle.

Mots-clés: écologie forestière, Biogéographie, Traits fonctionnels, Densité du bois, Masse des graines, Teneur en matière sèche foliaire

Causes et conséquences du broutage du trille rouge sur un gradient élévationnel
Une prédiction largement répandue sur les changements climatiques est qu’en réponse à la hausse de la température annuelle, plusieurs espèces pourront coloniser au-delà de leur limite de distribution actuelle (soit vers les pôles, soit vers le haut des montagnes). Cependant, il est possible que d’autres facteurs viennent empêcher ou moduler cela. Une étude précédente (Rivest et Vellend 2018) a rapporté que plus d’un trille rouge sur deux se faisait brouter à haute élévation au mont Mégantic, alors que le phénomène était rare à basse élévation. Mon étude a cherché à déterminer si ce patron se répétait dans le temps, si les cerfs, prédateurs principaux du trille, étaient plus présents à haute élévation et si le broutage avait un impact négatif sur la croissance des trilles. Les résultats sont qu’en effet, le broutage a un effet négatif sur la croissance des trilles. Cet effet est conséquent puisque les trilles broutés une année sont en moyenne plus petits l’année suivante, ce qui peut avoir des répercussions sur sa reproduction, et même sur sa survie si le phénomène de répète plusieurs années. Cependant, les trilles n’ont pas été plus broutés à haute élévation qu’à basse élévation ni en 2017, ni en 2018. La présence de cerfs est légèrement plus élevée à haute élévation qu’à basse élévation. Un résultat étonnant est que le taux de croissance relatif des trilles est plus grand à haute élévation qu’à basse élévation. Considérant ces résultats, il semble peu probable que le cerf ait un impact sur la limite de distribution du trille rouge. Par contre, il a un impact sur les populations de trilles rouges en général, et pourrait potentiellement réduire la population de trilles au mont Mégantic, s’il continue de manger le quart des individus en moyenne chaque année.

Mots-clés: écologie forestière, dynamique des populations, Relations prédateur proie

Les variations de sévérité des perturbations naturelles secondaires façonnent la diversité des vieilles forêts boréales
La dynamique des vieilles forêts se définit par l’occurrence régulière de perturbations naturelles de faible sévérité (dynamique des trouées). Cependant, des études récentes suggèrent que les perturbations de sévérité modérée pourraient aussi jouer un rôle important dans la dynamique des vieilles forêts boréales de l’Est du Canada. Notre objectif était alors de définir comment cette combinaison de perturbations de sévérités variables pourrait influencer la dynamique et la diversité structurelle de ces écosystèmes. Nous avons ainsi formulé les hypothèses suivantes : (1) les perturbations de sévérité faible et modérée suivent différents patrons temporels et (2) chaque type de perturbation a une influence spécifique sur la dynamique subséquente des peuplements.

Nous avons testé ces hypothèses en utilisant les données dendrochronologiques obtenues à partir de 20 vieilles forêts boréales du Québec, Canada. Nous avons identifié l’occurrence de perturbations de sévérité faible ou modérée en analysant la synchronicité à l’échelle du peuplement des reprises de croissance abruptes.

Nous avons trouvé que les perturbations de sévérité modérée sont, avec les perturbations de sévérité faible, un élément important de la dynamique des vieilles forêts boréales de l’Est du Canada. Les perturbations de sévérité modérée varient fortement dans le temps et résultent principalement d’épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette. Les perturbations de sévérité faible sont plus constantes dans le temps, avec quelques rares pics. Chaque type de perturbation a une influence spécifique sur la dynamique subséquente des peuplements, menant à leur diversité structurelle.

Nos résultats soulignent la complexité du processus de succession et du régime de perturbation dans les vieilles forêts boréales de l’Est du Canada. Toutefois, les modèles de succession usuels tendent à sous-estimer cette complexité, ce qui renforce les menaces pesant sur ces écosystèmes. Par conséquent, il est urgent de repenser la dynamique des vieilles forêts boréales pour s’assurer de l’efficacité des stratégies d’aménagement.

A regular succession of low severity disturbances (i.e. gap dynamics) is generally the process defining the dynamics of the old-growth stage in boreal and other forests. Yet, recent studies suggest that moderate severity secondary disturbances might also play an important role in the dynamics of Eastern Canadian boreal old-growth forests. This combination of low and moderate severity secondary disturbance regimes may strongly influence the succession and the structural diversity of these ecosystems. Thus, we hypothesized that (1) low and moderate severity secondary disturbances present different temporal patterns and that (2) low and moderate severity disturbances have different effects on the subsequent stand dynamics.

We tested these hypotheses using dendrochronological analysis in 20 boreal old-growth forests in Québec, Canada. We identified the occurrence of low and medium severity disturbances by analysing stand level synchronicity of individual abrupt growth releases.

We found that the secondary disturbance regime in Eastern Canadian boreal old-growth forests varies strongly from a year to year, and that moderate severity secondary disturbances are an important component of boreal old-growth forest disturbance regimes along with low severity secondary disturbances. Moderate severity secondary disturbances are variable in time and are mainly caused by spruce budworm outbreaks. Low severity secondary disturbances are more constant in time, with a few weak peaks. Both of these secondary disturbance types have specific impacts on stand dynamics. Similarly, the effect of a single disturbance event may vary among stands, probably because of their structural attributes.

Thus, our results highlight the complexity of boreal old-growth forest succession and secondary disturbance regimes. Yet, common models of boreal forest dynamics strongly underestimate this complexity and thus may reinforce the threats constraining these ecosystems. Therefore, a paradigm shift about boreal old-growth forest dynamics is necessary and urgent to ensure efficient conservation policies.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations, Vieilles forêts, Forêt boréale, Perturbations naturelles, Faible sévérité, Sévérité modéré, Succession, Tordeuse des bourgeons de l'Épinette, Chablis

Donne-toi du temps si tu veux grandir ! Une relation quantitative entre les dynamiques de formation et les traits anatomiques des cellules du xylème.
La formation du bois (xylogenèse) est un processus lié au développement des nouvelles cellules dont le diamètre et l'épaisseur de paroi changent au cours de la saison de croissance. Parmi les facteurs qui affectent la taille de ces traits cellulaires, la dynamique temporelle de la xylogenèse a une importance reconnue. Selon nos hypothèses, le diamètre d’une cellule de bois et l’épaisseur de sa paroi sont positivement corrélés à la durée de leurs phases de développement. Des microcarottes d’épinette noire [Picea mariana (Mill.)] ont été récoltées à chaque semaine entre les années 2002 et 2016 sur un total de 50 arbres répartis sur cinq sites le long d'un gradient latitudinal au Québec, Canada, pour le suivi de la xylogenèse. Les dynamiques temporelles de formation du bois ont été reconstruites à l’aide de la modélisation. En moyenne, les cellules de bois initial restent 12 jours en phase d’élargissement, et 15 jours en phase de déposition de paroi. L’élargissement des cellules du bois final dure 7 jours, et la paroi secondaire a été déposée en 27 jours. Que ce soit pour le bois initial ou le bois final, le dépôt de paroi secondaire et sa lignification durent plus longtemps que l’élargissement cellulaire. Le lien entre la durée du développement des traits anatomiques et leur taille croissance s’est avéré être non-linéaire, en prenant les caractéristiques d’une courbe de croissance ayant une tendance asymptotique. L’effet des dynamiques de formation du bois sur les traits anatomiques du cerne se reproduit sur tous les sites et donc sur toute la distribution latitudinale de l’épinette noire. La durée de la différenciation cellulaire constitue donc un facteur clé de la croissance cellulaire et de l'épaississement de la paroi du xylème, déterminant ainsi la variation spatiale des traits cellulaires le long du cerne de croissance.

Mots-clés: écologie forestière, Différentiation cellulaire, Xylogenèse, Changements climatiques, Modélisation, Anatomie du bois, Forêt boréale

Évaluation de quelques paramètres de la qualité du bois affecté par l’épidémie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette
Les perturbations naturelles ont de gros impacts sur la dynamique des peuplements et dans la disponibilité des ressources dans la forêt boréale. Les feux et les épidémies demeurent les perturbations les plus importantes. À l’est de l’Amérique du Nord, la tordeuse des bourgeons de l'épinette - TBE (Choristoneura fumiferana Clem.) est l'un des défoliateurs les plus destructeurs de ces forêts. Au Canada, le sapin baumier (Abies balsamea L. (Mill)) et l'épinette noire (Picea mariana B.S.P. (Mill)) sont les hôtes les plus importants et les plus largement distribués. Au Québec, d’importants volumes de bois sont perdus en périodes épidémiques. Afin de minimiser de telles pertes, les usines de sciage et de pâte et papier ont généralement l’obligation de récolter ce type de bois. Toutefois, plusieurs se plaignent de la qualité marginale de ce bois qui nuit à la rentabilité de leurs opérations. Cependant, très peu d’information est disponible sur l’altération de la qualité du bois avec la progression de la durée de défoliation par la TBE. Trente-six peuplements infestés, variant d’un à quatre ans de défoliation, ont été échantillonnés dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean en 2016 et en 2017 afin de déterminer si des modifications avaient été apportées au niveau de la qualité du bois. La croissance, la densité et les propriétés anatomiques du bois formé durant les années d’épidémie ont été analysées pour les deux espèces. Notre étude montre que l'infestation par la TBE réduit non seulement la croissance radiale annuelle, mais modifie aussi temporairement les caractéristiques cellulaires du bois final, ce qui a des répercussions sur la densité et la qualité du bois de l'épinette noire et du sapin baumier.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations, Épinette noire, sapin baumier, TBE, qualité du bois

Fourteen-year impacts of partial and clear cut forest harvest on epixylic bryophyte species in the boreal black spruce –feathermoss forests.
Partial cut harvest has been hypothesized to have lower impact on forest vegetation and encourage the development of forest structures that support old growth adapted species. Epixylic bryophytes due to their sensitivity to microclimate and substrate changes have been used as indicator species to assess partial cut efficacy to attenuate harvest impacts on forest vegetation. Initial post-harvest studies have indicated partial cut potential to reduce harvest impacts on epixylic bryophytes. However, the long term ability of partial cut to maintain the epixylic bryophyte community and encourage old growth species assemblages remains uncertain, consequently, the need for longer term studies. Fourteen years after harvest, this study resurveyed epixylic bryophytes in 30 permanent plots established in the boreal black spruce forests of northwestern Quebec, Canada. Specifically, we examined changes in epixylic bryophyte community (composition and richness) and their microhabitat along an unharvested, partial cut and clear cut harvest gradient. Also, we compared our results to that of an initial post-harvest study and to a chronosequence of old growth forests to examine species changes overtime and the similarity of bryophyte communities in partial cut forests to old growth species assemblages. Partial cut stands maintained high epixylic richness compared to unharvested and clear cut stands overtime. However, species richness and frequency of occurrence doubled after 9 years. Additionally, species composition growing on logs in partial cut stands was more similar to that found in old growth forest compared to the initial post-harvest study. Canopy openness, deadwood decay and diameter size were the major factors that explained the patterns observed in species richness and composition. In conclusion, partial cut provide a better option in achieving species and habitat conservation goals than what is been achieved by traditional clear cut. However, lower volumes of newly recruited deadwood raises concern about habitat continuity for deadwood living organisms.

Mots-clés: aménagement, sylviculture, Partial cut, epixylic bryophytes, coarse woody debris, microclimate, old growth

Influence de la compétition arborescente sur la vulnérabilité à la sécheresse du sapin baumier en forêt boréale
La forêt boréale représente 75% des forêts du Canada et subira le plus important réchauffement de tous les écosystèmes forestiers. Parmi les changements attendus, on anticipe un accroissement marqué du nombre et de l'intensité des sécheresses, avec des conséquences encore inconnues sur cet écosystème. Il est possible que de telles conditions augmentent la compétition entre les arbres pour l'eau et les ressources et que l’intensité des impacts soit modulée par la densité des peuplements. L’objectif de cette étude est de déterminer le contrôle exercé par la densité des peuplements sur la vulnérabilité d’une espèce boréale connue comme étant intolérante à la sécheresse, le sapin baumier (Abies balsamea [L.] Mill.), au déficit hydrique. Ce projet se déroule à la forêt Montmorency où plusieurs sécheresses importantes ont été observées ces deux dernières décennies. Des sapins ont été carottés dans des peuplements naturels et des éclaircies précommerciales à travers un gradient de structures d'âges. Les analyses indiquent que les sapins des peuplements à faible densité ont eu une meilleure croissance lors d’années de sécheresse ciblées. Les résultats pourraient appuyer le bénéfice d’une intervention sylvicole comme l’éclaircie précommerciale pour réduire la densité et donc l’évapotranspiration et rendre nos peuplements plus résilients aux changements climatiques.

Mots-clés: écologie forestière, sylviculture, croissance radiale, densité, stress hydriques, éclaircies précommerciales

Nouveaux traitements sylvicoles pour réussir l’aménagement durable de la forêt boréale
L’aménagement forestier écosystémique propose les coupes partielles (CP) comme alternative sylvicole afin d’intégrer les objectifs écologiques, économiques et sociaux dans la planification forestière de façon à atteindre l’aménagement durable. Notre objectif principal consiste à évaluer l'effet à moyen terme des différents traitements sylvicoles expérimentaux sur la croissance, la mortalité et la régénération des pessières noires boréales. Pour y répondre, un dispositif de recherche a été établi en 2003-2004, dans des peuplements matures et équiennes d’épinette noire au nord du Saguenay et sur la Côte-Nord. Il est composé de six blocs d’étude comprenant chacun trois traitements expérimentaux de CP, une coupe totale, une réserve de semencier et un témoin sans intervention sylvicole. Nos résultats montrent que 10 ans après l'intervention sylvicole des trois traitements de CP 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. Les résultats révèlent que, 10 ans après traitement, les CP 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. 80% de la mortalité après coupe a été causée par des chablis. Cette recherche a déterminé que les CP sont des traitements capables de promouvoir et d’établir des niveaux de densité de régénération adéquats pour garantir la persistance des pessières noires. De plus, les traitements étudiés ont promu la croissance des arbres résiduels et minimisé les pertes par chablis après coupe, indiquant qu’ils représentent une bonne alternative sylvicole pour réussir le plus grand défi de la forêt boréal : l’aménagement durable.

Mots-clés: sylviculture, aménagement, Aménagement forestier écosystémique, chablis, croissance, coupes partielles, coupes progressives régulières, dendroécologie, épinette noire, effet bordure, forêt boréale, modèles non-linéaires, opération mécanisées, régénération, réserve de semencier, sylviculture

Traitements sylvicoles : solution prometteuse pour la remise en production des forêts paludifiées
La pessière noire à mousses de l'est canadien présente un fort potentiel ligneux. Cette région est toutefois caractérisée par une faible productivité dans les sites paludifiés. La paludification est un processus naturel par lequel l'épaisseur de la couche organique (ECO) augmente avec le temps sur les sols argileux et réduit la productivité des sites forestiers. Ce processus mène à une baisse de croissance et de régénération due à la mauvaise qualité des substrats microsites, souvent pauvres en éléments nutritifs. Peu d’informations sont disponibles sur le potentiel des traitements sylvicoles à remettre en production les sites paludifiés. Les objectifs du projet visent à 1) évaluer l'effet des perturbations générées par trois traitements sylvicoles (coupe partielle, scarifiage et hersage) sur la disponibilité des microsites pour le reboisement en forêt paludifiée; et 2) déterminer l'effet des traitements sur la croissance de plants d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) mis en terre et sur le retour des éricacées. Nos résultats montrent que la disponibilité des microsites est influencée par l’ECO post-coupe et le type de traitement sylvicole appliqué. La croissance des plants dépend du pourcentage de réduction de l’ECO et du type de traitements sylvicole appliqué. Le hersage est le traitement le plus performant dans les zones faiblement à moyennement paludifiées (ECO post-coupe ? 40 cm). Le scarifiage à disques performe le mieux dans les zones fortement paludifiées (ECO post-coupe > 40 cm). La croissance des plants est aussi influencée par la qualité de mise en terre et les conditions topographiques du site. Le retour des éricacées est variable selon le traitement et les types de microsites exposés. Ces résultats permettront d’orienter les sylviculteurs dans la mise en place d’actions efficaces pour la remise en production des forêts paludifiées.

Mots-clés: Paludification, Préparation de terrain, Microsites, Plantation, Croissance, Épaisseur de la Couche Organique (ECO)

Influence des stress climatiques et biotiques sur les processus de mortalité de l'épinette noire dans la forêt boréale du Québec
Des épisodes de mortalité associés au stress hydrique ont été rapportés dans plusieurs biomes forestiers au cours des dernières décennies. La résilience des forêts est incertaine dans un contexte où la fréquence et la sévérité des sécheresses sont en hausse et exacerbent la mortalité causée par les épidémies d’insectes ravageurs. L’influence du type de site sur la capacité des arbres à répondre aux stress simples ou en combinaison est à ce jour mal comprise. Notre étude vise donc à déterminer le rôle des stress biotiques (insectes), climatiques (sécheresses), du régime hydrique (xérique et mésique) et de leurs interactions sur la mortalité de l’épinette noire en forêt boréale. Nous supposons que (1) les arbres des stations xériques sont plus vulnérables aux stress climatiques et que (2) la fréquence et l’intensité des déclins de croissance prédisposent les arbres à la mortalité. Nous avons échantillonné 60 paires d’arbres morts et vivants, dans deux types de régimes hydriques dans la pessière à mousses en Abitibi. Le plan expérimental est inspiré de l’épidémiologie, une approche encore peu utilisée pour étudier la mortalité des arbres. Les analyses dendrochronologiques révèlent que les arbres de milieux xériques déclinent davantage suite aux épidémies d’insectes, puis que l’historique des stress se répercute sur la résilience récente des arbres. Cette étude contribuera au développement des indicateurs de risque de mortalité en forêt boréale et à la modélisation de la sécheresse dans un contexte de changements climatiques.

Mots-clés: écologie forestière, Dendroécologie, Picea mariana, déficit hydrique, historique de stress, compétition

Croissance primaire et secondaire des branches de l'épinette noire et du sapin baumier après une coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM)
Les branches sont très importantes pour la croissance des arbres puisqu'elles supportent la biomasse photosynthétique nécessaire à la production des sucres requis pour la croissance primaire et secondaire. Les traitements sylvicoles peuvent augmenter l'espace et la lumière disponible pour les branches et ainsi permettre aux arbres résiduels d'avoir une cime verte plus grande et plus productive. Le but de ce projet était d'examiner les effets d'un traitement sylvicole, la coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM), sur la croissance primaire et secondaire des branches, ainsi que sur le diamètre des branches de l'épinette noire et du sapin baumier en forêt boréale. La croissance radiale et la longueur de la pousse apicale ont été mesurées sur cinq branches par arbre, tandis que le diamètre des branches a été analysé à partir de 15 verticilles répartis dans le houppier des 48 épinettes noires et 48 sapins baumiers échantillonnés. La croissance radiale des branches et la longueur des pousses apicales ont augmenté significativement après la CPPTM dans la partie inférieure du houppier chez les deux espèces, mais la réaction était plus importante pour la croissance secondaire que pour la croissance primaire. Ces résultats suggèrent que la CPPTM pourrait retarder la récession du houppier car les branches inférieures ont tendance à survivre et à croître plus longtemps. Cependant, bien que la croissance radiale ait augmenté dans les années suivant la CPPTM, cela n’a pas eu d’influence significative sur le diamètre des branches et ne devrait pas entraîner de diminution de la qualité du bois.

Contribution relative des arbres à la croissance de peuplements en fonction de leur structure et de traitements sylvicoles
La perte de productivité dans les vieilles forêts pourrait être due aux changements dans la structure du peuplement, qui augmenterait graduellement la disparité de l’efficacité d’utilisation des ressources entre les arbres dominés et dominants. Dans les érablières à bouleau jaune, la croissance des arbres peut être influencée par leur capacité d’acquérir les ressources (exposition à la lumière) et leur capacité de les diriger vers la production de la biomasse ligneuse. Ce projet visait d’abord à concevoir l'effet de la structure du peuplement et de l’application ou non d’un traitement sylvicole (coupe de jardinage et éclaircie) sur la contribution des arbres dominants et dominés à la croissance globale du peuplement selon la taille et la surface foliaire des arbres. D’autre part, il avait pour but de déterminer les arbres qui avaient une meilleure efficacité de croissance, i.e. accroissement en biomasse ligneuse par unité de surface foliaire par année. Les résultats montrent que la structure du peuplement, mais non les traitements, influence la croissance relative des arbres dominants et dominés. Dans les peuplements inéquiens, les arbres dominés contribuaient plus à la croissance globale du peuplement relativement à leur taille et à leur surface foliaire, alors que dans les peuplements équiens, tous les arbres y contribuaient également. De plus, pour toutes les placettes, les gros arbres présentaient une meilleure efficacité de croissance, ce qui implique que les arbres dominés dans les peuplements inéquiens, bien qu’ayant une meilleure croissance relative, dirigent davantage leurs ressources vers le développement de la cime qu’à la croissance en biomasse ligneuse. En ciblant les arbres qui croissent le moins, proportionnellement à leur taille et à leur surface foliaire, il est possible de déterminer les arbres qui devraient être voués au prélèvement lors de coupes partielles afin d’optimiser la productivité du peuplement.

Mots-clés: écophysiologie, sylviculture, Dominance de croissance, efficacité de croissance, croissance relative, structure du peuplement, coupes partielles

Growth rate rather than growing season length determines wood biomass in dry environments
A number of studies have suggested that growing season length determines carbon sequestration of forest ecosystems. Given the possibility that drought-induced growth decline will be caused by a prolonged growing season under a warming climate, we investigated the effect of growth rate and duration of xylem production on annual wood biomass in drought-prone environments. We analyzed the chronologies of intra-annual wood formation in Qilian junipers (Juniperus przewalskii) from the semi-arid north-eastern Tibetan Plateau, China (2009-2014) and in ponderosa pine (Pinus ponderosa) from the hyperarid Mojave Desert in Nevada, USA (2015-2016). Most variability in the number of xylem cells (Ncell) was related to growth rate (rm) rather than duration of cell production (Dcell). At the Tibetan sites, 69.9 % and 54.7% of variability in Ncell was attributable to rm for the lower and upper treeline, respectively. Within the Mojave Desert site, 53.9 % of the variability in Ncell was related to rm. The growth rate in the Tibetan Plateau forest is affected by minimum temperature and precipitation. Thus, rm is a primary control on wood biomass in conifer species of semi-arid forests. Under warmer and drier conditions, a longer growing season will not benefit xylem growth of conifers, and in turn warming-induced drought may limit carbon sequestration by reducing the rate of cell production.

Mots-clés: écologie forestière, physiologie, conifer, wood production, carbon sequestration, growing season length, growth rate, global warming, drought stress

Facteurs écologiques régissant la régénération du chêne rouge (Quercus rubra L.) dans les Laurentides
Pour comprendre les facteurs écologiques régissant la régénération du chêne rouge à la limite de son aire de distribution, trois études sont menées: (1) une évaluation en serre des taux de germination et de croissance de trois provenances (Mont-Royal (MR), Pointe-au-Chêne (PC) et Saint-Hippolyte (SH)) de chêne selon un gradient de fertilité, d’acidité et de température du sol pendant dix semaines; (2) une expérience de germination sous différents traitements de fertilisation (témoin, cendres, biochar, cendres×biochar) à St-Hippolyte; et (3) une analyse dendrochronologique de peuplements de chêne à sa limite nordique. Des analyses de variance à deux facteurs ont montré des taux de germination et des indices morphométriques (ex. hauteur, biomasses, surface foliaire) nettement supérieurs sur sol riche que sur sol pauvre. La provenance SH a montré une germination et une morphométrie inférieures à celles des autres provenances. Des taux de germination de plus de 90% ont été observés pour la provenance PC sur sol riche (significativité sol×provenance détectée). Toutefois, l’expérience de germination sur les parterres forestiers de St-Hippolyte a révélé un taux d’insuccès de presque 100% pour toutes les provenances, dû à la sécheresse des sols de mai et juin (contenu volumétrique en eau d’environ 10% pour certaines périodes), mais aussi compte tenu d’une forte herbivorie observée par des images de petits rongeurs (ex. tamias, écureuils) captées dans les parcelles par des caméras infrarouges. Enfin, dans trois peuplements de chêne de Saint-Hippolyte, les arbres ayant un dhp > 10cm au sein de cinq placettes circulaires (15 au total) de 452m2 furent systématiquement carottés. L’analyse de ces carottes a permis la reconstruction de la structure d’âge des peuplements et d’estimer la période d’établissement des chênes à la limite de sa distribution. L’étude dendrochronologique des cohortes confirme l’influence des incendies sur la régénération de cette espèce dans ce type d’environnement.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations, chêne rouge, régénération, facteurs, sol, fertilité.

Dynamique sous-terraine et vulnérabilité à la sécheresse : comment la position microtopographique et l’exclusion des précipitations influencent-elles la production en racines fines en forêt tempérée ?
La microtopographie peut être un important facteur de détermination de la vulnérabilité des arbres à la sécheresse à l’échelle locale. Des résultats provenant de 171 placettes-échantillons en Montérégie ont montré que la position microtopographique des arbres influence le risque de mortalité, celle-ci étant plus importante dans les creux que sur les monticules. Nous avançons l’hypothèse que la profondeur d’enracinement, la biomasse et la production des racines fines seront plus élevées sur les monticules que dans les creux, et que la différence sera plus marquée pour les espèces plus sensibles à la sécheresse…. Notre système expérimental établi à l’été 2017 comprenait 16 sites dans la Vallée-du-Haut-Saint-Laurent. Quatre érables à sucre et quatre caryers cordiformes (ce dernier étant plus sensible à la sécheresse) ont été sélectionnés sur chaque site, la moitié en position de creux, l’autre en position de monticule. Afin de simuler un épisode de sécheresse, les précipitations ont été interceptées avec des toiles de 3,65 m de rayon disposées autour de la moitié des individus à partir du mois d’août. Au pied de chaque arbre, nous avons suivi la production des racines fines et l’évaluation de leur quantité sur 40 cm de profondeur. Les résultats montrent un effet significatif de la position microtopographique, la production était mieux répartie en profondeur pour les arbres de monticule, avec approximativement deux fois plus de racines produites entre 20 et 40 cm et ce pour les deux espèces. La quantité moyenne de racines fines obtenues était plus importante sur les monticules (954 mg/dm^-3) que dans les creux (820 mg/dm^-3) pour les deux espèces. L’expérience d’exclusion n’a pas modifié la production de racines mais a légèrement diminué leur quantité. L’effet relativement faible est peut-être dû à la courte durée de l’expérience. La magnitude des effets dépendait de l’espèce et étaient plus marqués pour le caryer cordiforme.

Mots-clés: écophysiologie, écologie forestière, Sécheresse, racines fines, vulnérabilité

Calibration et validation de fonctions de transferts pour la reconstruction paloécologique de surface brûlée et de sévérité de feu en forêts boréale.
Les particules de charbons conservées dans les sédiments lacustres sont souvent utilisées pour reconstruire l’intervalle de retour de feu (FRI) pour décrire le régime des feux. Cependant, le FRI n’est pas le meilleur proxy pour analyser les relations feux-végétation. En effet, un FRI plus long n’est pas toujours associé à des espèces de fin de succession plus abondantes. Les processus taphonomiques qui affectent les proxies comme la production, le transport et le dépôt dans l’archive expliquent en partie ces différences. D’autres caractéristiques de feux comme la surface brûlée ou la sévérité influencent les dépôts de charbons et les liens feux-végétation. Notre objectif était de calibrer ces caractéristiques avec la surface médiane des charbons collectés dans des trappes pendant 6 années consécutives et situées dans 7 lacs de la pessière à mousses de l’Ouest. La sévérité a été mesurée au travers du dNBR (differentiated Normalized Burn Ratio) avec des images LANDSAT. La dispersion a été envisagée en extrayant les caractéristiques de feux à 3, 15, 30km autour des sites, et le dépôt en analysant ces caractéristiques depuis l’année de la récolte des charbons jusqu’à 5 ans avant. Nous avons utilisé une méthodologie basée sur les Random Forest pour distinguer les variables de feu qui contribuent significativement au dépôt de charbon. La surface médiane de charbons est ainsi liée à la surface et la sévérité des feux mesurées à 30km autour des lacs l’année du feu. Ces variables ont été conservées pour développer des fonctions de transfert pour reconstruire la surface brûlée (r2=0.7576, P-value <0.001) et la sévérité des feux (r2=0.7584, P-value <0.001). Ces modèles vont être appliqués à des charbons extraits de sédiments lacustres de 11 lacs de la même région pour évaluer leur fiabilité.

Mots-clés: historique des perturbations, écologie forestière, paléoécologie, calibration, charbon de bois, lacs, feux, sévérité

Effets de la dominance de l’épinette noire et du peuplier faux-tremble sur la végétation de sous-bois dans la forêt boréale canadienne
La forêt boréale canadienne contribue significativement aux cycles des nutriments et offre plusieurs services écosystémiques d’importance globale. Étant donné que la forêt boréale peut être affectée par des changements globaux liées au réchauffement climatique, il est essentiel de mieux comprendre ses dynamiques écologiques pour pouvoir maintenir la productivité des forêts et la biodiversité. La composition de la canopée change les conditions d’habitat dans le sous-bois, ainsi que les processus associés à l’écosystème. Dans la ceinture d’argile du Québec, à la limite entre les régions de l’Abitibi-Témiscamingue et du Nord-du-Québec, nous avons sélectionné des sites abiotiquement comparables, mais avec une dominance soit de l’épinette noire (Picea mariana), soit du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides). Ce projet analyse les effets de chaque type de canopée et des facteurs liés tels que la lumière, la composition de la litière et les nutriments, sur la végétation des plantes vasculaires et non vasculaires dans le sous-bois. Dans le but de reproduire artificiellement les conditions d’une dominance de la canopée dans l’autre canopée (et vice-versa), nous avons mis en place sept traitements pour évaluer les facteurs qui peuvent influencer l’établissement des espèces dans le sous-bois. Également, nous avons échangé des portions du sous-bois de 1m2 d’une canopée à l’autre pour regarder l’influence globale de la canopée sur la végétation du sous-bois. Les premières analyses indiquent que la diversité des plantes sous le peuplier-faux tremble est plus résistante aux changements du type de canopée, tandis que les espèces de mousses qui sont dominantes sous l’épinette noire ne maintiennent pas cette dominance face à l’influence de facteurs liés au peuplier. Ce projet contribuera à la compréhension des processus écologiques liés à ces deux types de composition qui sont représentatifs et économiquement importants dans la forêt boréale.

Mots-clés: biodiversité, écologie forestière, Forêt boréale, Dynamique de l’écosystème, Composition de la canopée, Végétation de sous-bois, Peuplier faux-tremble, Épinette noire, Bryophytes.

Reconstitutions climatiques et hydrologiques des montagnes Chic-Choc et McGerrigle de l’intérieur de la Gaspésie
Pour savoir si le changement climatique anthropique affecte le climat d’une région, nous avons besoin des longues données instrumentales, afin d’établir une base de référence et pour comprendre la variation climatique multi-centenaire naturelle, puisqu’elle peut être confondue avec le changement climatique anthropique. Les données instrumentales pour la Gaspésie intérieure sont particulièrement brèves, les plus vieux enregistrements de climat et de l’écoulement des eaux commençant autour de 1970 seulement. La reconstitution climatique basée sur l’analyse de cernes d’arbres fournit une méthode pour déduire ces données perdues, étant la seule méthode pratique pour déduire les données annuelles ou même sous-annuelles dans cette région. Les régions montagneuses sont reconnues comme étant particulièrement sensibles aux changements climatiques anthropiques. Les montagnes Chic-Choc et McGerrigle de la Gaspésie intérieure ont été relativement peu étudiées par les dendroclimatologues. Nous présentons ici les résultats préliminaires de 6 sites de cèdres blancs (Thuja occidentalis) dans une vallée fluviale et 2 sites d’épinettes noires (Picea mariana) à la ligne d’arbre. Collectivement, elles étendent 456 ans en arrière et dénotent un important signal de débit estival. Un signal de précipitation pour juin est observable dans trois des chronologies de la vallée, ainsi qu’un signal de précipitation pour mai dans trois des sites de ligne d’arbre. Les chronologies de ce projet sont donc adéquates pour une reconstitution hydrologique basée sur les cernes, dans cette région où les données instrumentales sont autant en manque. De plus, deux sites à la ligne d’arbre démontrent une réponse à la température moyenne de janvier, dont un qui démontre aussi un signal de la température moyenne de fin d’été. Les reconstitutions climatiques et hydrologiques pourraient être utiles pour la gestion de la faune dans le parc national, particulièrement pour le caribou, une espèce en voie de disparition, et pour les pêcheries de saumon de la rivière Sainte-Anne.

In order to detect if anthropogenic climate change is affecting a region’s climate, we need long instrumental records of at least 100-150 years to establish baseline conditions. We also need long regional climate records to understand natural multi-centennial climate variability because this natural low-frequency climate variability can be mistaken for anthropogenic climate change. Unfortunately, in large portions of Québec and the boreal forest biome in general, these long records do not exist. Instrumental climate records from the interior of the Gaspé Peninsula are particularly short, with the longest climate and streamflow records only beginning around 1970. Tree-ring-based climate reconstructions provide one way to infer this lost climate data, being the sole practical fashion to infer annual or even sub-annual resolution data for this region. Mountainous regions are known to be sensitive early responders to anthropogenic climate change. The Chic-Choc and McGerrigle Mountains of the interior of the Gaspesie have been relatively little studied by dendroclimatologists. We present here preliminary results from 6 northern white cedar (Thuya occidentalis) sites of a major river valley as well as 3 black spruce sites (Picea mariana) and 1 balsam fir site (Abies balsamea) at the tree line of three mountains in the region. Sampling occurred in the summer of 2017 and 2018 in the Parc national de la Gaspésie. The tree ring chronologies from the 6 valley cedar sites and the 2 black spruce tree line sites collectively extend 456 years into the past and demonstrate a significant summer streamflow signal. Processing from the 2018 field season demonstrate a January temperature signal at tree line black spruce and balsam fir sites, as well as a late summer temperature signal at the black spruce sites. A June precipitation signal is observed in three of the valley tree-ring chronologies as well as a May precipitation signal in three of the tree line sites. The chronologies from this project are hence suitable for use in tree-ring based climate reconstructions, in this region where instrumental climate data is so lacking. Such climate reconstructions could be useful for wildlife management in the Parc national, particularly for that of the highly endangered caribou and the important salmon fisheries of the Sainte-Anne River. Additionally, we have rediscovered an old growth cedar stand that was briefly studied in the 1980s. This old growth stand is of interest in the park for conservation purposes and helps extend our reconstructions farther into the past.

Mots-clés: dendroclimatologie, dendrohydrologie, reconstitution climatique, cerne de croissance

L’amendement de cendres en érablière améliore rapidement les propriétés chimiques du sol et la nutrition des semis d’érable à sucre
Dans les années 1980, le dépérissement de l’érable à sucre a perturbé la régénération et la croissance de la plupart des érablières dans l’est de l’Amérique du Nord. Bien que la santé des érablières se soit améliorée depuis, certaines ont continué à dépérir, en particulier sur les sites acides et pauvres en bases échangeables. Des travaux réalisés en Scandinavie indiquent que l’application de cendres en milieu forestier semble une pratique idéale pour corriger l’acidité du sol tout en l’amendant en bases échangeables. Cette étude visait à déterminer les effets à court terme de l’application de cendres en érablières aménagées sur les propriétés chimiques du sol, la nutrition foliaire des semis et la croissance de l’érable à sucre au stade mature. Le dispositif expérimental comprend 15 peuplements répartis en Estrie et en Beauce sur lesquels deux traitements d’épandage opérationnel de cendres (témoin non amendé vs. 20 t ha-1) ont été appliqués à l’été 2015. Le pH, les bases échangeables, le P extractible, le C et N total des sols, les concentrations foliaires en macronutriments (N, P, K, Ca, Mg) des semis ainsi que la croissance des semis ont été mesurés 4 ans après l’application de cendres. Cette étude est l’une des premières ayant testé les effets de l’application de cendres sur les propriétés des sols et la nutrition et la croissance de l’érable à sucre dans l’est de l’Amérique du Nord. Le traitement avec cendres a augmenté les concentrations en Ca et Mg extractibles dans l’horizon organique du sol ainsi que les concentrations en Ca dans les tissus foliaires des semis d’érable à sucre. La taille des semis de l’année ne différait pas entre les traitements. Nos résultats indiquent que l’amendement en cendres peut avoir un effet positif à court terme sur la fertilité du sol et la nutrition des semis d’érable à sucre.

Mots-clés: écologie forestière, acer saccharum, cendre, nutrition foliaire, chimie du sol

Des écailles et des drones, ou comment interpréter les résultats d’une nouvelle méthode paléo-écologique
Un nouvel indicateur paléo-écologique a récemment été mis au point afin de retracer la présence de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) depuis la dernière glaciation. Il s’agit des écailles du papillon de la TBE. Elles ont la particularité de se retrouvé en grande quantité dans les sédiments, d’être facilement identifiables, et d’être composées de chitine, un matériel très résistant. Mon projet de maîtrise consiste à vérifier si les épidémies de la TBE sont bien enregistrées dans les sédiments lacustres. Pour ce faire, 12 sites ont été sélectionnés dans trois catégories de défoliation qui sont respectivement 1) aucune (témoin) 2) 1 an et 3) 3 ans et +. Les sédiments lacustres annuels de chacun de ces sites ont été récoltés via des trappes à sédiments et le nombre d’écailles présentes est dénombré au microscope. Aussi, des drones ont effectués des photos des peuplements à l’étude à l’aide d’un filtre nommé indice de végétation par différence normalisé. Celui-ci nous donne l’état de santé du peuplement, donc indirectement le taux de défoliation par la TBE. L’étude a duré 2 années consécutives mais seulement les résultats de la première année vous seront présentés. Les résultats montrent que des écailles sont présentes dans tous les sites, y compris les témoins. Le signal de fond de cet indicateur a donc pu être déterminé. Aussi, les analyses montrent que plus la défoliation annuelle est élevée, plus le nombre d’écailles retrouvées dans les sédiments est élevé. Ce résultat montre que les écailles se déposent dans le fond des lacs assez rapidement et que le signal de la défoliation annuelle est enregistré.

Mots-clés: écologie forestière, historique des perturbations, Défoliation; Drone; Écailles; Lépidoptère

Dynamique du carbone dans l’humus des pessières à lichens suite aux opérations de boisement
Les pessières à lichens (PL) nichées au sein de la forêt boréale fermée ont été mis en place par accident de régénération sur d’anciennes pessières à mousse. Puisqu’elles sont clairsemées et qu’elles ne se referment pas, elles résultent en une diminution du potentiel de stockage en carbone de la forêt boréale. Toutefois, des essais fructueux de boisement datant de plus de 15 ans ont été effectués et ont démontré le potentiel de cette pratique à rétablir le potentiel de stockage des PL, mais certains paramètres de la dynamique du carbone restent à quantifier. Notamment, on ne sait pas réellement comment les stocks de carbone du sol forestier réagissent face au scarifiage préalable au boisement de ces écosystèmes, ceci étant même absent du modèle du bilan du carbone du secteur forestier canadien (MBC-SFC3). Ayant comme objectif de chiffrer la dynamique du carbone de l’humus des PL suite au scarifiage, nous avons échantillonné l’humus de 11 PL boisées à une date s’échelonnant le long d’une chronoséquence de 3 à 18 ans d’âge, en considérant quatre différents types de microsites qui s’y rattache : sillon de scarifiage, crête d’empilement, espacement non perturbé et témoin adjacent. Nous avons émis l’hypothèse que le carbone de l’humus d’une PL serait fortement diminué suite à une hausse de la décomposition due au scarifiage du sol, et que la perte en carbone perdurerait au fil du temps. Les résultats montrent une perte non significative de 10 % en carbone de l’humus à court terme, mais cette perte est complètement résorbée après 10 ans. Ce résultat inattendu semble s’expliquer par une croissance plus vigoureuse de la végétation résiduelle suite au scarifiage.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, Gestion du carbone, boisement

Comment les feux de forêt et les épidémies de TBE ont façonné un paysage boréal à l'échelle Holocène
À l'échelle pluri-millénaire, différentes perturbations ont façonné la mosaïque des peuplements boréaux. Cependant, malgré l'importance de telles perturbations, la littérature reste relativement pauvre en ce qui a trait à la dynamique de la tordeuse des bourgeons de l'épinette sur le long terme et à ses interactions avec les feux de forêts. Dans cette présentation, nous combinons l'étude des macro fossiles de charbons et l'utilisation d'un nouveau proxy—les écailles de lépidoptère—pour décrire la dynamique écologique d'un lac boréal. Les écailles de papillons se sont avérées être un indicateur plus robuste pour les épidémies d'insectes que les indicateurs classiques tels que les feces ou les capsules céphaliques. Nous avons pu identifier 87 pics d'abondance d'écailles significatifs au cours des 10 000 dernières années. Ces résultats indiquent que les épidémies de TBE étaient plus fréquentes durant l'Holocène que suggéré par les études antérieures. Les taux d'accumulation des fossiles de charbon correspondent à ce que l'on connaît de l'histoire des feux dans l'Est du Canada : un début et une fin d'Holocène plus sensible aux feux de forêts et une fréquence des feux réduite au milieu de l'Holocène. Bien que sporadiquement les feux et les épidémies ont pu se synchroniser, nos résultats montrent plutôt une relation inverse à l'échelle Holocène.

At a multi-millennial scale, various disturbances shape boreal forest stand mosaics and the distribution of species. Despite the importance of such disturbances, there is a lack of studies focused on the long-term dynamics of spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) (SBW) outbreaks and the interaction of insect outbreaks and fire. Here, we combine macrocharcoal and plant macrofossils with a new proxy— lepidopteran scales—to describe the ecological dynamic around a boreal lake. Lepidopteran scales turned out to be a more robust proxy of insect outbreaks than the traditional proxies such as cephalic head capsules and feces. We identified 87 significant peaks in scale abundance over the last 10 000 years. These results indicate that SBW outbreaks were more frequent over the Holocene than suggested by previous studies. Charcoal accumulation rates match the established fire history in eastern Canada : a more fire-prone early and late Holocene and reduced fire frequency during the mid-Holocene. Although on occasion, both fire and insect outbreaks were coeval, our results show a generally inverse relationship between fire frequency and insect outbreaks over the Holocene.

Mots-clés: historique des perturbations, dynamique des populations, Tordeuse des bourgeons de l'épinette, paléoécologie, écailles de papillons, Holocène

Les mycorhizes sont-elles impliquées dans l’établissement du sapin en pessière à mousse ?
Le sapin baumier possède une moins bonne capacité d’établissement sous l’épinette noire que sous le peuplier faux-tremble, une espèce localement dominante dans la pessière à mousse de l’Abitibi-Témiscamingue, au niveau du 49°N. Les conditions climatiques et abiotiques étant les mêmes dans ces deux types de peuplements, l’hypothèse d’une action des mycorhizes est émise. Les mycorhizes sont des symbioses à bénéfices réciproques entre des champignons et les racines, et sont particulièrement importantes pour la nutrition des plantes en forêt boréale, mais restent assez peu connues dans la région d’étude. Nous avons testé 1) si le taux de mycorhization, la diversité des champignons mycorhiziens, et la croissance des sapins étaient plus élevés sous peuplier que sous épinette et s’ils étaient influencés par la présence d’éricacées, 2) si cet effet était reproductible ex-situ et 3) si d’autres champignons pouvaient contribuer à expliquer la facilitation des sapins sous peupliers. Pendant deux années, 60 sapins ont été suivis sous peupliers et sous épinettes en forêt et 120 sapins ont été semés en chambre de croissance afin de relier leur croissance et concentration foliaire en nutriments (deux estimateurs de la survie), au taux de mycorhization et à la diversité des champignons mycorhiziens. La concentration en nutriments dans les aiguilles était supérieure sous les peupliers et était positivement corrélée au taux de mycorhization. Sous épinette, la présence d’éricacées a eu un effet négatif sur la nutrition via un changement des communautés mycorhiziennes. Enfin, le séquençage haut débit de l’ADN des champignons du sol a permis de déterminer que les communautés sous les peupliers étaient proches de celles retrouvées en sapinière, notamment celles de champignons saprophytes. Ces résultats démontrent l’importance des interactions avec les champignons, notamment mycorhiziens, pour l’établissement et la progression du sapin en forêt boréale.

Mots-clés: biologie moléculaire, écologie forestière, ectomycorhizes, symbiose, croissance, metabarcoding

Perte de résistance mécanique chez des arbres infestés par l’agrile du frêne : vers une meilleure gestion du risque
L'épidémie d'agrile du Frêne (Agrilus planipennis) constitue un défi de taille pour les gestionnaires de forêts urbaines. Cependant, les connaissances relatives à la présence d'arbres morts sur le territoire sont insuffisantes pour adopter des méthodes adaptées lors du démontage des arbres morts. Pour (i) compléter ces connaissances, (ii) émettre des recommandations et (iii) définir un ensemble d'indicateurs visuels permettant de diagnostiquer les facteurs de risques, nous avons réalisé une étude sur la biomécanique des frênes infestés par l'agrile. 23 frênes rouges (Fraxinus pennsylvanica) ont été sélectionnés sur le territoire de la ville de Laval. Les arbres avaient un DHP compris entre 20cm et 33cm et se situaient sur un gradient de dégradation allant d'arbres en santé à des arbres morts fortement dégradés. Un moment de flexion a ensuite été induit sur le tronc des arbres jusqu'à l'obtention d'une rupture primaire (bris du tronc ou déracinement). Le moment maximal de flexion a par la suite été mis en relation avec des mesures permettant de décrire l'état de santé de l'arbre, son état de dégradation et son comportement durant les tests. Les mesures de dégradations étaient à chaque fois composées de deux indicateurs : une mesure précise du phénomène (e.g. mesure au résistographe, mesure de l'humidité du bois) et un indicateur utile sur le terrain (e.g. classe de dégradation, recouvrement d'écorce). Les résultats montrent que le statut de l’arbre (mort ou vivant) est un facteur déterminant de leur résistance mécanique. Mais cette dernière dépende également des propriétés du bois du tronc et des racines. Nous avons également pu définir un ensemble d'indicateurs pratiques permettant (i) de déduire le statut de l'arbre lors de diagnostics hivernaux et (ii) de prédire les faiblesses mécaniques des arbres morts afin de permettre aux élagueurs d'ajuster leurs interventions en fonction de l'état de l'arbre.

Mots-clés: foresterie urbaine, biomécanique

Barrières écologiques et sociales à la restauration des forêts de mangroves sous gestion communautaire
Une grande partie des forêts de mangroves du golfe de Guayaquil (Équateur) a été convertie en aquaculture de crevettes au cours du XXe siècle. Les forêts restantes sont essentielles pour assurer les moyens de subsistance des communautés locales, la protection du littoral et la séquestration du carbone. Quels sont les obstacles écologiques et sociaux les plus décisifs que les efforts de restauration doivent surmonter? Quelle est la pertinence des barrières sociales relativement aux barrières écologiques? Pour étudier ces questions, nous avons analysé les trajectoires de restauration dans une forêt sous gestion communautaire qui fait partie du zone Ramsar Don Goyo. Nous avons retracé la régénération naturelle et les changements institutionnels sur une période de cinq ans en intégrant des entretiens avec les principales parties prenantes avec des inventaires forestiers et des évaluations de régénération dans neuf étangs de crevettes. Contrairement à nos attentes, les barrières écologiques pourraient être facilement identifiées et surmontées. Dans huit parmi les neuf étangs, la régénération naturelle établie dépassait de loin une densité minimale de 1 500 arbres par hectare. Les obstacles écologiques étaient également considérés comme moins importants par les parties prenantes locales. Au contraire, un accès sécurisé aux zones restaurées, un conseil de gestion opérationnel comprenant toutes les communautés de la région, des institutions adaptées au sein des communautés et les efforts en matière d’éducation semblaient être les plus pertinents pour restaurer les services écosystémiques de la mangrove. Notre analyse souligne que ces facteurs sociaux doivent être explicitement pris en compte, car ils peuvent être décisifs pour le succès des efforts de restauration, en particulier dans un contexte de gestion communautaire. En outre, les facteurs les plus influents dans notre étude constituent également des cibles potentielles pour les efforts visant à améliorer la résilience et la capacité d'adaptation.

Mots-clés: foresterie sociale, écologie forestière, mangroves, restauration, gestion communautaire

Modélisation de la succession forestière suite à des coupes finales dans des peuplements mixtes au Québec, Canada
Comprendre la régénération forestière à grande échelle sous le régime de récolte est essentiel pour la gestion des ressources naturelles. Les données des suivis du Manuel d’aménagement forestier (MAF) des régions du Bas-Saint-Laurent et de la Gaspésie ont servi au propos de ce projet. Les suivis sont divisés en deux étapes : peuplement en régénération et peuplement en évolution/prêt à éclaircie. Basé sur des modèles statistiques, nous avons combiné différentes techniques dans une approche qui prédit la succession forestière sous l’exploitation en considérant une étude de cas réelle. Tout d'abord, nous avons étalonné un modèle qui prévoit la régénération après la récolte. Ensuite, une fois la présence d’une régénération prédite, un modèle gamma a été utilisé pour estimer le stocking du parterre de coupe. Les informations sur les caractéristiques de la forêt avant et après la récolte, ainsi que sur les variables climatiques et topographiques de la région ont été utilisées comme variables explicatives. Par la suite, une distribution diamétrale théorique sera appliquée à toutes les placettes. Les paramètres des distributions seront liés aux variables de la station, biophysique, et climatiques. Les modèles ont été validés et les résultats ont montré le potentiel de l’approche utilisé pour fournir des prédictions de la succession forestière aux régions d’étude. En particulier, les variables topographiques avaient des effets importants sur la probabilité qu’une placette soit régénérée. Les résultats ont aussi révélé l’évolution temporelle de la composition après récolte et éclaircie en termes de stocking ainsi que sa variabilité. Cette approche de modélisation devrait permettre de surmonter les difficultés réelles signalées par les gestionnaires dans les régions étudiées.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, régénération des forêts, prévisions au niveau régional, modèles multinomiaux

Les étrangères performent mieux !! : Influence des espèces exotiques sur la productivité
L’objectif du "International Diversity Experiment Network with Trees" (IDENT) est d’identifier les mécanismes qui contrôlent les interactions entre individus et entre espèces et qui promeuvent la coexistence et la complémentarité d’utilisation des ressources, et ce, à de multiples niveaux hiérarchiques dans les communautés. IDENT est composé de plusieurs sites expérimentaux en Amérique du Nord et en Europe et utilise un design répliqué de parcelles d'arbres à haute densité présentant plusieurs niveaux de richesse spécifique et de dispersion fonctionnelle. L’effet de la provenance des espèces sur le lien entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes n’a encore jamais été étudié, chez des arbres. Nous faisons l’hypothèse que les espèces exotiques devraient être plus productives, notamment dues à la "enemy release hypothesis", et que cette relation devrait être mitigé par les conditions environnementales des sites. Nous avons mené une expérience comparative sur deux des sites du réseau IDENT (Auclair, Qc, Canada et Cloquet, MN, États-Unis), afin d’évaluer la relation entre productivité, dispersion fonctionnelle et provenance des espèces (natives ou exotiques) indépendamment de la richesse en espèces. Nous avons cultivé un total de 12 espèces (six natives et six exotiques) en différentes combinaisons de 1, 2 et 6 espèces. Les espèces exotiques ont été sélectionnées en fonction de leur proximité fonctionnelle avec les espèces natives. Nous présentons ici les conclusions de cette expérience comparative, 10 ans après sa création. Nous avons mis en évidence une augmentation de la productivité due à la richesse spécifique, à l’identité fonctionnelle des espèces, mais également un effet positif de la diversité fonctionnelle lorsque les communautés incluent une espèce exotique. La "enemy release hypothesis" pourrait être un mécanisme expliquant l'augmentation de la productivité.

The International Diversity Experiment Network with Trees’ (IDENT) goal is to identify the mechanisms which control the individuals and species interactions responsible for promoting coexistence and the complementary use of resources; and this, all at multiple hierarchical levels within communities. IDENT includes several active and planned sites across North America and Europe and uses a replicated design of high-density tree plots of fixed species richness levels and varied functional dispersion.
The effect of a tree species’ provenance on the biodiversity-ecosystem functioning relationship has not yet been studied. We hypothesize that exotic species should be more productive, probably due to the enemy release hypothesis and that this relationship should be mitigated by sites' environmental conditions. We conducted a common garden experiment in two of the IDENT network sites (Auclair, Qc, Canada and Cloquet, MN, USA), to assess the relationship between productivity, functional dispersion (Laliberté and Legendre, 2010) and species origin (native vs. exotic) independently of species richness. We grew a total of 12 species (six native and six exotic) in different combinations of 1, 2 and 6 species. The exotic species were selected based on their functional similarity to the native ones. Here, we present conclusive results of this comparative experiment, 10 years after its creation. We highlight an increase in productivity due to the species richness, the functional identity of the species, but also a positive effect of functional diversity when the communities include an exotic species. The enemy release hypothesis could be a mechanism explaining this increased productivity.

Mots-clés: écologie forestière, biodiversité, Dispersion fonctionnelle, richesse spécifique, productivité forestière, natives et exotique, IDENT

Écologie genrée : contribution des femmes au développement d’une discipline traditionnellement masculine
Les femmes sont sous-représentées parmi les chercheurs en écologie en Occident, les sciences fondamentales étant une sphère traditionnellement masculine. Au-delà du nombre de publications, on en connaît peu sur les différences entre la recherche menée par les hommes et les femmes. Nous posons les hypothèses 1) que certains concepts en écologie sont davantage abordés par les hommes et d’autres par les femmes; et 2) que la représentation des femmes diminue avec l’augmentation de l’importance accordée à un sujet de recherche. Dans le cadre d’une collaboration entre l’UQAT et le groupe Elsevier, nous avons analysé le contenu (concepts et topics) de l’ensemble des articles scientifiques publiés entre 1998 et 2017 dans 50 revues en écologie avec évaluation par les pairs en Amérique du Nord et en Europe. Nous nous sommes penchés sur les 100 concepts ayant eu le plus grand poids (1998-2007 et 2008-2017) et nous avons comparé la représentation des femmes parmi les auteurs. Nous avons également mis en relation l’importance attribuée à des sujets de recherche (prominence ) et la représentation des femmes. Les résultats préliminaires indiquent que les femmes sont davantage présentes parmi les auteurs d’articles sur la génétique, l’écologie des communautés et des écosystèmes et la conservation. Elles sont moins présentes dans les articles sur la modélisation, la faune, la prédation et la forêt. Nous observons une diminution de la proportion de femmes avec l’augmentation de l’importance attribuée au sujet de recherche, accentuée pour les sujets les plus importants et pour la période 1998-2007. La contribution des femmes en écologie est en croissance, est différente de celle des hommes, mais demeure moins valorisée. Cette présence de plus en plus grande en écologie transforme la discipline jusqu’alors développée par (et pour) les hommes.

Mots-clés: femmes, écologie, analyse de contenu, publication, parité

Modélisation de la dynamique naturelle des peuplements en forêt boréale mixte après un feu
Les perturbations naturelles, i.e. feux et épidémies d’insectes, assurent un rôle important dans la dynamique naturelle des peuplements laquelle est caractérisée par des changements de composition et structure et se produisant sur une grande échelle temporelle. La modélisation ainsi s’avère un outil intéressant prédire la dynamique des peuplements suite à une perturbation avec un important gain temporel. Cette étude vise à évaluer la capacité du modèle Sortie-ND à reproduire la dynamique des peuplements et les impacts de l’épidémie de la tordeuse (TBE) ayant frappé l’Abitibi entre 1970 et 1987 sur la composition et la dynamique des peuplements dépendamment du stage de développement.

En 1991 puis en 2009, nous avons échantillonné tous les arbres (semis, gaules et adultes) dans 431 quadrats (16×16 m) situés dans la Forêt d’enseignement et de recherche du lac Duparquet. Ces quadrats ont été répartis dans sept peuplements issus de différents feux. On s’est servi des données d’inventaire de 1991 pour paramétrer Sortie-ND et simuler la dynamique naturelle à court terme (18 ans) et long terme (100 ans) de chaque peuplement. Nous avons comparé la composition et la structure simulées à court terme aux observations empiriques de 2009. En utilisant des outputs des simulations à long terme, les impacts de la TBE ont été évalués par une comparaison de la composition et de la dynamique des peuplements pré- et post-épidémie.

Nos résultats montrent que la composition et la structure simulées à court terme ne présentent pas une différence significative par rapport aux observations empiriques de 2009. Concernant la simulation à long terme, nos résultats montrent que l’épidémie de la TBE a significativement modifié la composition et la dynamique des peuplements mixte et résineux. Sortie-ND s’avère ainsi capable à reproduire la dynamique naturelle des peuplements en forêt boréale mixte et constitue ainsi un outil fiable afin de comprendre le développement des peuplements dans une perspective d’aménagement écosystémique.

Mots-clés: forêt boréale mixte, dynamique naturelle, perturbations, SORTIE-ND

Transférabilité de la probabilité d’occurrence du feu en forêt boréale méridionale Québécoise : Évaluation de l’approche de modélisation par consensus
Dans un contexte de changements globaux, plusieurs études prévoient une augmentation de l’occurrence des feux dans de nombreuses régions du monde. Pour évaluer et limiter les incertitudes liées à ces prédictions, de plus en plus d’auteurs utilisent une approche de modélisation par consensus. Cette approche consiste à combiner, en une seule prédiction, un ensemble de prédictions obtenues à partir de modèles calibrés avec différentes bases de données et algorithmes de modélisation. L’objectif de ce travail vise à évaluer si cette approche permet d’améliorer la transférabilité spatiale et temporelle de la probabilité d’occurrence du feu à l’échelle régionale. Pour se faire, six bases de données provenant de période (1971 à 1985, 1986 à 2000 et 2001 à 2015) et de régions différentes dans la zone boréale méridionale (pessière à mousses de l’ouest et de l’est) ont été utilisées ainsi que trois algorithmes de modélisation, soit le modèle linéaire généralisé (GLM), l’algorithme « Boosted regression trees » (BRT) et l'algorithme de Maximum d’Entropie (MaxE). Les validations effectuées avec l’aire sous la courbe ROC démontrent que le consensus de modèles calibré avec plusieurs bases de données (0.69 ± 0.05) permet d’améliorer significativement la transférabilité de la probabilité d’occurrence du feu par rapport à l’utilisation de modèle unique (0.60 ± 0.13) ou du consensus de plusieurs algorithmes (0.61 ± 0.10). La méthode de combinaison basée sur la moyenne des prédictions offre, quant à elle, une performance similaire (0.69 ± 0.06) à la méthode de combinaison basée sur la moyenne des présences/absences prédites (0.68 ± 0.04), mais nécessite que la probabilité prédite par les algorithmes de modélisation soit comparable. Finalement, les résultats fournissent des lignes directrices afin de guider les prochaines études qui souhaiteront prédire la réponse du feu face aux changements globaux.

Mots-clés: Occurrence du feu, modélisation par consensus, transférabilité

Dynamique de la régénération suite aux éclaircies commerciales dans les plantations du Bas-St-Laurent
L’application du nouveau régime forestier basé sur les principes de l’aménagement écosystémique a entraîné la révision de certaines modalités dans les patrons d’éclaircie commerciale. À titre d’exemple, l’éclaircie par arbre élite est maintenant pratiquée dans près de 15% des coupes d’éclaircie commerciale au Bas-St-Laurent. Bien que ces peuplements ne soient pas encore rendus à maturité, l’établissement d’une régénération naturelle est essentiel pour réduire les coûts d’exploitation, ou pour réussir une conversion de ces peuplements vers des peuplements irréguliers. Cette étude a pour objectif de produire un modèle de prédiction de la régénération dans les plantations d’épinette blanche. Elle répond à une demande économique tout en veillant à maintenir la viabilité et l‘intégrité des écosystèmes forestiers. Des placettes-échantillons seront établies dans 40 unités expérimentales d’éclaircie commerciale situées dans 2 blocs différents. Dans chaque bloc, 4 types d’éclaircies ont été réalisés (témoin, éclaircie par le bas, éclaircies 50 et 100 arbres élites/ha). Différents paramètres tels que la luminosité, l’effet de la distance par rapport au sentier de débardage, l’effet de la taille des trouées réalisées ou non à l’intérieur de chaque placette ou encore la qualité du substrat vont être mesurés sur site afin d’étalonner un modèle qui prédira la distribution des semis dans un quadrat donné. Ce modèle sera alors inséré dans le simulateur de la démographie et de la croissance des épinettes blanches en plantation (CEP) en développement à la Chaire de recherche sur la forêt habitée. La dynamique de régénération sera ainsi mieux comprise et pourra servir à optimiser les futures interventions sylvicoles.

Mots-clés: sylviculture, aménagement

L'évolution passée de nos forêts : des connaissances utiles pour l'aménagement forestier
Les reconstructions holocene du climat, de la vegetation et des feux offrent aujourd'hui des informations cruciales afin de valoriser les cibles d'aménagement écosystémique émises par le MFFP en particulier sur le territoire de la pessière à mousses de l'Ouest du Québec. En effet, l'analyse sur le long terme des pollen permet d'appréhender les dynamiques de la végétation. Lorsque couplée avec les études d'insectes piégés dans les sédiments comme les Chironomides, l'étude des pollen permet de reconstruire l'évolution des conditions climatiques de température et de précipitations qui régnaient dans le passé. Enfin, l'étude qui porte sur les charbons sédimentaires permet quant à elle de reconstruire la dynamique passée des feux de forêt au travers de l'intervalle de retour des feux. De cette manière, les reconstructions paléoécologiques donnent une profondeur temporelle aux cibles d'aménagement écosystémique définies dans un contexte contemporain. Ces reconstructions permettent, en explorant le passé, d'analyser des périodes durant lesquelles les conditions prévues par des scenarios de changement climatiques en cours et à venir ont été observées. Afin de donner une dimension spatiale à ces reconstructions, des analyses d'écologie numérique basées sur des données contemporaines d'inventaires ont permis de distinguer des territoires au sein desquels les interactions entre la végétation, le milieu physique et les différents types de perturbations (comme les feux) sont homogènes. De cette manière, les reconstructions paléoécologiques et les analyses d'écologie numérique vont apporter des informations essentielles afin de guider les cibles futures d'aménagement écosystémique pour respecter la variabilité plurimillénaires et la diversité actuelle des écosystèmes forestiers boréaux.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, paléoécologie

Détermination des effets des pratiques sylvicoles sur les flux et les stocks de C en forêt boréale tourbeuse
La forêt boréale constitue un important réservoir de carbone (C), dont 60% est stocké dans les sols. Ce stock de C du sol est dû à l’accumulation de la matière organique (MO) au-dessus et dans le sol minéral. En l’absence prolongée de perturbation par le feu et dans des conditions favorables, cette MO peut s’accumuler en une couche organique (CO) pouvant atteindre un mètre d’épaisseur. Cet épaississement de la CO est responsable de la transformation d’une forêt sur sol minéral en une forêt entourbée, les sols de ces forêts constituant un important réservoir de C. À long terme, toutefois, l’entourbement ralenti la croissance des arbres et entraine une baisse de la productivité forestière. Dans le nord-ouest québécois, les forêts entourbées ou susceptibles à l’entourbement constituent une importante source d’approvisionnement en bois. Certaines méthodes de récoltes pourraient toutefois accélérer l’entourbement. Afin d’éviter cette accélération, il est proposé d’utiliser des pratiques sylvicoles qui perturbent sévèrement les sols. Si ces pratiques peuvent augmenter le stockage du C dans les arbres, elles pourraient aussi entrainer l’émission de C et contribuer à l’accumulation de CO2 atmosphérique. Dans un contexte de lutte aux changements climatiques, il est donc nécessaire de connaître les effets des pratiques sylvicoles sur le bilan C des forêts tourbeuses. L’objectif de ce projet est de déterminer les effets à court et à long terme de la récolte (CPRS et coupe partielle) et de la préparation de terrain sur les stocks et les flux de C dans les forêts tourbeuses du nord-ouest québécois.

Mots-clés: sylviculture, aménagement, Stocks et flux de carbone, forêt boréale tourbeuse

Forêts de proximité : Qui, Quoi et Comment
Les forêts sont soumises aux pressions de développement croissantes et aux changements environnementaux qui posent des défis de gestion. La gouvernance collaborative et participative des forêts est de plus en plus reconnue comme une solution pour minimiser les conflits entre différents acteurs possédant différentes connaissances, visions et valeurs en lien avec la forêt.

La gestion forestière centralisée qui prévaut au Québec a perpétué un système couplé État-industrie éloigné des autres visions de la forêt et orienté vers l'exploitation commerciale du bois.

Il existe des initiatives de gestion à petite échelle qui favorisent la participation démocratique, en assurant des retombées pour les communautés et en considérant des critères environnementaux à long terme. L'inclusion du concept de « forêts de proximité » dans la Loi sur l'aménagement durable du territoire forestier au Québec visait à intégrer des intérêts locaux dans la gestion de la forêt publique. Or la politique devant donner un cadre législatif à ces initiatives n’a pas encore vu le jour.

Ce projet de recherche vise à (1) identifier les forces et les faiblesses des différentes formes de gouvernance des forêts de proximité; (2) documenter les visions des différents utilisateurs du territoire quant à la gestion des forêts de proximité; et (3) élaborer des scénarios participatifs de gouvernance et de gestion des forêts de proximité.

Mots-clés: Forêt de proximité, gouvernance forestière, aménagement durable, communauté

Vue d’ensemble des utilisations de la technologie LiDAR terrestre pour les applications en foresterie et en écologie forestière
Les inventaires forestiers tout comme les études en écologie forestière nécessitent de l’information détaillée sur les attributs des forêts. L’acquisition d’un nuage de points tridimensionnel grâce aux scanners laser terrestres (SLT) permet l’extraction d’attributs architecturaux et écophysiologiques à l'échelle de l’arbre et du peuplement. Par exemple, la caractérisation du tronc sert au calcul de volume de bois et à l’évaluation de sa qualité. Plusieurs algorithmes estiment avec précision le diamètre à 1,30 m du sol et le défilement du tronc notamment par des méthodes géométriques (circle-fitting). Divers attributs structuraux du houppier sont maintenant disponible avec les données SLT tel que le volume de couronne, ou sa surface totale. L’extraction de ces métriques est possible par application d’enveloppes convexes. A l’échelle de la placette, des attributs tel que la fraction de recouvrement ou le volume marchand brut sont intégrés pour la cartographie forestière. Un défi du SLT est la séparation bois/feuille dans le nuage de point. À cette fin, une méthode d’ajustement géométrique sur des projections 2D du nuage permet de déterminer si le point est lié au bois ou au feuillage. La biomasse au-dessus du sol peut s’estimer à l’aide de la voxelisation du nuage de points ou par des modèles quantitatifs (Quantitative Structural Model - QSM). Un cadre de calcul théorique existe pour estimer la distribution du matériel foliaire, en tenant compte des effets d’occlusion et de la densité variable d’échantillonnage dans chaque voxel. Pour leur part, les modèles QSM permettent de recréer la topologie des troncs et branches (tout objets cylindriques) dans le nuage de points. Avec la capacité de reproduire l’architecture fine des arbres d’un peuplement, la simulation de traits physiologiques (conductance stomatique, transpiration) devient alors accessible pour des approches de modélisation structure fonction.

Mots-clés: écophysiologie, écologie forestière, scanner laser terrestre

Effets de l’orignal sur la structure des peuplements en régénération et leur vitesse de succession
Les fortes densités d’orignaux peuvent avoir un effet important sur la succession forestière. Le broutement sélectif et ses effets indirects sur les différentes strates de hauteurs des espèces arborées sont susceptibles d’affecter la vitesse de succession ainsi que la composition des peuplements en régénération. Les fortes densités d’orignaux pourraient ainsi empêcher l’atteinte des cibles d’aménagements. Afin de mieux comprendre comment le broutement par l’orignal affecte la structure populationnelle des espèces arborées et si la succession vers un peuplement mature est ralentie ou arrêtée, un dispositif de 15 exclos a été mis en place en Gaspésie en 2010-11 suite à des coupes forestières. Un suivi de la régénération a été fait annuellement afin de mesurer la densité et le type d’essences présentes pour différentes classes de hauteurs. Nous avons également mesuré l’abondance du framboisier afin de déterminer si les fortes densités d’orignaux affectent indirectement, via une augmentation du couvert de framboisier, les premiers stades de régénération arborée (<130 cm). Nos résultats indiquent que le broutement par l’orignal réduit significativement la densité de gaules, toutes espèces confondues, et que cette réduction entraîne une augmentation du couvert de framboisier. Cette dernière n’a toutefois qu’un effet marginal sur l’abondance de la régénération moyenne (30-130 cm) et aucun effet sur la régénération basse (0-30 cm). L’abondance de gaules a un effet négatif sur la régénération moyenne et aucun effet sur la régénération basse. Conséquemment, les fortes densités d’orignaux ont comme principal effet une réduction de la densité de gaules avec peu d’effets indirects sur les premiers stades de régénération arborée. Le broutement répété sur les gaules augmente le temps nécessaire à l’atteinte d’une hauteur suffisante pour échapper au broutement (300+ cm), ralentissant ainsi la succession vers une forêt mature.

Mots-clés: écologie forestière, faune

Utilisation des parcs à résidus miniers par la sauvagine en Abitibi-Témiscamingue en comparaison avec des étangs de castors
L’industrie minière est au cœur des activités économiques de l’Abitibi-Témiscamingue et par conséquent, on y retrouve plusieurs sites miniers. Lors des activités d’extraction de minerai, des parcs à résidus sont créés et leur superficie peut atteindre une cinquantaine d’hectares. Ces parcs à résidus sont souvent inondés et bien que de nombreuses espèces aviaires aient été observées sur certains de ces sites, leur utilité pour la biodiversité est mal documentée. L’objectif de notre projet est de quantifier la valeur des parcs à résidus miniers pour un groupe utilisant les milieux humides: la sauvagine, qui comprend notamment plusieurs espèces nichant en cavités. Pour ce faire, nous étudions l’occurrence, la richesse spécifique et le recrutement de sauvagine de 15 parcs à résidus miniers de l’Abitibi et de 39 étangs de castors de superficies comparables.

Des visites répétées sur chaque site au cours des étés 2018 et 2019 permettront d’estimer, à différents stades de la période de reproduction de la sauvagine (couples nicheurs et couvées), la probabilité d’occupation des différentes espèces. D’autres facteurs liés aux conditions de l’habitat (pH, indice de développement de la rive, superficie, profondeur) seront mesurés afin de les lier à l’utilisation des différents types de sites par la sauvagine.

Les analyses préliminaires des données pour les deux premières visites (en 2018) ont révélé que plusieurs espèces utilisaient autant les parcs à résidus miniers que les étangs de castors. Au total, des couples nicheurs de 16 espèces de sauvagine et des couvées de 9 espèces ont été observées sur les sites étudiés. Le Canard colvert (Anas platyrhynchos) et le Fuligule à collier (Aythya collaris) dominaient sur ces sites. Après la deuxième saison de terrain, nous ajouterons certaines variables d’habitat dans les analyses afin de mieux expliquer les patrons observés sur les différents types de sites.

Mots-clés: faune, biodiversité, Utilisation de l’habitat, Sauvagine, Mines, Étangs de castors, Recrutement, Richesse spécifique

Vulnérabilité de l’épinette blanche à la sécheresse : effet du dégagement sur la croissance et la résistance à la cavitation
Dans un contexte de changement climatique, où l’on prévoit des sécheresses de plus en plus sévères et longues, il apparaît plus que nécessaire de connaître la vulnérabilité des essences forestières fréquemment plantées face à la sécheresse. L’objectif de ce projet est d’évaluer les impacts potentiels de la sécheresse sur les réponses physiologiques, la croissance et la survie de l’épinette blanche. Dans un premier temps, nous construirons les courbes de vulnérabilité à la cavitation de cinq essences forestières tempérées nordiques et boréales dont l’épinette blanche afin de déterminer les différents seuils de pression liés au dysfonctionnement hydraulique. Dans un second volet, nous évaluerons la vulnérabilité à la sécheresse de l’épinette blanche dans des plantations dont la végétation concurrente aura été dégagée ou non, grâce à des mesures écophysiologiques, dendrométriques et environnementales. Ces plantations seront sélectionnées dans deux zones de l'aire de répartition de l'essence regroupant des stations préalablement définies comme ayant des conditions climatiques i) devenant défavorables ou ii) demeurant favorables à la présence de l’essence. Au sein des stations « devenant défavorables », nous choisirons les plantations les plus méridionales (marge chaude) qui, à court terme, devraient être les plus vulnérables à la sécheresse. Les seuils de dysfonctionnement hydraulique déterminés au préalable, associés aux mesures écophysiologiques et dendrométriques dans les plantations, permettront d’évaluer la résistance à la sécheresse (maintien de la croissance en réponse à une sécheresse modérée), la survie face à une sécheresse sévère ainsi que les stratégies hydrauliques d’évitement (fermeture rapide des stomates) et de tolérance (résistance à la cavitation) de l’épinette blanche.

Mots-clés: écologie forestière, écophysiologie, sécheresse, changements climatiques, épinette blanche, cavitation

Ground Beetle Response to Conventional and Natural Disturbance-Based Silvicultural Practices in Western Quebec
Forests that are structurally complex are thought to be more resilient to disturbances than simpler, homogenous forests. This has led to a shift away from intensive clearcutting to an expanded list of management options, including partial cutting, which may better reflect natural disturbance dynamics. Evaluating resilience of biodiversity within partial cuts requires long-term data on recovery of species assemblages. We compared recovery of ground beetle biodiversity over a gradient of increasing harvesting intensities (including clear-cuts, dispersed and aggregated partial cuts and uncut control), present along three successional stages (aspen, mixed wood, and conifer dominated) 16 years post-harvest. Ground beetles are highly diverse and reflect shifts in species composition more rapidly than vertebrate and plant species. Specimens were collected using 360 pitfall traps deployed throughout the SAFE experiment at the FERLD. Initially following harvest, we observed a marked decline in closed-canopy and old-growth specialist species with concurrent increase in disturbance adapted species. Preliminary results indicate that 16-years post-harvest ground beetle abundance has increased steadily over time at all treatments. Ground beetle species identifications are currently ongoing, and will provide community composition information to enhance the existing abundance data. Determining species composition will clarify the distribution of old-growth vs. disturbance adapted species present in each treatment and will contribute to the assessment of forest ecosystem resilience at each treatment as compared to the uncut controls.

Les forêts qui possèdent des structures complexes sont considérées plus résilientes aux perturbations que des forêts simples et homogènes. Ce constat a entrainé l’adoption d’une large gamme de pratiques sylvicoles, incluant les coupes partielles, qui reflètent mieux les dynamiques de perturbations naturelles, que les stratégies d’aménagement ne considérant que la coupe totale. L’évaluation de la résilience de la biodiversité dans les coupes partielles nécessitent toutefois des données à long termes sur la récupération des communautés d’espèces. Nous comparons, 16 ans après récolte, la récupération des communautés carabes le long d’ungradient d’intensité de récolte (incluant des CPRS, lds coupes partielles agrégées et dispersés et des témoins non récoltés) dans trois stades de succession forestière (des peupleraies, des peuplements mixtes et des peuplements dominés par les conifères).. Les carabes sont très diversifiés et reflètent des changements en composition plus rapidement que les vertébrées ou les plantes. Dans le dispositif SAFE de la FERLD, les carabes ont été récoltés à l’aide d’un réseau de360 pièges fosses dans le projet SAFE. Immédiatement après la récolte, nous avons observé un déclin des espèces associées aux forêts fermées et une augmentation des espèces associées aux perturbations. Des résultats préliminaires indiquent aussi que, 16 ans après récolte, l’abondance des carabes a augmenté dans tous les traitements. Ultimement, l’identification des carabes nous fournira des informations sur la composition des communautés. Ces données nous permettrons également d’identifier les espèces adaptées aux vieilles forêts et aux perturbations et contribuera à l’évaluation de la résilience des écosystèmes forestiers aux traitements de récoltes appliquées dans cette étude.

Mots-clés: sylviculture, aménagement

Diversité des communautés de vertébrés utilisant les étangs de faible superficie du Nord-du-Québec
Dans les paysages boréaux, les milieux humides fournissent des services écologiques précieux et constituent des habitats de haute qualité pour plusieurs espèces. Les écosystèmes de milieux humides du Nord-du-Québec sont exposés à des risques croissants en raison du changement climatique et des menaces anthropiques, notamment la récolte de bois, le développement hydroélectrique, l'écotourisme et les activités minières, avec des conséquences potentiellement importantes sur la diversité de la faune. Les milieux humides contenant des étangs de faible superficie (<2 ha) sont particulièrement importants pour plusieurs groupes d'animaux, notamment les oiseaux aquatiques et les amphibiens, qui choisissent de préférence ces habitats pour se reposer et se reproduire. Ce projet vise à estimer la valeur de différents types d’étangs de tourbières et d’étangs dynamisés par le castor, pour trois groupes de vertébrés : les amphibiens, les oiseaux et les mammifères. Pour ce faire, nous allons échantillonner 48 étangs dans les environs de trois sites miniers du Nord-du-Québec (Casa Berardi, Nemaska et Renard) en 2018 et 2019, à raison de deux campagnes d’échantillonnage par année. À l'aide d'enregistreurs acoustiques et des caméras de surveillance, nous allons détecter la présence et identifier les espèces d'amphibiens, d'oiseaux et de mammifères. Nous comparerons l’utilisation des étangs par les différentes espèces en fonction des variables d’habitat telles que la taille, l’acidité ou la profondeur des étangs, ainsi qu’avec des variables environnementales comme la température et les précipitations. Ce projet fournira une référence et contribuera à mieux orienter la gestion des milieux humides nordiques afin de minimiser les impacts sur les vertébrés dans des futurs projets de développement du Nord-du-Québec.

Mots-clés: biodiversité, faune, milieux humides, tourbières, étangs à castor, amphibiens, oiseaux, mammifères

Apport du LiDAR pour la quantification des services écologiques en appui à l’aménagement durable des forêts
Afin d’outiller l’industrie forestière dans ses prises de décisions, l’impact de l’aménagement forestier sur les écosystèmes peut être évalué sous l’angle des services écologiques (SE). Les SE sont les bénéfices directs ou indirects des fonctions écologiques pour l’humain. Les forêts procurent une multitude de SE dont certains peuvent sembler en opposition à la récolte de bois. Ce projet vise à développer des indicateurs de fonctions (IF) écologiques à partir de données LiDAR aéroporté pour appuyer l’aménagement durable des forêts. Plus spécifiquement, le projet vise à mettre en place des IF à l’aide du LiDAR pour les SE de régulation de l’érosion et de régulation de l’écoulement de l’eau. De plus, le projet vise à déterminer si l’analyse de compromis entre les SE de production de bois, le SE de régulation de l’érosion et le SE de régulation de l’écoulement de l’eau peut être évaluée à partir de ces indicateurs. Le modèle hydrologique ‘’Soil and Water Assesment Tools’’ (SWAT) sera utilisé pour représenter les processus hydrologiques du bassin versant et un réseau Bayésien sera développé pour analyser les compromis entre les SE de production de bois, de régulation de l’érosion et de régulation de l’écoulement de l’eau. Deux sites seront étudiés : le bassin versant de la rivière Harry à Terre-Neuve et le bassin versant de la rivière au Saumon au Québec. Les deux sites présentent des niveaux contrastés de perturbations anthropiques. L’évaluation quantitative de la capacité à rendre les SE dans ces deux bassins s’approche davantage d’une échelle absolue, ce qui permettrait de proposer des recommandations pour l’intégration des SE dans la certification forestière. Bien que de nombreuses recherches sur les SE soit menées, la validation de la mesure des SE est souvent absente de ces études.

Mots-clés: aménagement, Services écologiques, aménagement durable des forêts, hydrologie

Évaluation de la biodiversité végétale de parcs à résidus miniers restaurés par reboisement et application d’amendements
Parmi les conséquences environnementales associées à l’activité minière se trouve la mise en place de parcs à résidus miniers, infrastructures servant à entreposer la matière minérale résiduelle générée lors du procédé de concentration du minerai. La pauvreté et l’instabilité du sol, le pH et la faible rétention en eau limitent la colonisation des espèces végétales sur ces sites. Le développement de méthodes de restauration est donc essentiel pour leur remise en production. À l’heure actuelle, la méthode de restauration couramment utilisée par les minières pour restaurer les parcs à résidus consiste à l’ensemencement d’espèces herbacées (situation dite « cours normal des affaires »). Cependant, le reboisement avec des espèces ligneuses (arborescentes et arbustives) combiné à l’application d’amendements est une méthode étudiée, car elle bénéficie d’avantages supplémentaires: un meilleur contrôle de l’érosion éolienne, l’augmentation de la biodiversité et de la force de puits de carbone. Les effets de cette méthode de restauration sur la biodiversité seront évalués sur le parc à résidus miniers de la mine Niobec et du Mont-Wright au Québec, Canada. Les objectifs sont (1) d’établir parmi des scénarios de restauration testés, lequel résulte en une biodiversité végétale supérieure à court terme et (2) de déterminer si les scénarios de restauration combinant reboisement et application d’amendements ont une biodiversité égale à celle d’un milieu naturel adjacent comparable. Pour ce faire, des relevés de végétation ont été réalisés avec un quadra d’1x1m sur les dispositifs expérimentaux en blocs et tiroirs testant différents scénarios de restauration. Des résultats révélant une biodiversité plus élevée pour les scénarios impliquant du reboisement et l'application d’amendements sont attendus.

Mots-clés: biodiversité, Mine, parc à résidus miniers, restauration, biodiversité, végétation, carbone

Prédiction de la Distribution des Diamètres des Arbres à l’aide de métriques texturales dérivées du Modèle de Hauteur de Canopée, combinées aux métriques ALS
Ce projet vise à prédire la Distribution des Diamètres des Arbres (DDA) en combinant des métriques de surface, volumétriques et texturales, dérivées du nuage de points LiDAR aéroporté (Airborne Laser Scanning – ALS). Le premier objectif déterminera quelles techniques de modélisation permettent la meilleure prédiction de la DDA pour les forêts de l’Ouest de Terre-Neuve, Canada, pour deux formes possibles : unimodale ou multimodale. Le deuxième objectif vise à établir la capacité des métriques LiDAR, en particulier les métriques texturales pour établir la DDA de peuplements forestiers. Un modèle prédictif sépare les placettes selon les deux formes possibles. Cette séparation permet d’appliquer le bon modèle prédictif et la bonne technique de modélisation. La réalisation du projet comprend trois grandes étapes méthodologiques. La première étape consiste à calculer et classifier la DDA de chaque placette. La mise en place d’un modèle prédictif de la forme générale de la DDA utilisera les métriques ALS (surface, volume et texturales) du nuage de points ALS pour séparer les placettes selon leur DDA. La seconde étape méthodologique déterminera la valeur des paramètres de forme des différentes distributions observées dans les données placettes. Une fonction tronquée de Weibull est ajustée sur les DDA unimodale. Pour les multimodales, deux techniques sont comparées : k-MSN et l’apprentissage Bayésien. La troisième étape méthodologique sera de créer un modèle prédictif qui prédit les valeurs des paramètres avec les trois groupes de métriques ALS. L’importance de métriques texturales sera mesurée pour quantifier leur apport spécifique puisque ceci n’a pas encore été fait dans la littérature scientifique. Les résultats consistent en une évaluation de l’apport des métriques ALS (surfaciques, volumétriques et texturales) dans la modélisation de la DDA. Les performances des modèles prédictifs seront mesurées puis comparées. Finalement, la meilleure technique de modélisation de la DDA sera appliquée sur la zone d’étude.

Mots-clés: Distribution des Diamètres, LiDAR,

Impacts à long terme de l’aménagement forestier équien et inéquien sur la composition des carabes.
La coupe progressive (CP) est proposée comme une alternative aux coupes totales pour maintenir la productivité forestière et la biodiversité par le maintien des habitats et des legs écologiques. Dans cette étude, nous testons les impacts longs termes des CP sur l’abondance des carabes. Nous comparons des peuplements répliqués : (1) des coupes partielles 3 ans et 23 ans poste récolte (2) des coupes totales 2 ans et 23 ans poste récolte (3) des coupes totales 23 ans poste récolte (4) des peuplements matures non coupés (témoin) en Haute Mauricie. Nous avons capturé 1904 carabes, 1317 staphylins et 2218 araignées avec 120 pièges fosses avec un effort de capture d’environ 17 jours. Nous croyons que 23 ans après la coupe d’ensemencement, l’abondance de carabidae sera récupérée et sera non différente du témoin, contrairement à la coupe totale de la même année. Les résultats préliminaires suggèrent que l’abondance des carabes est similaire dans les CP après la première passe (coupe d’ensemencement), dans coupes totales 23 ans post-récolte et dans les témoins. La deuxième passe (coupe finale) et la coupe totale de 2015 abaissent significativement l’abondance des carabes et staphylins 3 ans post-coupe à cause de la perte possible de stratification de la canopée, des microclimats et de la structure forestière inéquienne, alors que les araignées ne sont pas affectées. Dans ce contexte, la coupe partielle ne semble pas une meilleure solution pour accélérer le retour des carabes et des staphylins en Hautre Mauricie. Cependant, une étude plus approfondie de la composition reste à faire afin de voir si les espèces associées aux forêts matures sont résilientes.

Mots-clés: biodiversité, sylviculture, Carabidae, Coupe partielle, Aménagement inéquien

Analyse des patrons de mortalité historiques des arbres de la forêt boréale du Québec dans le contexte des changements climatiques
Les changements climatiques sont à l’origine d’une augmentation de la fréquence et de la sévérité des sécheresses. Ces perturbations ont mené à un accroissement substantiel du taux de mortalité des arbres aux sein des écosystèmes forestiers du globe. Bien que cette mortalité résulte de l’interaction de plusieurs variables climatiques, peu d’études se sont penchées sur leurs rôles respectifs. Une connaissance du changement de taux de mortalité est particulièrement importante pour la forêt boréale de l’est de l’Amérique du Nord, où les gradients climatiques spatio-temporels extensifs rendent sa réponse aux sécheresses incertaine. Afin d’éclaircir cette relation, les objectifs de l’étude sont 1) d’estimer les taux de mortalité historiques (1970-2014) des six essences les plus abondantes de la forêt boréale québécoise (Betula papyrifera, Picea glauca, Picea mariana, Populus tremuloides, Pinus banksiana et Abies balsamea) ainsi que 2) d’établir et quantifier la relation entre les taux de mortalité de ces espèces et plusieurs variables climatiques clés. Par le biais de données issues de quatre décennies d’inventaires forestiers provinciaux et du réseau national de stations météorologiques, les tendances temporelles des taux de mortalité sont évaluées empiriquement et mises en relation avec divers indices climatiques. Il est attendu que l’ensemble des essences présentent une hausse des taux de mortalité mais que les variables climatiques expliquant cette mortalité diffèrent entre essences. À l’échelle de l’écosystème, les résultats préliminaires indiquent une augmentation temporelle des taux de mortalité pour toutes les essences à l’exception d’A. balsamea ainsi qu’une grande divergence inter-spécifique de l’effet du climat sur les taux de mortalité. Ces résultats suggèrent un fort impact de la sécheresse ayant eu lieu dans l’aire d’étude au début du millénaire et une modification du rôle de la forêt boréale dans le budget de carbone global.

Mots-clés: stress hydrique, température, précipitation, modèle mixte, modèle additif, facteur de risque

Présentation d’un nouveau module de LANDIS-II pour explorer la construction de routes forestières, et son application sur des paysages forestiers du Québec
LANDIS-II est un modèle spatialement explicite permettant de simuler l’évolution d’un paysage forestier représenté par un raster. Chaque cellule y représente un morceau de la surface de celui-ci, et l’utilisateur de LANDIS-II peut choisir parmi différentes extensions afin de représenter des processus qui affectent la succession végétale des forêts du paysage.

Actuellement, les extensions existantes permettent de modéliser les feux de forêts, les épidémies biologiques, le chablis, et l’effet des coupes forestières pour la récolte de bois. Le but de la fondation LANDIS-II, responsable du développement du modèle, est cependant plus ambitieux : les chercheurs intéressés sont explicitement invités à développer de nouvelles extensions grâce à une structure permettant aux extensions de se greffer facilement sur le « cœur » du modèle.

C’est dans ce contexte que s’insère notre projet de recherche, qui vise à explorer les effets des méthodes équiennes et inéquiennes d’aménagement forestier sur de grandes échelles spatiales et temporelles. Les méthodes inéquiennes, plus extensives, sont actuellement présentées par de nombreux chercheurs comme une alternative importante aux méthodes équiennes ; mais les impacts de leur utilisation n’ont pas encore été considérés à de grandes échelles.

Pour distinguer les effets de ces méthodes à l’échelle du paysage, il nous faut cependant prendre en compte un processus qui n’a, à notre connaissance, jamais été modélisé dans un tel contexte : la construction des chemins forestiers nécessaires à l’accès aux peuplements. Dans ce but, nous avons ainsi commencé le développement d’une nouvelle extension pour LANDIS-II. Cette extension simulera le développement et l’entretient d’un réseau de chemins forestiers dans un paysage aménagé, et les coûts et effets associés à ces chemins. Nous combinerons l’utilisation de ce module avec différents scénarios d’aménagement forestier, afin d’observer comment l’utilisation des méthodes équiennes et inéquiennes influent la quantité et la structure des chemins dans le paysage.

LANDIS-II is a spatially explicit model which can simulate the evolution of a forested landscape, represented by a raster. Each cell then represents a piece of the surface of the landscape, and the user can choose amongst different extensions to allow for different processes to affect plant succession in the forests of the landscape.

As of today, existing extensions allow the modelling of forest fires, biological epidemics, windthrow, and the effects of cuts for wood harvesting. The goal of the LANDS-II foundation, which is in charge of the development of the model, is however more ambitious: interested researchers are explicitly invited to develop new extensions, thanks to a structure that allow extensions to easily combine with the “heart” of the model.

It is in this context that our research project fits, with the goal of exploring the effects of even-aged and uneven-aged methods of forest management at grand spatial and temporal scales. Uneven-aged methods, more extensive, are currently being presented by numerous researchers as an important alternative to even-aged methods; but the impact of their use haven’t yet been considered on such large scales.

To distinguish the effects of both of these methods at the landscape scale, we have yet to take into account a process that, to our knowledge, have never been modelled in such a context; the construction of forest roads necessary for the access to the stands to cut down. To this end, we have started the development of a new extension for LANDIS-II. This extension will simulate the development and maintaining of a forest road network in a given managed forest landscape, and the costs and effects linked to these roads. We will combine the use of this module with several scenarios of forest management to observe how the use of even-aged and uneven-aged methods influence the quantity and the structures of forest roads in the landscape.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, routes, chemins, inéquien, équien, LANDIS-II, module, modélisation, simulation

Les communautés végétales dans les tourbières du moyen nord du Québec : Déterminismes, fonctionnement et vulnérabilité écologiques
Les milieux tourbeux sont des écosystèmes ayant des fonctionnements particulièrement importants notamment pour la séquestration du carbone et l’hydrologie des bassins versants. Toutefois, les changements climatiques et l’exploitation des tourbières continuent à augmenter en particulier dans le contexte du Plan Nord. Le développement de ces nouvelles activités entraine l’implantation de nouvelles infrastructures (sites d’exploitation des minerais, routes et aéroports) ayant des répercussions sur les écosystèmes. Les connaissances scientifiques sur le fonctionnement écologique des tourbières de la région d’Eeyou Itschee Baie-James au Québec sont encore fragmentaires. Ce projet de recherche se donne comme objectif l’amélioration des connaissances écologiques des tourbières jamésiennes dans un contexte d’augmentation des pressions anthropique et climatique.

Dans un premier temps, les processus d’assemblage des communautés végétales seront étudiés afin de mieux comprendre la répartition spatiale et hiérarchique des espèces. Ces processus d’assemblage seront abordés par le biais de quatre types de filtres : physio-géographique, environnemental, par différentiation de niche et par interaction biologique. Puis, les facteurs abiotiques ou environnementaux (régime hydrique, composition chimique de l’eau, structure physico-chimique de la tourbe) liés au filtrage environnemental de ces tourbières seront explorés de façon plus exhaustive. Ces deux premières parties permettront de mettre en avant les paramètres sous-jacents à la complexité des relations entre composition floristique et les gradients de facteurs physio-géographiques, environnementaux et climatiques. Enfin, nous analyserons la vulnérabilité des différents types de tourbières de la région à l’aide de la modélisation, dans le but d’identifier les effets potentiels des changements en cours sur les différents paramètres.

Mots-clés: dynamique des populations, biodiversité, bryophyte, assemblage dès communautés, Baie-James

Effets de la livrée des forêts sur l’écologie du sol et la régénération forestière
Les forêts tempérées et boréale mixtes sont parmi les forêts les plus productives du Québec. Bien qu’elles évoluent dans des environnements différents et sont généralement influencées par différente dynamiques, toutes deux sont périodiquement (tous les 10 ans environs) affectées par des épidémies de livrée des forêts. Ce défoliateur se nourrit dans les arbres feuillus à l’état larvaire. C’est également un généraliste qui se nourrit principalement de l’érable à sucre en forêt tempérée et du peuplier faux-trembles en forêt boréale mixte.

En phase épidémique, leur passage crée des troués dans la canopée, permettant au soleil d’atteindre le sous-couvert forestier et potentiellement accélérer la croissance des semis et des gaules d’arbres. De plus, en période épidémique les fèces et cadavres de livrées jonchent le sol forestier ce qui pourrait potentiellement augmenter la concentration de certains nutriments dans le sol. Selon les besoins nutritifs des espèces présentes dans un peuplement en phase épidémique, une hausse de la disponibilité des nutriments dans le sol pourrait induire un changement dans la dynamique sol-régénération et favoriser la croissance de certaines espèces au détriment d’autres. À terme, cet effet pourrait également induire une modification de la composition future des peuplements Toutefois, ces effets demeurent relativement peu étudiés et une meilleure compréhension de ces effets est nécessaire pour une meilleure gestion des écosystèmes forestiers.

Dans un contexte d’aménagement écosystémique basé sur les perturbations naturelles, il importe de mieux comprendre comment la livrée des forêts influence la dynamique et régénération des forêts tempérées et boréales. Les résultats de cette étude pourraient donc permettre le développement d’approches sylvicoles qui tiennent compte des effets des épidémies d’insectes sur les propriétés des sols et la régénération forestière.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, épidémie d'insectes, forêt boréale mixte, forêt tempérée, régénération forestière, livrée des forêts, peuplier faux-trembles, érable à sucre

Impacts de la tordeuse des bourgeons de l’épinette sur la régénération de l’épinette noire après une coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS)
La tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE)(Choristoneura fumiferana) affecte une grande superficie du territoire québécois. En 2018, pas moins de 8 millions d’hectares ont été frappés par l’insecte. Plusieurs recherches ont démontré le rôle de la TBE dans la dynamique de la forêt boréale. Les conséquences de la TBE sur les arbres matures sont bien connues. Malgré son importance pour le futur de nos forêts, les impacts des épidémies sur la régénération sont très peu connus. Au courant du dernier siècle, les pratiques sylvicoles employées ont généré une grande proportion de la forêt québécoise au stade de régénération. Il est primordial d’apporter des connaissances sur les conséquences d’une épidémie sur la régénération après coupe. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’impact de la TBE sur la défoliation des semis de l’épinette noire après une CPRS. L’expérience a été menée au nord du lac Saint-Jean et consistait à évaluer la défoliation cumulative et annuelle de chaque semis présent à l’intérieur d’un transect de 100 m^2^ (50 x 2 m), dont 20 m^2^ (10 x 2 m) étaient situés à l’intérieur de la forêt résiduelle. De plus, le taux de défoliation a été comparé selon l’espèce, la classe de hauteur et la distance. Notre étude a démontré que la défoliation cumulative des semis de sapin baumier était deux fois plus élevée que celle de l'épinette noire. Les semis plus grands ont joué un rôle de protection pour les plus petits semis. Ainsi, les plus petits semis étaient moins défoliés. En général, les semis d’épinette noire situés dans la forêt résiduelle étaient moins défoliés que ceux plus loin. Cette étude permet de mieux comprendre les impacts de la TBE sur la régénération, ce qui sera utile dans le contexte de l’aménagement durable de la forêt boréale.

Mots-clés: écologie forestière, sylviculture, CPRS, TBE, coupes forestières, perturbations naturelles, régénération, épinette noire

Viewshed3d : un package R pour calculer des champs de vision en 3D à partir de données LiDAR.
Pour de nombreux animaux, la capacité à évaluer visuellement son environnement constitue une part importante des stratégies anti-prédateurs. L'estimation du champ de vision autour de l'emplacement des animaux est donc un outil important pour étudier la sélection de l'habitat et les interactions prédateur-proie. À l'heure actuelle, les méthodes permettant de quantifier les champs de vision dans un écosystème sont essentiellement basées sur l'interprétation de photographies et sont donc limitées à un espace 2D. Cependant, de nouveaux capteurs, comme le LiDAR terrestre, permettent d'envisager le calcul de champs de vision en 3D. C'est pourquoi nous avons développé le package R viewshed3d qui permet de calculer des champs de vision dans des nuages de points 3D.

Les fonctions de calcul de champ de vision permettent d'échantillonner le nuage de points uniformément dans toutes les directions de l'espace 3D autour d'un point unique défini par l'utilisateur et d'enregistrer, pour chaque direction, la distance du point le plus proche. Chaque direction est donc considérée comme une ligne de vue obstruée lorsqu'un objet est rencontré. Les autres fonctions du package sont conçues pour préparer les données en amont des calculs de champ de vision.

Un sous-échantillonnage du sol dû à l'occlusion conduit à ce que certaines lignes de vue non obstruées se poursuivent indéfiniment sous sa surface. Le sol doit donc être reconstruit préalablement aux calculs de champs de vision. Pour ce faire, deux fonctions permettent de segmenter les nuages de points, en points de sol et de végétation, et une troisième fonction permet de reconstruire le sol en comblant les zones d'occlusion. Plusieurs fonctions complémentaires sont également proposées.

Mots-clés: faune, LiDAR terrestre, champs de vision

Chronologies Holocènes des épidémies de la tordeuse des bourgeons d'épinette dans les sapinières et les pessières en zone boréale
Dans le cadre de l’aménagement écosystémique et du changement climatique, la caractérisation de la variabilité des régimes de perturbations à long-terme est essentiel. Un retour dans le passé pourra peut-être donner un aperçu des changements qui nous attendent. Le but de mon projet est de développer des chronologies Holocènes des perturbations importantes dans la sapinière : la tordeuse des bourgeons d’épinette et le feu. Je cherche à déterminer si les régimes de ces deux perturbations et leurs interactions ont changé durant les fluctuations climatiques du passé en utilisant des sédiments lacustres. Je m’attends à ce que la tordeuse soit favorisée durant des périodes chaudes et humides et que le feu soit favorisé durant des périodes froides et sèches. Durant les périodes chaudes et sèches, il y aura une ‘compétition’ entre les deux perturbations, puisque ces conditions favorisent à la fois la tordeuse et le feu. Les interactions seront analysées sur deux échelles temporelle : à court terme (10-20 ans) et à long terme (1000 ans). À court terme le feu réduira les chances qu’il y ait une épidémie, mais la tordeuse, en changeant le montant et la distribution des combustibles pourrait augmenter la probabilité d’un feu. À long terme, similaire à ce qui a été observé en pessière, je m’attends à voir une relation inverse entre la fréquence des épidémies et celle du feu.

Mots-clés: écologie forestière, Paléoécologie, perturbations, interactions

Croissance et rendement des arbres et stockage à long terme du carbone de parcs à résidus miniers amendés et reboisés
L’industrie minière est associée à des enjeux environnementaux majeurs, notamment les émissions de gaz à effet de serre et la mise en place de parcs à résidus miniers (PRM) qui entraînent un changement de vocation des terres important. Afin que ces sites se rapprochent de leur état initial, une mise en végétation des PRM par reboisement peut être envisagée dans une optique de lutte aux changements climatiques.

Le but principal de cette étude est d’établir les courbes de croissance, de rendement et de stockage du carbone à long terme des PRM de deux mines en activité reboisées, Niobec (Saint-Honoré, QC, Canada) et ArcelorMittal (Fermont, QC, Canada) et d’une mine abandonnée, celle du Lac Jeannine (Gagnon, QC, Canada). L’objectif principal de cette étude est de déterminer si les tables de croissance et de rendement reconnues au Québec sont applicables sur ces sites miniers afin de prédire à long terme la croissance des arbres et le stockage de carbone des PRM mis en végétation.

Les trois PRM sont non-acides, amendés et reboisés avec des espèces ligneuses. La croissance et le rendement des Pinus banksiana (PIG) et des Picea mariana (EPN) plantés ont été établis grâce aux analyses de tiges d’arbres récoltés sur les trois PRM à l’étude. Le logiciel CBM-CFS3 a été utilisé pour déterminer le taux de séquestration des écosystèmes en se basant sur leur rendement.

Les résultats préliminaires indiquent que, même si les sols des PRM sont pauvres en éléments nutritifs, contiennent très peu de matière organique et ont une capacité de rétention d’eau faible, les PIG et les EPN plantés sont capables de s’y développer. Cependant, leur croissance semble être inférieure à celle des arbres naturels de sites comparables échantillonnés aux alentours des PRM étudiés.

L’affiche fournira également des résultats quant au potentiel de séquestration du carbone des PRM.

Mots-clés: parc à résidus, mine, mise en végétation, croissance, rendement, stockage du carbone

Attributs des écosystèmes importants pour assurer la continuité des pratiques traditionnelles atikamekw sur le territoire d'une famille de Wemotaci
Ce projet de maîtrise se fait en collaboration avec la communauté atikamekw de Wemotaci, plus spécifiquement, nous travaillerons avec une famille sur son territoire. Le projet se divise en deux parties. D’abord, nous chercherons à déterminer des zones d’utilisation et d’occupation du territoire selon les activités culturelles pratiquées et devrons bien comprendre ce en quoi consistent ces activités et les éléments du territoire forestier nécessaires à leur réalisation. Ce travail se fera sous forme d’entrevues qualitatives avec des membres de la famille. Nous identifierons aussi, avec eux, une zone « création » avec la famille pour un projet de développement d’une activité sur le territoire que la famille pourra mettre en place et qui pourra créer des retombées économiques pour celle-ci.

Ensuite, à partir des informations recueillies, nous identifierons, dans les différentes zones, les attributs des écosystèmes influençant la présence des éléments nécessaires à la réalisation des activités atikamekw. Nous chercherons aussi à prendre en considération les impacts potentiels des changements climatiques et des ressources sensibles aux interventions forestières. Cela nous permettra alors d’informer la famille quant aux modifications que chacun apporteront au territoire et des impacts qui seraient à éviter ou minimiser, leur donnant ainsi plus d’informations pour assurer une continuité de leur utilisation et de leur occupation lors des consultations forestières.

Pour la réalisation de ce projet, une préenquête est prévue pour l’été 2019 me permettant de rencontrer la famille, de m’assurer que le proposé de recherche répond à leurs attentes et besoins et d’y faire les modifications nécessaires. Des visites sur leur territoire, la forme des entrevues et la formation du groupe qui y participera pourront être discutées et planifiées avec la famille durant ce séjour. Ainsi, les entrevues pourront débuter dès l’automne 2019.

Mots-clés: écologie forestière, aménagement, Autochtone, Changements climatiques

How will habitat fragmentation and climate change affect spruce budworm outbreaks?
Two important disturbances are affecting forest ecosystems today: climate change and landscape fragmentation. Species ranges across the planet are changing due to climate change, with range shifts towards the poles, or higher in altitude becoming more and more apparent. In turn, a majority of forests today are extremely fragmented, with the effect of reducing species abilities to respond to the changing climate through changing their ranges. The spruce budworm, a herbivorous insect pest of balsam fir (Abies balsamea), white spruce (Picea glauca) and black spruce (Picea mariana) is also expected to expand its range with increasing temperatures. This will create new assemblages of species which have not existed previously: novel ecosystems. Fragmentation and climate change are likely to influence the community dynamics and outbreak patterns of the SBW and its parasitoid community. In considering how might the SBW expansion look and how human activities may shape the future of this species. This project asks the questions: How will the food web dynamics of spruce budworm metacommunities be altered by fragmentation and climate change, and, how will these changes to the food web affect the outbreak patterns and population dynamics of the SBW? We constructed a spatially explicit metacommunity model to examine the relative effects of different immigration capacity and habitat heterogeneity on the community dynamics of the SBW and its associated parasitoids and hyperparasitoids. Given a range of climate change scenarios the model will examine potential impacts of warming, and dispersal ability on the dynamics of the SBW and its parasitoids and the effects these changes will have on outbreak patterns and tree mortality.

Mots-clés: écologie forestière, aménagement, Metacommunity, Food webs

Reconstruction du climat au cours du dernier millénaire dans le sud-est du Québec en utilisant des données de pollen à haute résolution du parc national du Mont Orford
Les données climatiques à long terme sont nécessaires pour établir les conditions de référence utilisées pour l'aménagement écosystémique. Au Canada, les données instrumentales climatiques ne s’étendent pas à plus de 100 ans. Par conséquent, pour détecter les changements environnementaux locaux dus au réchauffement climatique, il faut avoir des données environnementales à long terme pour bien comprendre si les changements récents se situent hors de l’intervalle naturel de variabilité. Au Québec, de nombreuses études ont utilisé le "proxy" paléoclimatique du pollen afin de reconstruire les dynamiques forestières et en inférer la variabilité climatique durant l'Holocène. Cependant, au sud-est du Québec, les données de pollen à haute résolution manquent pour évaluer plus précisément la variabilité à l'échelle centenaire au cours du dernier millénaire.

Notre étude analyse le pollen à partir d’une carotte sédimentaire extraite de l’Étang Fer-de-Lance dans le parc national du Mont Orford. Échantillonnée à une résolution d'environ 5 ans, l'archive de pollen permet de reconstituer les changements de la zone de transition entre la sous-zone forestière mixte (dominée par le sapin baumier et le bouleau jaune) du nord et la forêt de feuillus plus du sud dominée par l’érable. Des macro-fossiles trouvés dans la carotte ont été extraits et datés avec le ^14^C et le ^210^Pb ainsi que avec la montée d'Ambrosia. La chronologie de notre carotte s’étend de 290 av. - 2018 apr. J.-C. Une analyse de ‘perte au feu’ a été réalisée pour estimer la teneur en matières organiques et en carbonates du sédiment. Les comptes polliniques préliminaires démontrent un déclin de la forêt d’érable-tilleul d'Amérique entre la période chaude médiévale (800-1250 apr. J.-C.) et le petit âge glaciaire (1450 - 1850 apr. J.-C.) et contribuent à notre compréhension de la dynamique naturelle à basse fréquence de la forêt de sud-est du Québec.

Mots-clés: paléoclimatologie, palynologie, changement climatique, dynamique forestière

Water acquisition in tree species of pure and mixed stands
There is evidence that the severity, frequency and duration of drought events are increasing with the ongoing climate warming. These changes will affect water relations of trees during the growing season. Understanding tree-water interactions in pure and mixed stands is necessary to assess the effects of changes in water availability on trees with different morphological root systems or water needs. Long- and short-term effects are important because water stress during the summer can affect growth and, in the long run, survival of the trees. The main objective of this work is to determine the strategy and the interaction between species in tree water acquisition during the growing season. We will measure at high temporal frequency (15min) the radial variation of the stem as well as sap flow in a natural stand, the Montmorrency forest (QC), and in common garden experimental plots, Sault Ste- Marie (ON - IDENT site) by installing point dendrometers and sap flow probes. The specific objectives of this work are i) to assess the effects of changes in precipitation events to the water acquisition strategies of trees through stem radius variations; ii) to quantify water acquisition by trees in case of pure or mixed situation iii) to determine the species interaction effects in water use by trees under irrigation and water stress conditions; iv) To correlate intra-annual stem radius variation and sap flow velocity rate determining the water acquisition by trees.

Mots-clés: Mixed Forest, water acquisition, dendrometers, sap flow

The natural variability of paper birch phenotypical, morphological and physiological characteristics
The forestry industry is one of the most important resource sectors in Canada, generating 24.6 billion dollars of the gross domestic product in 2018. Even with a growing demand for wood products, Quebec forests are currently facing multiple sustainability pressures due to increased public demand to modify forestry practices, extend protected areas and sustain old growth forest development. However, a new law in the sustainable forest management act proposed by the Quebec government aims to address sustainability challenges by increasing the economic value of wood through the use of wood production intensification areas (AIPL). Paper birch is a fast growing hardwood species with high calibre fiber making it suitable for intensive management within AIPL zones. The species native range is widely distributed across Canada resulting in a large degree of genetic variance. European studies have identified an enormous degree of plasticity within paper birch functional traits allowing for competitive local adaptation and varying physiological strategies. However, few studies have been conducted in Canada resulting in a large knowledge gap within the literature. Tree improvement programs have been utilized in Quebec for over 30 years and hybridization has been proven to increase stem quality, value and quantity. Establishing paper birch plantation sites in Quebec can provide private landowners and the forestry industry with a framework of knowledge regarding phenotypic plasticity and growth potential. Further, it becomes possible to determine the best functional and morphological traits, which can be selected when hybridizing paper birch and used to increase economic value while reducing the forestry carbon footprint.

Mots-clés: écophysiologie, foresterie sociale, Silviculture, paper birch, phenotypic plasticity, common garden experiment

Potentiel de séquestration de carbone dans le sol et la biomasse végétale d'un parc à résidus miniers amendés et reboisés
Lors de tout projet d’exploitation minière, une grande quantité de résidus est entreposée dans des parcs à résidus miniers. Ceux-ci sont mis en végétation selon les exigences minimales du MERN, c’est-à-dire en y semant un mélange d’herbacées et de graminées. Toutefois, ce procédé occasionne une perte d’habitat puisque de grands espaces forestiers sont convertis en prairies. Dans une volonté d’aller au-delà du cours normal des affaires, de mieux contrôler les poussières aéroportées, d’accroître l’acceptabilité sociale et de générer d’éventuels crédits carbone; un dispositif expérimental a été installé sur le parc à résidus miniers non acidogène de la minière ArcelorMittal située à Fermont. Ce dispositif, sous forme de 3 blocs complets et tiroirs subdivisés, combine à la fois différentes années de substrats (traitement Norco effectué en 2013, 2014 ou 2015) avec trois possibilités d’amendements (humus forestier, biosolides de papetières ou sans amendement supplémentaire) ainsi que deux espèces ligneuses plantées en massifs (Pinus banksiana Lambert ou Alnus alnobetula subsp. crispa (Aiton) Raus). L’objectif est (1) d’évaluer la quantité de carbone organique et inorganique du sol (SOC et SIC) ainsi que le carbone organique dissous (DOC) et ce à différentes profondeurs de sol et (2) déterminer le taux de survie, la hauteur et le diamètre, ainsi que la biomasse aérienne et racinaire de différentes espèces arbustives et arborescentes plantées sur le parc à résidus miniers du Mont-Wright. Les résultats préliminaires obtenus indiquent une différence entre les approches d’amendements organiques sur la teneur en carbone des carottes de sol, 3 à 5 ans après application. D’autres résultats présentés mettront en lien la croissance des arbres plantés et le taux de survie avec les teneurs et les fractions en carbone des différentes unités expérimentales.

Mots-clés: aménagement, foresterie sociale, Résidus miniers, Reboisement, Carbone organique, Carbone total, Biomasse végétale

Diversité et facteurs environnementaux influençant les communautés de lichens des tourbières du nord-ouest du Québec
L’Eeyou Istchee Baie-James est une région du nord-ouest du Québec peu développée, mais où plus de développement minier et hydroélectrique est planifié. Ceci apporte des risques de perte d’habitat qui pourront être suivis par une perte de la biodiversité et une augmentation de la pollution. La biodiversité des lichens des tourbières nordiques et les facteurs environnementaux qui influencent cette biodiversité sont mal connus, ce qui complexifie la prise de décisions de gestion. Aussi, les lichens peuvent servir comme bioindicateurs de pollution, donc cette étude peut être utilisée pour la surveillance biologique. Donc les objectifs sont : 1) caractériser la diversité des lichens des tourbières dans la région d'Eeyou Istchee Baie-James et 2) comprendre les effets des facteurs environnementaux sur cette diversité tels que la disponibilité du substrat, la disponibilité de la lumière, l’âge des arbres et l’effet du climat.

Trois sites centrés autour de trois mines ont été étudiés. Ces sites forment un gradient nord-sud et est-ouest. Quatre types de tourbières dominants ont été étudiés avec deux transects par tourbière. L’information amassée sur les transects était : les espèces de lichens, les microhabitats, l’abondance des lichens, l’âge des arbres, la disponibilité de la lumière, la température et l’humidité. D’autres données climatiques proviendront des stations météorologiques locales. Au moment d’écriture, il y a 55 espèces identifiés. L’identification de quelques de ces espèces constitues des expansions des limites des aires de répartition selon le Consortium of North American Lichen Herbaria. Nous attendons plus de données pour faire des analyses, mais un modèle linéaire mixte sera utilisé. Les résultats escomptés vont établir l’importance des différents types de tourbières pour la biodiversité des lichens, aide à développer des outils de gestion et constituer une base de référence pour la surveillance future.

Eeyou Istchee Baie-James is a region in northwestern Quebec that is currently little developed, but where more mining and hydroelectric development is planned. This poses risks of habitat loss that could be followed by a loss of biodiversity and an increase in pollution. The lichen biodiversity of northern peatlands and the environmental factors that influence this biodiversity are poorly understood, which complicates management decisions. Also, lichens can serve as bioindicators of pollution, which can aid in biological monitoring. Therefore, the objectives are: 1) to characterize the lichen diversity of peatlands in the Eeyou Istchee James Bay region and 2) to understand the effects of environmental factors on this diversity, such as the availability of substrates, the availability of light, tree age, and the effect of climate.

Three sites centered around three mines were studied. These sites form a north-south and east-west gradient. Four dominant peatland types were studied with two transects per peatland. The information collected on the transects was: lichen species, microhabitats, lichen abundance, tree age, light availability, temperature and humidity. Other climate data will come from local weather stations. At the time of writing, there are 55 species identified. The identification of some of these species constitute range expansions according to the Consortium of North American Lichen Herbaria. We are awaiting further data for analysis, but a mixed linear model will be used. The expected results will establish the importance of different types of peatlands for lichen biodiversity, help develop management tools, and provide a baseline for future monitoring.

Mots-clés: biodiversité, Zone humide, milieu humide, Jamésie

L'interaction de croissance entre l'épinette noire et le mélèze laricin sur sol organique
La pessière à mousses de la ceinture d’argile s’étend sur une superficie de 180 000 km² dans les régions du Nord du Québec, au nord de l’Abitibi et au nord-est de l’Ontario. Ce territoire est généralement peu productif en raison de l’abondance de sols organiques à mauvais drainage. Deux essences forestières y sont plus fréquentes, soit l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) et le mélèze laricin (Larix laricina [Du Roi] K. Koch). Le mélèze (MEL) aurait la capacité d’améliorer les conditions de sol au point de vue hydrologique et par sa grande capacité à capter et utiliser l’azote pouvant être bénéfique à la croissance de l’épinette noire (EPN). La proximité du MEL pourrait donc être bénéfique à la croissance des tiges d’EPN et au rendement du peuplement.

Notre projet vise à évaluer les effets bénéfiques de la proximité du MEL sur la croissance de l’EPN observée sur sols organiques (facilitation écologique). Nous testons notre hypothèse en réalisant une campagne d’échantillonnage dans des forêts matures MEL–EPN du nord de l’Abitibi et . Plus de 100 cellules de compétition de 400 m² seront distribuées dans les forêts matures. L’on estime que l’effet positif du MEL sur la croissance de l’EPN a de plus fortes chances d’être observable plus le peuplement avance en âge. Nous mesurerons l’effet cumulatif de la proximité du MEL sur la croissance de l’EPN (10 dernières années). De plus, un gradient de mixité des deux espèces dans les peuplements sera pris en compte lors de la sélection des cellules.Ce projet fournira les connaissances essentielles permettant de vérifier si le MEL présente un potentiel sylvicole pour le maintien de la productivité et la remise en production de sites caractérisés par des sols paludifiés.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, Interaction de croissance, Épinette noire (Picea mariana), Mélèze laricin (Larix laricina), dynamique forestière, forêt boréale, paludification

Reconstruction des épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette et de la dynamique des feux en pessière noire durant l'Holocène en forêt boréale Est Canadienne
Les perturbations naturelles ont un impact majeur sur la dynamique des paysages de la forêt boréale. Les feux et les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette, TBE (Choristoneura funiferana (Clemens)) en sont les principaux acteurs. Une nouvelle méthode basée sur l’extraction des écailles de la TBE dans le sédiment lacustre va permettre de reconstruire la chronologie des épidémies sur différentes échelles de temps. Cependant, il est dans un premier temps nécessaire de comparer les résultats obtenus avec cette nouvelle méthode à ceux obtenus par la dendrochronologie qui est la méthode de référence. Une étude préliminaire d’une carotte de sédiments de surface extraite dans le parc naturel des Monts Valins, a révélé des pics d’accumulation d’écailles durant le dernier siècle. Ces pics, considérés comme étant des événements épidémiques, sont synchrones avec les ralentissements de croissances enregistrés sur l’épinette noire (Picea mariana, (Mills.) BSP.), l’épinette blanche (Picea glauca, (Moench.)) et le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) lors des épidémies de 1978 et 2007. Une nouvelle étude en cours s’insérant dans le projet de recherche d’un doctorat vise à confirmer ces premiers résultats en réitérant cette analyse sur deux autres lacs dans la région du Saguenay-Lac-St-Jean. Le projet est complété par la reconstruction des épidémies sur l’ensemble de l’Holocène et leur conséquence sur la dynamique des feux en pessière noire. Une amélioration de la méthode permettant une augmentation de la vitesse d’analyse est en cours grâce au metabarcoding. Ce nouveau procédé apportera des informations inédites sur la dynamique des populations en période endémique et épidémique.

Mots-clés: biodiversité, écologie forestière, épidémies, feux, Holocène, paléo-écologie, metabarcoding, ADN environnemental.

Les effets de différentes pratiques sylvicoles sur les stocks de carbone dans la forêt boréale
L’aménagement forestier peut être utilisé comme outil de séquestration du carbone (C). En effet, les pratiques d’aménagement peuvent influencer la façon dont les forêts prennent le C de l’atmosphère et le stockent dans la biomasse aérienne, la matière organique morte et le sol minéral. Dans le cadre de cette étude, différentes pratiques sylvicoles seront comparées en utilisant des données terrain afin de comprendre leurs effets sur l’accumulation de C en forêt, et sur la répartition du C entre les différents pools de l’écosystème (aérien et souterrain). Ce projet s’intéresse à déterminer les stratégies sylvicoles appropriées pour optimiser la séquestration du C dans la sapinière à bouleau blanc de l’Est. Les stratégies sylvicoles qui seront testées sont la conservation (aucune action anthropique), la coupe partielle (CP) et la coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS). Ce projet vise à déterminer la quantité de C que renferme chaque réservoir (sols, végétaux, débris ligneux) et à comparer les proportions qu’occupe chacun des réservoirs par rapport au C total de la sapinière. Il permettra aussi de déterminer si la CP permet de séquestrer plus de C dans le sol et les débris ligneux que les pratiques forestières plus intensives. Aussi, ce projet permettra de déterminer, dans un contexte de coupe totale, si les stocks de C dans les sols sont affectés par l'enlèvement des résidus de coupe. Et finalement, il permettra de déterminer si les vieilles sapinières mises en conservation séquestrent plus de C que les sapinières aménagées. Les données sont récoltées dans un réseau de parcelles utilisant un protocole standardisé d’échantillonnage des stocks de C. Les données prises sur le terrain permettront de valider les modèles existants sur le sujet. Cette étude permettra de contribuer aux connaissances scientifiques sur le rôle de l’aménagement forestier sur le cycle du C.

Mots-clés: aménagement, écologie forestière, carbone, forêt boréale, sapinière, coupe partielle, conservation

La régénération du thuya occidental sous forte pression de broutement
Le thuya occidental vit un déclin en abondance dans une grande partie de son aire de répartition. Celui-ci est en bonne partie lié aux fortes densités de cerfs de Virginie qui sélectionnent les peuplements de thuya comme aires d'hivernage et la régénération de thuya comme nourriture d'hiver. Les pratiques sylvicoles actuelles ont aussi tendance à défavoriser le thuya, situation exacerbée lorsque la pression de broutement est forte. En contrepartie, les épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) créent généralement une détente de croissance chez les thuyas, mais l’influence d’une forte pression de broutement sur cette dynamique reste méconnue.

Cette thèse vise ainsi à évaluer: (1) la réaction des semis de thuya au broutement; (2) les facteurs influençant la survie et la croissance de la régénération de thuya après coupes partielles sous forte pression de broutement; et (3) les interactions entre la régénération du thuya dans les aires d’hivernage et l’épidémie actuelle de la TBE.

Nous avons mis sur pied une plantation de thuyas afin de tester leur réaction (croissance, forme, composés de défense) à différentes intensités, fréquences et timings de broutement simulé, en conditions d’ombre et de lumière (obj.1). Nous effectuons aussi un monitoring du broutement et de la croissance après coupes partielles sur des semis de thuya et leurs essences compagnes afin de lier la pression de broutement aux caractéristiques du peuplement (obj.2). Nous allons également évaluer la pression de broutement sur la régénération de thuya à l’intérieur d’aires d’hivernage de cerf en suivant un gradient d’intensité de l’épidémie de TBE (obj.3).

Ce projet vise à améliorer notre compréhension de la dynamique de régénération du thuya dans un contexte de forte pression de broutement. Il vise également à identifier les conditions nuisant ou favorisant sa régénération afin d’identifier les approches les plus appropriées pour son aménagement.

Mots-clés: sylviculture, faune, régénération, broutement, cerf, thuya, tordeuse, TBE

Augmenter la performance environnementale des grandes institutions en convertissant les pelouses : Une étude des compromis
Dans un effort d’augmenter la performance environnementale de ses aménagements, le service correctionnel Canada a décidé de réduire l’entretien de ses pelouses en convertissant une partie en d’autres aménagements. Ils espèrent ainsi réduire leurs émissions de gaz à effets de serre (GES) et leur coût d’entretien ainsi que d’augmenter les services écosystémiques. Cette étude, a pour but de quantifier certains compromis environnementaux et écologiques d’une pelouse avec des aménagements alternatifs. Les aménagements alternatifs étudiés étaient la prairie de fauche, la friche herbacée et la plantation d’arbre. Les paramètres étudiés étaient la séquestration de carbone, les pollinisateurs et leur support, les coûts d’entretien, le contrôle des insectes ravageurs, la production d’allergènes et les émissions de GES. Les résultats sont les suivants : La pelouse est le pire aménagement pour le coût d’entretien et les émissions de GES. La prairie de fauche est la plus efficace pour les pollinisateurs et leur soutien. La friche herbacée demande les moins grands coûts d’entretien. Et finalement, la plantation d’arbres est la plus efficace pour la séquestration de carbone. Il est donc possible d’économiser sur les coûts et de réduire les émissions de GES en convertissant les pelouses, cependant il n’existe pas de solution optimale unique. Ce sont plutôt des compromis avec d’autres services écosystémiques.

Mots-clés: aménagement, Services écosystémiques, séquestration de carbone, pollinisateurs, contrôle des insectes ravageurs,

Occupation de l’habitat de la martre d’Amérique et du pékan en forêt tempérée feuillue: l’apport des savoirs locaux
L'utilisation de l'habitat par la martre d’Amérique (Martes americana) pourrait être affectée par la présence de pékan (Pekania pennanti). Nous avons mesuré l’occupation des habitats par les deux espèces à l’automne en forêt tempérée feuillue au moyen de pièges photographiques. En considérant l’écologie de la martre et du pékan ainsi que les savoirs partagés par les piégeurs nous avions émis les hypothèses que la répartition spatiale de ces espèces s’expliquerait par 1) la composition du couvert forestier; 2) la fragmentation de l'habitat; et 3) les relations de compétition entre les deux espèces. Des modèles d’occupation de site multi-espèces ont ensuite permis d’évaluer l’utilisation des habitats ainsi que l’influence du pékan sur la martre. Ces analyses démontrent que l’occupation de sites par la martre n’était pas affectée par la présence du pékan durant l’automne. Par contre, un indice d’habitat potentiel développé à partir des savoirs empiriques des piégeurs montre l'importance de la composition, de l'âge et de la densité des peuplements dans la répartition spatiale de la martre aux échelles du domaine vital et du paysage. Nos résultats suggèrent que la martre pourrait être une espèce focale pertinente pour guider l’aménagement de la forêt tempérée.

Mots-clés: faune, foresterie sociale, pièges photographiques, savoirs locaux, compétition, mésocarnivore, occupation de site

Rôle des transporteurs d'ammonium dans la fitness des champignons responsables de la Maladie Hollandaise de l'Orme.
L’orme d'Amérique ("Ulmus americana") est une espèce d'arbre très prisée dans les pays de l'hémisphère nord en raison de sa valeur ornementale et de son bois de haute qualité. Vers 1940, le champignon ascomycète pathogène "Ophiostoma ulmi" a été introduit au Canada en provenance de l'Europe, ce qui a entraîné la mort de millions d’ormes. Depuis 1960, une deuxième épidémie causée par "O. novo-ulmi", une espèce hautement virulente, s'est propagée rapidement dans plusieurs régions du monde et continue de décimer les ormes. Le dimorphisme joue un rôle important dans la virulence chez plusieurs espèces de champignons pathogènes des plantes ou des animaux. La source d'azote est essentielle au contrôle nutritionnel du dimorphisme levure-mycélium chez "O. ulmi" et "O. novo-ulmi", tandis que les transporteurs d'ammonium jouent un rôle dans la régulation du dimorphisme chez plusieurs espèces fongiques. Cette recherche a pour but de comprendre le rôle des transporteurs d'ammonium dans la fitness de ces champignons. Pour ce faire, nous menons des analyses fonctionnelles des gènes codant pour des transporteurs d'ammonium en utilisant la technologie OSCAR « One Step Construction of "Agrobacterium" Recombination Ready plasmids » . Cette approche permet de déléter les gènes par mutation ciblée pour faire un knockout dans les gènes candidat pour ensuite comparer le phénotype de la souche mutante avec celui de la souche sauvage d’"O. novo-ulmi". À plus long terme, l'étude proposée aidera au développement de nouvelles méthodes de lutte contre les champignons ravageurs des arbres.

Effet de la synchronisation phénologique sur le comportement alimentaire la performance biologique des jeunes larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette
Nous avons étudié l’effet de la synchronisation phénologique entre le débourrement des essences hôtes (épinette noire (Picea mariana) (EPN), sapin baumier (Abies balsamea) (SAB)) et l’émergence de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana) (TBE) sur le comportement alimentaire des jeunes larves et leur performance. Nous avons corrélé ces variables avec le développement des bourgeons et la dureté des aiguilles. Nos résultats montrent que les larves du deuxième stade qui émergent tôt étaient incapables de se nourrir des bourgeons de l’épinette noire ou du sapin baumier. Sur le sapin baumier, les larves minaient les vieilles aiguilles et avaient un bon taux de survie et une bonne performance. Par contre sur l’épinette noire les larves demeuraient à la surface des aiguilles et avaient un taux élevé de mortalité et une faible croissance. Dans le cas de la deuxième cohorte qui émergeait plus tard, la consommation de bourgeons a graduellement augmenté sur l’épinette noire tandis que c’était déjà le comportement prédominant sur le sapin baumier et aucune différence de performance n’a été observée entre les espèces hôtes. Par conséquent, le débourrement de l’épinette noire constitue une étroite fenêtre d’opportunité étant donné que les larves sont souvent incapables de miner les vieilles aiguilles. Nos résultats indiquent que la dureté pourrait être un obstacle qui empêche les jeunes larves de miner les vieilles aiguilles de l’épinette noire. Nos résultats confirment l’importance de l’écologie du deuxième stade larvaire de la tordeuse des bourgeons de l’épinette, ce qui indique que si le réchauffement du climat entraîne éventuellement une amélioration de la synchronisation phénologique entre la tordeuse des bourgeons de l’épinette et l’épinette noire, la survie des larves pourrait augmenter.

Mots-clés: deuxième stade larvaire, fenêtre d’opportunité, dureté des aiguilles, tordeuse des bourgeons de l’épinette, épinette noire

Identification semi-automatisée d'essences forestières à partir d'images hyperspectrales
Au Québec, la cartographie du territoire forestier est traditionnellement obtenue à partir de l’interprétation de photographies aériennes. Les produits de cette technique servent de base pour la planification et la compilation des inventaires forestiers. Bien que cette approche donne des résultats intéressants, elle reste fastidieuse, longue, coûteuse et présente certaines limites pour caractériser les peuplements, dont l’identification précise des espèces forestières qui les composent. L’imagerie hyperspectrale, à laquelle on applique une méthode de classification semi-dirigée, peut permettre d’améliorer la précision de la caractérisation du territoire forestier aussi bien en matière de précision que de temps d’opération. Le Centre d’enseignement et de recherche en foresterie de Sainte-Foy (CERFO), le Centre de géomatique du Québec (CGQ) et leurs Cégeps respectifs se sont associés pour réaliser un projet visant le développement d’une méthode d’identification des essences forestières à partir d’imageries hyperspectrales aéroportées de haute précision. L’approche orientée-objet a été privilégiée de manière à obtenir une segmentation d’essence à l’arbre près et à y associer une classe d’essence selon un modèle statistique. La méthode de classification développée s'est avérée d'une précision globale supérieure au seuil de référence de 75 % pour les essences feuillues (82 %) et résineuses (80 %). La segmentation des couronnes des arbres a également donné de bons résultats, avec une précision de 82 %. Il a donc été possible de classifier, de manière semi-automatisée, cinq essences feuillues et sept essences résineuses. Les images hyperspectrales présentent donc un fort potentiel pour caractériser la forêt. Un modèle plus spécifique pour distinguer les espèces présentant de plus fortes confusions et l’ajout d’autres types de données, tels que des données lidar, pourraient contribuer à améliorer l'identification ou même à estimer les volumes de bois par essence.

Mots-clés: Télédétection, Essences, Hyperspectrales

Hydraulic traits plasticity of boreal tree species along a latitudinal climate and permafrost gradient in northwestern North America
Boreal forests cover about one third of the world’s forested area and undergo rapid changes in composition, structure, and function in response to environmental changes. Here we investigated the inter- and intra-specific variability and plasticity of boreal tree hydraulic traits along a 2000-km latitudinal climate and permafrost gradient. The study area is located in northwestern Canada and includes forests with no permafrost, over isolated, sporadic and discontinuous, to continuous permafrost, spanning from the southern- to the northern edge of the boreal forest ecozone. Focusing on the region’s dominating boreal tree species, namely, black spruce (Picea mariana) and larch (Larix laricina), we monitored growing-season sap flow of ~200 individuals. Sap flow data were used to characterize crown-level water conductance and were combined with leaf-level measurements of stomatal conductance to water for selected individuals across the study domain. By jointly analyzing crown- and leaf-level water use strategies, together with the prevailing environmental and micrometeorological conditions along the gradient, we were able to provide a detailed quantification of black spruce and larch inter- and intra-specific hydraulic trait variability across and within sites. Moreover, species-specific water use strategies were revealed and associated with tree morphological and architectural characteristics across sites. This analysis allowed us to obtain a better understanding of boreal forest functional trait plasticity and resilience to the ongoing environmental changes.

Mots-clés: écophysiologie, écologie forestière, sap flow, plant hydraulics, boreal forest, tree water use, functional traits

Modélisation de la teneur en eau des sols avec le modèle de surface CLASS afin d’évaluer les conditions de stress hydrique dans la forêt tempérée de l’Outaouais face aux changements climatiques
Avec les changements climatiques, une augmentation de la durée et de l’intensité des sécheresses est projetée à l’échelle globale induisant des impacts importants sur la croissance et la mortalité des arbres. Ce projet de recherche a pour objectif d’évaluer l’exposition de la forêt tempérée de l’Outaouais aux conditions de stress hydrique pour la période actuelle; et son évolution dans le contexte des changements climatiques futures. A partir d’intrants climatiques (observations et simulations climatiques régionales du MRCC5) à haute résolution temporelle (horaire), le modèle de surface CLASS (Canadian Land Surface Scheme) est utilisé afin de simuler la teneur en eau des sols en fonction de la pédologie, de la topographie et des caractéristiques de la végétation.

Nous présenterons tout d’abord les résultats du modèle sur deux placettes d’observation (Duchesnay et Bartlett), toutes deux occupées par des peuplements de feuillus caractéristiques de la forêt tempérée continentale et formées sur des sols sablo-limoneux. La comparaison entre les chroniques de mesures des capteurs d’humidité du sol et les simulations du modèle ont permis de valider l’utilisation du modèle CLASS pour simuler les teneurs en eau au cours des périodes de sécheresse.

Une analyse de sensibilité est réalisée sur certains paramètres du modèle afin de caractériser les sources d’incertitude les plus déterminantes pour la simulation de ces périodes. La texture du sol est un des paramètres les plus sensibles avec également la profondeur d’enracinement, l’indice de surface foliaire et la résistance stomatique.

Nous exposerons ensuite les résultats sur une zone de modélisation plus large au sud-est de l’Outaouais, marquée par différentes catégories de peuplement ainsi que des caractéristiques pédologique et topographique variées. Ce modèle spatialisé permet d’identifier les zones les plus exposées aux conditions de stress hydrique dans cette région pour la période contemporaine et leurs évolutions probables avec les changements climatiques à venir.

Mots-clés: Hydrologie forestière, Stress hydrique, Changements climatiques, Modélisation

Potentiel de résistance au broutement de semis résineux en forêt mixte tempérée
Les changements climatiques pourraient modifier la composition des forêts. Pour favoriser la transition dans un contexte d’aménagement, les gestionnaires peuvent déplacer des espèces méridionales (migration assistée). Les espèces déplacées pourraient toutefois avoir de la difficulté à s’établir si les herbivores vertébrés réduisent leur survie et leur croissance. La consommation par les herbivores est fortement liée à la qualité nutritive des plantes et à la présence de composés de défense, notamment les terpènes, abondants chez les espèces résineuses. Notre objectif était d’estimer le potentiel de résistance au broutement pour cinq espèces résineuses déplacées dans une étude de migration assistée (Épinette blanche et rouge, thuya occidental, pin blanc et rouge), à l’aide de leur concentration en terpènes. Pour chaque espèce, trois zones de provenance ont été utilisées : une analogue au climat actuel (2017, site de plantation), une analogue au climat prédit en 2050 et une analogue au climat prédit en 2080. Cinquante-trois mono- et sesquiterpènes ont été identifiés dans ces espèces, dont 30 n’étant présent que dans une seule espèce. Toutes les espèces sauf l’épinette blanche ont eu une augmentation de concentration de terpènes entre août et octobre. Pour les épinettes et le thuya, les analogues de 2017 ont une accumulation plus rapide des terpènes. Les semis des différentes provenances analogues de ces espèces auraient donc une résistance au broutement similaire à l’hiver, mais les semis des provenances méridionales pourraient être moins résistants durant la saison de croissance. Les différences de concentration entre espèces suggèrent que les pins pourraient être moins résistants au broutement, mais des analyses à venir (azote, composés phénoliques, fibres) permettront d’établir un profil global de la résistance au broutement.

Mots-clés: écologie forestière, sylviculture, Relations plante-herbivore; Composés de défense; Migration assistée

Incendies et composition végétale holocènes au Bas-Saint-Laurent à partir de l’analyse des charbons de bois des sols forestiers
Plusieurs méthodes sont communément utilisées pour reconstituer les environnements anciens, basées soit sur l’analyse d’éléments chimiques (ex. isotopes), soit sur celle d’éléments biologiques (ex. pollen). Parmi ces méthodes, l’analyse macrofossile des charbons de bois du sol est une approche émergente qui permet de déterminer le régime des feux et la composition forestière in situ sur plusieurs millénaires. Les charbons peuvent être datés par la méthode radiocarbone, afin d’établir la chronologie des incendies. L’identification taxonomique à partir de l’anatomie du bois carbonisé permet, quant à elle, de connaître les assemblages ligneux passés. Les récentes avancées en matière de cartographie temporelle, combinant les approches temporelle et spatiale, permettent de définir l’emplacement des feux et de reconstituer l’évolution du paysage forestier au cours du temps. Nous présentons ici les avantages de cette approche globale dans le cadre d’une recherche visant à établir le portrait régional des feux et de la composition forestière au Bas-St-Laurent (Québec, Canada) au cours des derniers millénaires. Cette région est habituellement considérée comme sujette à un régime de feux faible. Jusqu’à maintenant, les reconstitutions historiques des feux et de la forêt préindustrielle sont limités à une période relativement récente, puisque basées sur l’analyse d’inventaires et de cartes d’archives. La découverte de charbons dans les sols de cette région indique la pertinence et la robustesse de cette approche novatrice pour détecter les incendies et inférer la composition végétale à une échelle temporelle plurimillénaire.

Mots-clés: historique des perturbations, écologie forestière, dynamique forestière, charbons de bois macrofossiles, cartographie temporelle, impacts autochtones

Long term monitoring of soil organic matter dynamics to address bioenergy sustainability questions
Despite critical roles played by soil organic matter (SOM) including C sequestration, nutrient provision and moisture retention, SOM dynamics in forests are poorly understood. Inspired from the DIRT (Detrital Input and Removal Treatments) network, a new trial was established in 2017 at the Valcartier Forest Research Station, Québec, Canada, to monitor the long term impact of changing quantity and sources of plant litter inputs with a particular focus on bioenergy sustainability questions. Consistent with standard experiments of the DIRT network, our treatments include control, double litter, no roots, no litter, and no input. In addition, specific treatments include the addition of wood chip, ash and fertilizer as amendments. To limit the high variability associated with natural forests and better isolate the effect of experimental treatments, the trial was set up in a white pine (Pinus strobus) plantation established on a site with very homogeneous conditions in term of pH, nutrient content, texture and topography and a near absence of understory vegetation. Here we introduce the experimental design, the hypotheses, the analyses and measurements to be conducted in the coming decades. We welcome researchers interested to contribute to this long term trial that should give us insights on the impacts of global changes, including the intensification of forest practices to meet the growing energy demand, on the fate of SOM in forests.

Mots-clés: écologie forestière, sols forestiers, séquestration du carbone, dispositif de suivi à long terme, DIRT

La marge de sécurité hydraulique, un outil de surveillance des peuplements face à la sécheresse : du concept à l’application dans un contexte de changements climatiques
Au sud du Québec, les simulations climatiques prévoient une augmentation de 1,9 à 7,2°C de la température moyenne de la saison estivale et à un changement des précipitations de l'ordre de -10 à +12% à l’horizon 2080, par rapport aux normales observées sur la période 1971-2000. Ces nouvelles conditions climatiques mèneront à des sécheresses plus intenses que par le passé. La sécheresse altère la croissance des arbres, affecte leur capacité d’adaptation face à d’autres stress et peut également compromettre leur survie. Elle influence donc la composition des peuplements de même que l’aire de répartition des essences via des évènements de mortalité. Ainsi, il est crucial de mettre en place des outils de surveillance des peuplements permettant de suivre leurs réponses aux changements climatiques. La marge de sécurité hydraulique correspond à la différence entre l’état hydrique de l’arbre évalué au moment où l’arbre est soumis au stress hydrique le plus élevé et le seuil de dysfonctionnement hydraulique de l’essence. Elle a l’avantage de combiner les informations sur la fermeture stomatique et le dysfonctionnement hydraulique. En effet, la cavitation du xylème détermine un seuil létal de déshydratation, mais la vitesse à laquelle l’arbre approche ce seuil létal est déterminée principalement par la vitesse de fermeture des stomates. Ces caractéristiques en font un bon outil pour évaluer la vulnérabilité à la sécheresse des essences. Grâce à son utilisation, une étude a mis en évidence une forte vulnérabilité à la sécheresse de plusieurs forêts du globe, et ce, même pour des forêts humides qui n’étaient pas considérées comme vulnérables à la sécheresse. Cependant, ce travail n’a pas encore été réalisé pour les forêts tempérées nordiques et boréales. Notre approche consiste à utiliser cette marge de sécurité hydraulique comme un indicateur écophysiologique de la vulnérabilité à la sécheresse des forêts tempérées nordiques et boréales.

Mots-clés: écologie forestière, écophysiologie, sécheresse, changements climatiques

Structural complexity: from the laser scanner to the forest inventory
In Québec's public forests, forestry interventions must be carried out according to an "ecosystem-based management" paradigm. It is thus important to know the natural variability of key attributes of the natural forest in order to evaluate the gap in attribute value between unmanaged and managed forests. Among these key attributes, composition, horizontal and vertical structures are among the most important to assess the departure from natural conditions, as they play a crucial role in the maintenance biodiversity (e.g., structure and functions) and ecosystem services (e.g. wood fiber production) provided by natural forests. The main objectives of this project are to develop methods to directly quantify the structural variability of natural balsam fir stands, and to model the links between diametral distribution, horizontal and vertical structures and deadwood. Data from 105 stands in the Bas-Saint-Laurent and Gaspésie regions will be used to quantify the structural variability by combining information obtained from forest inventories, terrestrial lidar (T-LiDAR) and drone lidar data (D-LiDAR). Structural complexity attributes values extracted from the T-LiDAR data will help take into account the fine-scale variability that is often lost or not detected when using conventional forest inventory data. By comparing the structural complexity attributes values calculated with T-LiDAR and D-LiDAR, we will evaluate the effects of occlusion that arise when using information from two common sources of laser scan data to quantify structural complexity. Finally, the links between lidar-derived structural complexity measures and the diametral distribution of live and dead trees will help to translate the information obtained from new technologies to the one obtained from traditionally collected data, in order to define targets of structural complexity that reduce the gap between managed and natural stands.

Mots-clés: écologie forestière, aménagement, structural-diversity, LiDAR, dead-wood, management

Concilier régénération et diversité : mission possible dans les bétulaies jaunes résineuses?
Les procédés de régénération traditionnels sont parfois critiqués pour leur tendance à simplifier la complexité de la forêt. En nous inspirant du régime de perturbations naturelles de la forêt mixte tempérée, nous avons expérimenté des procédés causant des perturbations intermédiaires augmentant la disponibilité et l’hétérogénéité de la lumière au sol pour favoriser la diversité végétale et la régénération. Depuis 2008, nous évaluons les effets de la coupe de jardinage par pieds d’arbres et par groupes d’arbres (CJPG) sur les attributs structuraux, la diversité végétale et la dynamique de régénération à travers un gradient de surface terrière résiduelle : témoin non coupé (26 m²/ha), légère (19 m²/ha), modérée (17 m²/ha) et forte (15 m²/ha) avec rétention d’au moins 6 arbres/ha à vocation écologique et 10 chicots/ha. Les inventaires ont été effectués 0, 1, 3, 5 et 8 ans après la coupe. La CJPG a maintenu une structure diamétrale en J inversé et n’a pas changé l’abondance des chicots. L’abondance des gros arbres (> 29 cm de diamètre) a diminué de moitié dans la CJPG forte. Après 8 ans, les effets sur la diversité végétale ont été neutres ou positifs. Le bouleau jaune (> 30 cm de hauteur) s’est mieux régénéré dans les CJPG modérée et forte que dans le témoin, alors que l’érable à épis a profité de toutes les intensités. Les très modestes augmentations de régénération résineuse n’étaient pas liées aux traitements. Les CJPG modérée et forte avec rétention ont permis de régénérer le bouleau jaune, tout en conservant un degré élevé de diversité végétale et de complexité structurale. Il faut éviter la récolte de plus de 40 % du volume pour limiter les effets sur l’abondance des gros arbres. Un enrichissement des trouées en épinette rouge pourrait suppléer au manque de régénération naturelle.

Mots-clés: sylviculture, biodiversité, aménagement écosystémique, futaie inéquienne