Résumé du Ph.D.

Réponses des communautés de mésofaune du sol forestier à la récolte intensive de la biomasse ligneuse dans des peuplements de pin gris du nord-est de l’Ontario

Les forêts boréales canadiennes fournissent d'importants services écosystémiques dont bénéficie l'industrie forestière. L'intérêt grandissant d'une intensification de l'exploitation de ces forêts par la récolte de biomasse ligneuse incluant les débris (e.g., branches) pour la production de bioénergie soulève néanmoins des craintes quant aux conséquences écosystémiques potentielles pouvant entraver leur gestion durable. Cependant, cette évaluation reste limitée dans ces forêts, notamment en ce qui concerne la biodiversité. Ma thèse a contribué à l'évaluation des effets de cette récolte intensive de biomasse sur la biodiversité du sol en étudiant la réponse des communautés de deux taxa abondants de la mésofaune, les collemboles (Collembola) et les acariens oribates (Oribatida), par des approches taxonomiques et fonctionnelles.

Le premier objectif de cette thèse fut (1) d'évaluer les effets à court terme (2 ans) d'un gradient d'intensification de récolte de biomasse (du tronc seul jusqu'à celle de l'arbre entier (tronc, branches et cime), de sa souche et des couches organiques du sol), établi lors de la coupe d'un peuplement de pin gris (Pinus banksiana Lambert, 1803) du Nord-est de l'Ontario, sur la structure taxonomique des communautés de ces deux taxa et (2) d'identifier les changements environnementaux associés les expliquant. Bien que les deux taxons eurent des réponses quelque peu contrastées, leurs communautés respectives présentèrent de manière significative une densité et diversité spécifique plus faibles ainsi que des changements compositionnels suite à l'enlèvement de la biomasse comparativement à la forêt non coupée. Ces modifications furent particulièrement visibles suite aux pratiques intensives de récolte de l'arbre entier avec sa souche et avec l'élimination supplémentaire des couches organiques du sol. Le gradient sembla entraîner une perte de microhabitats favorables par la baisse du couvert organique du sol par la végétation herbacée (mousses) et les débris ligneux.

Le deuxième objectif consista à (1) déterminer, avec la même expérimentation à court terme, la modification de la structure fonctionnelle des communautés de collemboles et d'acariens oribates en réponse au gradient de récolte et (2) interpréter si des modifications observées étaient reliées aux changements environnementaux. Des traits morphologiques et d'histoire de vie des deux taxa furent mesurés et leurs préférence de microhabitat et capacité de dispersion active déterminées afin d'évaluer la diversité et composition communautaire des traits. Une récolte intensive de la biomasse engendra une homogénéisation fonctionnelle des communautés d'acariens oribates avec une diversité réduite et une composition des traits modifiée par la perte d'espèces inféodées à la surface du sol (généralement plus grandes, sexuée et micro-détritivores). Ce phénomène fut moins marqué chez les collemboles. Exacerbées durant l'été, les modifications environnementales furent liées à la réduction de la couverture organique du sol et au microclimat altéré.

Le troisième objectif visa à (1) examiner les effets de cette récolte intensive sur la structure taxonomique et fonctionnelle des communautés des deux taxa après 20 ans et (2) identifier si des changements environnementaux persistants du sol expliquaient leur modification. Cinq sites expérimentaux ayant un gradient similaire d'élimination de la biomasse établis il y a 20 ans dans des peuplements de pins gris dans le nord-est de l'Ontario ont été échantillonnés. Comparées à la forêt mature non coupée, les communautés des deux taxa, surtout celles des acariens oribates, étaient toujours modifiées taxonomiquement par la récolte, notamment par la pratique la plus intensive, avec une densité et diversité plus faible ainsi qu'une composition changée. Mais fonctionnellement, seules ces dernières étaient encore homogénéisées avec un manque d'espèces de surface, principalement micro-détritivores et dispersantes rapidement après la récolte intensive contrairement à celles de collemboles. Le manque persistant de microhabitats favorables dans les parcelles récoltées provenait surtout d'une plus faible couverture organique du sol par la végétation herbacée (mousses) et les débris ligneux.

En conclusion, la mésofaune du sol fut plus modifiée et ne se rétablit pas 20 ans après la récolte très intense de la biomasse ligneuse (récolte de la souche et des couches organiques du sol suite à la récolte de l'arbre entier) par rapport aux pratiques actuellement autorisées (récolte du tronc seul et de l'arbre entier) et aux forêts non coupées de pins gris du Nord-est de l'Ontario. Un suivi à plus long terme couvrant les étapes de développement ultérieures de ces forêts et incluant également la comparaison de réponse de cette mésofaune du sol à leurs perturbations naturelles telles que le feu est nécessaire pour confirmer ces résultats qui, à leur tour, aideront à développer et à évaluer les pratiques de gestion forestière durable.

Intérêts de recherche

Écologie du sol, Faune du sol, Entomologie, Foresterie, Agroforesterie, Bioindicateurs, Biodiversité, Traits fonctionnels, Écologie des communautés, Gestion durable des écosystèmes, Fonctionnement des écosystèmes

Formation

Juin 2013-Juin 2018: Doctorat en biologie:"Réponses des communautés de mésofaune du sol forestier à la récolte intensive de la biomasse ligneuse dans des peuplements de pin gris du nord-est de l’Ontario". Université du Québec à Montréal (UQÀM - Montréal, Canada). Direction: Tanya Handa (Professeure du Département des Sciences biologiques, UQÀM), Lisa Venier (chercheuse, Service Canadien des Forêts (SCF), Ressources Naturelles Canada (RNCan) - Sault Ste Marie, Canada). [mention: assez bien]. Thèse disponible (PDF) au à l'adresse suivante: https://archipel.uqam.ca/11736/

Février 2018: Formation "ArcGIS pour les Nuls" avec Mélanie Desrochers du Centre d’Étude de la Forêt (CEF), Université du Québec à Montréal (UQÀM - Montréal, Canada)

Mai 2015: Formation sur les approches théoriques et pratiques de l’utilisation des traits fonctionnels en écologie ("Species traits: a functional approach to biodiversity, from organisms to ecosystems") sous la direction d’Allison Munson (Université Laval - Québec, Canada). Station biologique des Laurentides, Université de Montréal (UdeM - Montréal, Canada)

Juin 2014: Formation en acarologie (systématique, taxonomie et écologie) sous la direction de Hans Klampen, Valérie Behan-Pelletier, Zoë Lindo et Roy A. Norton. Ohio State University (Columbus, États-Unis)

Août 2013: Formation sur la taxonomie des collemboles avec la chercheuse Jan Addison. Centre forestier des Grands Lac du Service (GLFC), Service Canadien des Forêts (SCF), Ressources Naturelles Canada (RNCan) (Sault Ste Marie, Canada)

Septembre 2009-Juin 2011: Maîtrise en environnement, spécialité écologie, biodiversité et évolution (EBE): biodiversité et fonctionnement des écosystèmes - ingénierie écologique (BFI). Université Paris-Sud XI (Orsay, France) [mention: assez bien]

Septembre 2006-Juin 2009: Licence de biologie avec une spécialité en biologie des organismes. Institut de Biologie Fondamentale et Appliquée (IBFA), Université de Caen (Caen, France) [mention: assez bien]

Septembre 2004-Juin 2006: Baccalauréat scientifique, spécialité en biologie. Lycée Alain (Alençon, France) [mention: bien]

Expériences professionnelles

Septembre 2019-aujourd'hui: Chargé de projet à Nature Action Québec Inc. Projets en écoresponsabilité et en sensibilisation à la biodiversité urbaine incluant l'entomologie et la faune du sol.

Juillet 2019: Animateur pour le Cœur des Sciences de l'UQÀM lors de journées d'introduction à l'entomologie pour le grand public incluant de la capture et de l'identification taxonomique.

Juin 2019: Animateur pour la Faculté des Sciences de l'UQÀM lors d'une journée de découverte de la faune du sol pour les enfants dans le cadre du 50ème anniversaire de l'UQÀM.

Janvier-Juin 2019: Associé de recherche (stage postdoctoral) de la professeur Zoë Lindo (Western Ontario University - London, Canada). Soil fauna indicators for evaluating and comparing the ecological status of recovered forest systems. Utilisation d'approches taxonomiques et fonctionnelles pour évaluer la réponse des acariens oribates du sol forestier à différentes pratiques de récolte en forêt boréale mixte du Québec.

Août 2018: Démonstrateur pour le cours BIO6600 "Méthodes de terrain en écologie" du Baccalauréat en biologie de l’Université du Québec à Montréal (UQÀM - Montréal, Canada). Direction: Professeur-assistant Pierre-Olivier Montiglio. Station de la Huardière de l’UQÀM (Saint-Michel-des-Saints, Canada). Supervision et évaluation des travaux des étudiants en écologie forestière incluant l’étude des micromammifères.

Août 2018: Chargé de la campagne d’échantillonnage de la mésofaune du sol à la Réserve Kenauk et à la Forêt d’Enseignement et de Recherche du Lac Duparquet (FERLD) pour le projet de doctorat d’Anne-Sophie Caron (Université Concordia - Montréal, Canada) portant sur l’étude des effets de la défoliation par la Livrée des forêts (Malacosoma disstria) sur l’écologie du sol forestier au Québec. Échantillonnage plus extraction (Berlese-Tullgren) de la mésofaune du sol forestier (litière et carottes de sol) et mesures de variables environnementales.

Janvier-Mars 2018: Chargé de l’identification taxonomique de collemboles du sol forestier pour le projet postdoctoral de Benoit Gendreau-Berthiaume (Institut des Sciences de la Forêt Tempérée (ISFORT) - Ripon, Canada) portant sur l’étude des effets des pratiques de récolte (coupes totale vs partielle) en forêt mixte au Québec

Janvier-Mars 2017 & 2018: Démonstrateur pour le cours BIA1601 "Diversité Animale" du Baccalauréat en biologie de l’Université du Québec à Montréal (UQÀM - Montréal, Canada). Direction: professeur Timothy Work. Supervision des séances de laboratoire incluant des dissections et évaluation des travaux des étudiants.

Septembre 2012-Avril 2013: Chargé de mission scientifique au Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Managua, Nicaragua): "Developing bioindicators of ecosystem services and land-use impacts in sub-humid agroecosystems of Nicaragua". Direction: Patrick Lavelle (Institut de recherche pour le développement (IRD) - Bondy, France) et Steven J. Fonte (Colorado State University - Fort Collins, États-Unis). Échantillonnage et identification de la macrofaune, analyses physicochimiques du sol, enquête ethnoécologique (entrevues semi-dirigées) et analyses statistiques des données (logiciel R), rédaction d’un rapport scientifique.

Septembre 2011-Juillet 2012: Chargé de mission scientifique au Conservatoire Botanique National de Mascarin (CBNM - St-Leu, France): "Dynamique de recrutement au sein de la formation semi-xérophile de l’Espace Naturel Sensible de Sans Souci (Île de La Réunion): Orientations stratégiques pour la restauration écologique". Direction: Luc Gigord. Échantillonnage et identification de la végétation du site d’étude, analyses des données incluant de la cartographie (logiciel Qgis et MapInfo), saisie des relevés botaniques du Conservatoire sur la plateforme Mascarine Cadetiana II, mise en pépinière de plantules d’espèces menacées, rédaction d’un rapport scientifique et présentation orale des résultats aux gestionnaires du site incluant un plan de gestion des espèces exotiques envahissantes.

Février 2011-Juin 2011: Stage de recherche au Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Managua, Nicaragua): "Indicateurs des services écosystémiques dans les systèmes agricoles, agroforestiers et forestiers au Nicaragua". Direction: Patrick Lavelle (Institut de recherche pour le développement (IRD) - Bondy, France). Échantillonnage et identification de la macrofaune, analyses physicochimiques du sol, enquête ethnoécologique (entrevues semi-dirigées) et analyses statistiques des données (logiciel R), rédaction d’un rapport scientifique.

Juillet-Août 2010: Stage de recherche volontaire au Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Cali, Colombie): "Impact des pratiques culturales sur la macrofaune et la morphologie du sol de cultures de bananiers plantains (Musa spp)". Direction: Patrick Lavelle (Institut de recherche pour le développement (IRD) - Bondy, France). Échantillonnage et identification de la macrofaune, analyses physicochimiques du sol et analyses statistiques des données (logiciel R), rédaction d’un rapport scientifique.

Avril-Juin 2010: Stage de recherche au laboratoire "Conservation des espèces, Restauration et Suivi des Populations" (CERSP - Unité Mixte de Recherche (UMR) 7204) du Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris (MNHN - Paris, France): "Restauration de populations de la Sabline à grandes fleurs (Arenaria grandiflora) en forêt de Fontainebleau par une approche génétique". Direction: Nathalie Machon. Échantillonnage des populations en Forêt de Fontainebleau incluant la dynamique des populations et la mesure de traits morphologiques, analyses statistiques des données (logiciel R) et rédaction d’un rapport scientifique.

Juillet 2009: Stage de recherche à l’Unité Mixte de Recherche (UMR) 100 de l’Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la Mer (IFREMER - Caen, France): "Variations de stockage du glycogène chez l’huitre Crassostrea gigas". Direction: Kristine Kellner et Aude Jouaux. Extraction d’ADN et d’ARN, PCR et RT-PCR, dosages colorimétriques en plaque, enzymologie et immunologie.

Publications

Articles dans revues avec comité de lecture

Rousseau, L., Venier, L., Aubin, I., Gendreau-Berthiaume, B., Moretti, M., Salmon, S., Handa, I.T. (N.-D.). Woody biomass removal in harvested boreal forest leads to a partial functional homogenization of soil mesofaunal communities relative to unharvested forest. Soil Biology and Biochemistry 133, 129-136. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.02.021

Rousseau, L., Venier, L., Fleming, R., Hazlett, P., Morris, D., Handa, I.T. (2018). Long-term effects of biomass removal on soil mesofaunal communities in northeastern Ontario (Canada) jack pine (Pinus banksiana) stands. Forest Ecology and Management 421, 72–83. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.02.017

Rousseau, L., Venier, L., Hazlett, P., Fleming, R., Morris, D., Handa, I.T. (2018). Forest floor mesofauna communities respond to a gradient of biomass removal and soil disturbance in a boreal jack pine (Pinus banksiana) stand of northeastern Ontario (Canada). Forest Ecology and Management 407, 155–165. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.08.054

Hudson, L.N., [...], Rousseau, L., [...] (2017). The database of the PREDICTS (Projecting Responses of Ecological Diversity In Changing Terrestrial Systems) project. Ecology and Evolution 7 (1), 145-188. https://doi.org/10.1002/ece3.2579

De Palma A., [...], Rousseau, L., [...] (2016). Predicting bee community responses to land-use changes: Effects of geographic and taxonomic biases. Scientific Reports 6 (1), 31153. https://doi.org/10.1038/srep31153

Hudson, L.N., [...], Rousseau, L., [...] (2014). The PREDICTS database: a global database of how local terrestrial biodiversity responds to human impacts. Ecology and Evolution 4 (24), 4701-4735. https://doi.org/10.1002/ece3.1303

Rousseau, L., Fonte, S.J., Téllez, O., van der Hoek, R., Lavelle, P. (2013). Soil macrofauna as indicators of soil quality and land use impacts in smallholder agroecosystems of western Nicaragua. Ecological Indicators 27, 71–82. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.11.020

Rapports non-publiés

Rousseau, L. (2014). Résumé du cours d’été d’acarologie. Rapport de formation pour le Centre d’Étude de la Forêt (CEF - Montréal, Canada), 20 p.

Rousseau, L. (2013). Developing Bioindicators of Ecosystem Services and Land-Use in Sub-humid Agrosystems of Nicaragua. Rapport scientifique pour l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD - Bondy, France) et le Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Managua, Nicaragua), 52 p.

Barbé M., Rousseau L., Gigord L.D.B. (2012). Dynamique de recrutement au sein de la formation semi-xérophile prioritaire de l’Espace Naturel Sensible de Sans Souci (ile de La Réunion): orientations stratégiques pour la restauration écologique. Rapport technique pour le Conservatoire Botanique National de Mascarin (CBNM - St-Leu, France), 70 p.

Rousseau L. (2011). Indicateurs des services écosystémiques dans les systèmes agricoles, agroforestiers et forestiers au Nicaragua. Rapport de stage scientifique pour la maîtrise en environnement, spécialité écologie, biodiversité et évolution (EBE) avec l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD - Bondy, France) et le Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Managua, Nicaragua), 80 p.

Barbé M., Rousseau L. (2010). Mejoramiento de la sanidad y competitividad del cultivo de Plàtano (Musa paradisiaca - Musa ABB Simmonds), mediante el desarrollo de nuevas estrategias de manejo del suelo y la nutrición. Rapport scientifique pour le Centre International d’Agriculture Tropicale (CIAT - Cali, Colombie), 32 p.

Rousseau L. (2010). Restauration de populations d’une espèce menacée: La Sabline à grandes fleurs (Arenaria grandiflora) en forêt de Fontainebleau - Approche génétique. Rapport de stage scientifique pour la maîtrise en environnement, spécialité écologie, biodiversité et évolution (EBE) avec le Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris (MNHN - Paris, France), 48 p.

Autres contributions

2017: Contribution à la construction de la base de données CRITTER (Canadian Repository of Invertebrate Traits and Trait-like Ecological Records) sur les traits fonctionnels des invertébrés du Canada (cf. Handa, T., Raymond-Léonard, L., Boisvert-Marsh, L., Dupuch, A., Aubin, I. (2017). CRITTER : Canadian Repository of Invertebrate Traits and Trait-like Ecological Records. Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Sault Ste. Marie, Ontario, Canada - https://www.nrcan.gc.ca/forests/research-centres/glfc/topic/20303#critter)

2016: Contribution à la construction de la base de données PREDICTS (Projecting Responses of Ecological Diversity In Changing Terrestrial Systems - http://www.predicts.org.uk/) - cf. Hudson et al. (2016). Dataset: The 2016 release of the PREDICTS database. Natural History Museum Data Portal (data.nhm.ac.uk). https://doi.org/10.5519/0066354

Conférences

Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T (2-3-4 octobre 2017). Récolte intensive de la biomasse ligneuse en forêt boréale canadienne: une modification fonctionnelle à long terme des communautés d’acariens oribates. Présentation orale, 6èmes journées TEBIS (Traits Écologiques et Biologiques des organIsmes du Sol - Metz, France)

Rousseau L., Venier, L., Fleming, R. Hazlett, P., Morris, D., Handa, I.T. (19–22 juin 2017). Intense woody biomass removal in northeastern Ontario Jack pine stands: long-term effects on forest floor Oribatid mites. Présentation orale, 11ème Atelier Nord-Américain en Écologie Forestière (NAFEW - Edmonton, Canada)

Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T. (14-16 décembre 2016). Long-term response of soil Oribatida communities to residual biomass harvesting in the Eastern Canadian boreal forest. Présentation orale, colloque annuel du Centre de la Science de la Biodiversité du Québec (CSBQ - Montréal, Canada)

Rousseau, L., Venier, L., Aubin, I. Salmon, S. Moretti, M., Handa, I.T. (3-5 octobre 2016). Functional response of soil mesofauna to residual biomass harvesting for bioenergy in the Canadian boreal forest. Présentation orale, 5èmes journées TEBIS (Traits Écologiques et Biologiques des organIsmes du Sol - Toulouse, France)

Rousseau, L., Venier, L., Aubin, I., Salmon, S., Moretti, M., Handa, I.T. (7–11 juillet 2016). Functional response of soil mesofauna to residual biomass harvesting for bioenergy in the Canadian boreal forest. Présentation orale, 11ème congrès annuel de la Société Canadienne d’Écologie et d’Évolution (CSEE - St John’s, Canada)

Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T. (2-3 mai 2016). Functional responses of soil Collembola communities to woody debris harvesting in the boreal forest. Présentation orale, 10ème colloque annuel du Centre d’Étude de la Forêt (CEF - Montréal, Canada)

Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T. (8-11 novembre 2015). Impacts of the biomass harvesting for bioenergy on soil mesofauna communities in the Canadian boreal forest. Présentation orale, congrès annuel de la Société d’Entomologie du Canada (SEC - Montréal, Canada)

Codebecq, L. Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T. (29-30 octobre 2015). Impact de la récolte de la biomasse résiduelle en forêt boréale sur les communautés de collemboles. Poster, colloque annuel du Centre de la Science de la Biodiversité du Québec (CSBQ - Montréal, Canada)

Rousseau, L., Venier, L., Handa, I.T. (30 avril-1 mai 2015). Soil mesofauna responses to woody debris biomass management in the Canadian boreal forest. Présentation orale, 9ème colloque annuel du Centre d’Étude de la Forêt (CEF - Rimouski, Canada)

Fonte, S.J., Pauli, N., Rousseau, L., Six, J., Barrios, E. (15 - 19 décembre 2014). B41F-0128: The Role of Soil Biological Function in Regulating Agroecosystem Services and Sustainability in the Quesungual Agroforestry System. Poster, Congrès d'Automne de l'American Geophysical Union (AGU - San Francisco, États-Unis)

Rousseau L., Venier L., Salmon S., Aubin, I., Fleming, R., Hazlett, P., Morris D., Handa I.T. (29 et 30 avril 2014). Utilisation des traits fonctionnels des collemboles et acariens dans la gestion durable des résidus ligneux en forêt boréale. Poster, 8ème colloque annuel du Centre d’Étude de la Forêt (CEF - Montréal, Canada)

Van der Hoek R., [...], Rousseau L., [...] (19-21 septembre 2012). Quesungual Slash and Mulch Agroforestry System: Improving Livelihoods of Smallholders in Central America - “Resilience of agricultural systems against crises”. Présentation orale, conférence Tropentag (Göttingen, Allemagne)

Rousseau L., Fonte S.J., Téllez O., van der Hoek R., Lavelle P. (Août 2012). Soil macrofauna as indicators of soil quality and land use impacts in smallholder agroecosystems of western Nicaragua. Poster, 97th annual meeting of the Ecological Society of America (ESA - Portland, États-Unis)

Rousseau L., Fonte S.J., Téllez O., van der Hoek R., Lavelle P. (6-10 Août 2012). Soil macrofauna as indicators of soil quality and land use impacts in smallholder agroecosystems of western Nicaragua. Poster, XVIth International Colloquium on Soil Zoology (Coimbra, Portugal)