Une colonisation récente des combes à neige de la toundra forestière par l’épinette noire (Picea mariana) a été observée au Québec subarctique (57° N, 76° O). Par une approche dendroécologique, nous avons daté et reconstruit l’établissement et la croissance des épinettes colonisatrices. Les combes à neige ont été catégorisées selon la densité de la bordure forestière : forestières, semi-forestières et toundriques. Les combes à neige forestières ont la plus forte densité d’épinettes colonisatrices. La colonisation s’accélère depuis le milieu des années 1980. L’analyse de tige révèle que les épinettes établies entre 1980 et 2000 ont une croissance plus rapide que celles établies entre 1960 et 1980. La croissance est corrélée à des températures plus chaudes plus particulièrement pour les mois de juillet et septembre et à une diminution du couvert nival. Si les tendances climatiques demeurent les mêmes, la colonisation des combes à neige par l’épinette noire risque de s’accélérer.

Des travaux ont permis d’évaluer la résistance et la susceptibilité au chablis de l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) en structure régulière et irrégulière. Des expériences de treuillage ont permis d’évaluer le moment de force critique afin de quantifier la résistance des arbres au renversement et au bris de tige. Différents modèles ont été ajustés aux données. Le moment de force critique est fonction de la masse de la tige dans tous le cas et influencée par la structure ou les ratios hauteur : diamètre dans certains cas. Ces résultats sur la résistance, de même que la modélisation de la cime et plusieurs autres ajustements, furent intégrés dans le modèle ForestGALES afin de quantifier la susceptibilité au chablis. La susceptibilité apparaît fort variable entre et au sein de chaque type de structure, mais l’espacement et le rapport hauteur : diamètre expliquent la majeure partie de la variabilité observée. / Works aimed to evaluate windthrow resistance and susceptibility for black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) stands of regular and irregular structure are presented here. Performed tree pulling works permitted to evaluate the critical bending moment in order to quantify the resistance of trees to overturning and stem breakage. Different models where fitted to the data. The critical bending moment is function of stem weight in all cases and influenced by the structure type or the height:diameter ratio in some cases. These results on mechanical resistance, along with crown modelling results and other adjustments, were used in an adaptation of the ForestGALES model in order to quantify windthrow susceptibility. Susceptibility appears to be quite variable between compared stands, both between and within structure types, but average tree spacing and height:diameter ratio explain most of the observed variability.

L'effet de la rétention variable du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx) sur la croissance de l'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) ainsi que sur le recouvrement, la composition et la diversité des espèces de la strate de sous-bois est évalué dans ce mémoire. Les bénéfices en termes de transmission de la lumière et d'enrichissement de la litière qu'entraîne la présence de peuplier faux-tremble dans un peuplement pourraient influencer positivement la croissance de l'épinette noire. Par contre, la croissance rapide du peuplier limite celle d'autres espèces d'arbres à ses côtés, en particulier les essences à croissance plus lente comme l'épinette noire. Pour les sylviculteurs il est donc important de trouver quelle densité de peupliers doit être maintenue dans le parterre de coupe pour contrecarrer les impacts négatifs du conifère sur le cycle des éléments nutritifs et la productivité du peuplement. Une quantité adéquate de feuillus constituerait un équilibre entre les effets positifs sur le sol favorisant la croissance de l'épinette et les effets négatifs découlant de la possibilité de compétition pour les ressources entre les deux espèces. Un dispositif expérimental a été mis en place en Abitibi-Témiscamingue où les mesures dendrométriques prises sur les épinettes ont permis d'évaluer les variations de croissance rencontrées chez les jeunes conifères (environ 20 ans) selon un gradient naturel de présence de peuplier faux-tremble dans le milieu. Ensuite, par l'emploi d'une éclaircie précommerciale, un gradient de rétention du peuplier a été produit dans les parcelles expérimentales (n = 45) afin d'évaluer selon quelles proportions la présence du feuillu peut être bénéfique pour la croissance du résineux. Ainsi, quatre densités résiduelles différentes de tiges de peuplier par hectare ont été créées: 0, 65, 130 et 195 tiges/hectare. Les résultats d'études antérieures proposent qu'à l'échelle du peuplement, le volume marchand total des épinettes matures est augmenté par la présence de peupliers dans des proportions plus basses que 41 % de la surface terrière totale. Qu'en est-il pour des jeunes peuplements? L'effet positif du peuplier faux-tremble peut-il déjà se faire ressentir après une vingtaine d'années? Il semble que le peuplier aurait un effet facilitant sur les composantes du sol affectant ainsi positivement la croissance de l'épinette noire. Par contre, l'absence de compétition entre les arbres avant l'application de l'éclaircie précommerciale n'a pu mettre en évidence un impact du gradient de rétention du feuillu sur la croissance du conifère. L'épinette noire n'est probablement pas la seule espèce à pouvoir profiter des effets positifs de la présence de peupliers dans le peuplement. Ainsi, le deuxième volet de l'étude porte sur l'effet de la densité variable du peuplier sur la composition, le recouvrement et la diversité de la strate de sous-bois. Des relevés de pourcentage de recouvrement (8 quadrats de 1m x 1m/ parcelle) des espèces bryophytes et vasculaires (incluant toutes celles mesurant moins de 1m de hauteur) ont été effectués dans les parcelles expérimentales (n = 45). Il est donc possible de déterminer si les espèces du sous-bois ont été influencées par la plus grande quantité de lumière qualité et la quantité de litière au sol. Étant donné la récupération du milieu face aux activités forestières antérieures, à court terme, la strate inférieure n'a démontré aucune réaction en termes de composition, de recouvrement ou de diversité face au changement de présence de peuplier faux-tremble dans le milieu. À long terme, les effets positifs ou négatifs de la coexistence entre différentes quantités de peupliers faux-tremble, l'épinette noire et les espèces de sous-bois pourront être observés grâce au dispositif expérimental mis en place. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épinette noire, Peuplier faux-tremble, Croissance, Sous-bois.

En forêt boréale, sur la grande ceinture argileuse du Nord-Ouest du Québec, on reconnaît que l'introduction des activités anthropiques a mené à une transition de peuplements résineux en peuplements mixtes et feuillus. Cette augmentation de la proportion de feuillus de lumière par rapport aux peuplements d'origine se nomme enfeuillement. Les industriels de la région dépendant d'un approvisionnement en résineux sont particulièrement préoccupés face à la prolifération du peuplier faux-tremble. Le but de cette étude vise à caractériser l'importance et l'étendue du processus d'enfeuillement par le peuplier faux-tremble des pessières noires pour la portion de la grande ceinture d'argile soumise à l'aménagement forestier. Pour se faire, deux approches ont été employées. Dans un premier temps, la base de données « SIFORT » contenant les données cartographiques des trois programmes d'inventaire décennal du ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec a été utilisée. Les analyses ont permis de dresser pour les régions écologiques 5a de la sapinière à bouleau blanc de l'ouest et 6a de la pessière à mousses de l'ouest, un bilan des transformations qu'a subi le couvert forestier sous l'influence de la coupe totale au cours des 30 dernières années. Dans un deuxième temps, des photographies aériennes remontant jusqu'aux années 1970 ont été interprétées afin d'évaluer le pourcentage de peupliers faux-tremble dans des pessières noires sur argile mésique avant et après coupe totale. Une collecte de données sur le terrain a été réalisée afin de valider les observations photos et de recueillir des informations sur le coefficient de distribution des tiges et l'épaisseur de la matière organique. Les résultats des analyses SIFORT montrent que les stations fertiles avec un drainage modéré à imparfait sont les premières à voir émerger une régénération arborescente. Les argiles mésiques s'avèrent être particulièrement susceptibles à un enfeuillement par le peuplier faux-tremble. De plus, la région 6a apparaît moins propice à un enfeuillement que la région 5a, vraisemblablement en raison de son abondance de milieux humides et organiques qui freine la propagation du peuplier faux-tremble. Les résultats de la photo-interprétation et de la validation terrain indiquent que les îlots de peuplier faux-tremble contenus dans les pessières à épinette noire sur argile mésique gagnent en densité et en superficie suite à la coupe totale. Les îlots augmentent habituellement d'une classe de recouvrement à la fois, ce qui suggère un phénomène d'enfeuillement allant en s'aggravant si les conditions édaphiques le permettent. Cependant, la pessière pure (0% de peuplier) est relativement réfractaire à renfeuillement et les dépôts organiques apparaissent limiter l'intrusion du peuplier. Finalement, le peuplier n'apparaît pas constituer une menace pour la pérennité de l'épinette noire. Sa présence historique dans la composition de la mosaïque forestière de la région apparaît davantage lui conférer le statut d'espèce de succession. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Peuplier faux-tremble, Pessière noire, Coupe totale, Enfeuillement, SIFORT, Photographies aériennes.

Dans la région de la ceinture d'argile du nord-ouest québécois, l'absence de feu prolongée (> 100 ans) favorise l'ouverture des peuplements. Après un feu sévère qui expose le sol minéral, les peuplements d'épinettes noires sont denses et équiens. Puis, les arbres matures commencent à mourir entraînant une dynamique de trouées et le bris de peuplement. Avec le temps, les forêts de la ceinture d'argile sont sujettes à la paludification caractérisée par une accumulation de la couche organique, un mauvais drainage et une invasion des sphaignes. Devenues improductives, les forêts de la ceinture d'argile s'ouvrent et adoptent une structure inéquienne. L'objectif général consistait à étudier la transition entre peuplements denses et peuplements ouverts sous l'angle de la dynamique des trouées. Plus spécifiquement, il s'agissait: 1) de déterminer si la proportion de forêt en trouée augmente et si les trouées s'agrandissent avec le temps; 2) d'évaluer si la mort des arbres est reliée à des facteurs exogènes ou endogènes et si l'ouverture des forêts se produit de façon subite ou graduelle; 3) d'établir si l'ouverture des forêts est due à un manque de régénération, à une croissance limitée de la régénération ou à ces deux contraintes. Dans le contexte de l'aménagement forestier, nous nous sommes demandés quel type de coupe serait le mieux adapté aux forêts étudiées et si la dynamique des trouées pourrait servir de base au régime sylvicole de la région. Neuf peuplements d'épinettes noires âgés entre 50 et 250 ans ont été choisis pour représenter la période du bris de peuplement. Des transects établis dans chaque site ont permis de mesurer les caractéristiques des trouées et de prendre des données sur les arbres morts et la régénération dans les trouées. Les proportions de forêt en trouée augmentent de 18 à 77% proportionnellement avec l'âge des peuplements. Les plus petites trouées mesurées (moyenne de 12m²) se retrouvent davantage dans les jeunes peuplements (50-80 ans) et les plus grandes (moyenne de 33 m²), dans les peuplements surmatures (110-140 ans). Cependant, les trouées n'ont pu être délimitées dans les peuplements plus vieux que 140 ans. La faible densité de ces forêts et leur structure inéquienne font en sorte que les trouées sont interconnectées. Ainsi, la transmission lumineuse dans les trouées augmente en fonction de l'âge du peuplement plutôt qu'en fonction de l'aire des trouées. Les trouées compte en moyenne 4 à 5 arbres morts avec 87% des trouées ayant plus d'un arbre mort. Ces arbres créateurs de trouée sont souvent cassés (69%), sans orientation dominante pour les troncs au sol. L'année de mortalité des échantillons datés varie de 1951 à 2004, mais 75% des individus sont morts entre 1980 et 1999. Le vent aurait un impact faible sur la mortalité, alors que la présence de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) a pu se faire ressentir lors de la dernière épidémie. Malgré l'ouverture des peuplements, la présence de sphaignes et d'éricacées, les trouées ont une densité de régénération moyenne assez élevée (1,7 tiges/m²). Par contre, la régénération est en majorité (89%) de taille inférieure à 105 cm et dominée à 95% par des marcottes d'épinettes noires. Peu de gaules (15%) ont montré une reprise de croissance significative dans les trouées. La régénération dans les trouées est abondante mais sa croissance est limitée en raison des sols organiques froids et humides de la ceinture d'argile. Afin de favoriser des conditions propices à la croissance et à la germination, les coupes partielles devraient être effectuées seulement sur les sites productifs et non paludifiés alors qu'une technique qui perturbe davantage le sol devrait être privilégiée pour les sites improductifs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épinette noire, Trouée, Mortalité, Régénération, Transmission lumineuse.

En forêt boréale de l'est du Canada, les pessières à mousses sont souvent pourvues de peupliers faux-trembles qui s'y retrouvent parsemés en petits îlots. Ces pessières sont alors aménagées de manière à confirmer leur vocation principale, en tentant de réduire du mieux possible la présence de tremble lors des pratiques d'éclaircies précommerciales. Bien que des études suggèrent qu'à long terme, le peuplier faux-tremble pourrait augmenter le rendement de ces pessières en limitant l'accumulation de matière organique au sol, des inquiétudes persistent quant à son effet compétitif sur la croissance des épinettes à court et moyen termes. Cette étude cherche donc à quantifier et préciser les interactions compétitives entre le peuplier faux-tremble et l'épinette noire en mesurant leurs effets sur la croissance radiale. Ces interactions sont étudiées à l'échelle de l'arbre, de manière à évaluer plus spécifiquement l'importance de l'espèce, la taille, la distance, la position et l'abondance des voisins sur la croissance. Plus précisément on cherche à déterminer si (1) la croissance radiale d'une épinette noire mature serait meilleure en présence d'un peuplier faux-tremble que d'une épinette noire voisine, (2) la croissance radiale d'un peuplier faux-tremble mature serait meilleure en présence d'un peuplier faux-tremble que d'une épinette noire voisine, (3) la présence de peupliers faux-tremble en pessière dite « pure » ne diminuerait pas le volume total d'épinette noire dans un voisinage et (4) ni la distance, ni la position des voisins n'influenceraient la croissance radiale des arbres matures dans ces forêts. Une analyse de compétition est effectuée à partir de la croissance radiale de 373 arbres témoins, répartis sur 122 placettes. Le modèle estime la croissance radiale potentielle maximale et distingue les effets de la compétition pour la lumière de ceux découlant de situations de surnombre. Les hypothèses sont représentées sous forme de modèles alternatifs, créés en retirant certains paramètres du modèle complet. La sélection de modèle, qui utilise les techniques de vraisemblance maximale combinées à la théorie de l'information permet de tester plusieurs hypothèses simultanément et de les comparer entre-elles. Le meilleur modèle pour l'épinette noire inclut un effet d'ombrage spatialement explicite, mais également un effet de densité indépendant des distances. Celui du tremble exclut quant à lui toutes composantes spatiales mis à part le rayon de voisinage. Les résultats montrent qu'une épinette noire est jusqu'à 4 fois moins affectée par le voisinage d'un tremble que celui d'un congénère de même taille. La dominance des trembles sur les épinettes entraîne cependant certains effets négatifs sur la croissance de ces dernières, particulièrement en tremblaie dite pure. Donc la croissance radiale optimale de l'épinette noire est atteinte en milieu mixte, où les proportions de tremble et d'épinette noire sont équivalentes et où la dominance des trembles est réduite. La croissance des trembles est quant à elle favorisée en tremblaie pure, où les faibles densités lui sont favorables. Les analyses laissent présager la présence d'un certain effet améliorant du tremble sur la croissance des arbres en pessière. En termes de rendement, on observe un effet additif de ces deux essences; c'est-à-dire qu'on peut ajouter jusqu'à 30 % de tremble dans le peuplement sans diminuer le volume total d'épinette noire. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Compétition, Épinette noire, Peuplier faux-tremble, Forêt boréale, Analyse de voisinage.

Au fur et à mesure que le cycle de feu se prolonge, les perturbations naturelles mineures, causant des ouvertures ou des trouées dans le couvert forestier, augmentent en importance. Dès lors, elles influencent davantage la dynamique et la structure forestière. Au Labrador, le cycle de feu peut aller au-delà de 400 à 500 ans; un nombre d'années largement supérieur à la longévité des espèces dominantes de la strate arborescente. De cette manière, le développement de la structure forestière et l'établissement de la régénération varient d'un endroit à un autre selon la fréquence des feux et selon les espèces favorisées après le passage d'un feu. Cependant, à ce processus de régénération post-feu, il ne faut pas négliger les conditions du stand qui influent sur la composition en espèces, la taille des arbres et la susceptibilité aux pathogènes et aux chablis. Des études antérieures ont supporté deux hypothèses de dynamique des espèces dans ce type de forêt: la dynamique des espèces est influencée par les trouées qu'engendrent les perturbations, ou la différence des espèces s'établissant suivant une perturbation est causée par la productivité du stand. Nous émettons donc l'hypothèse que la densité de conifères est influencée par la taille de trouée, la productivité du stand ou de la combinaison de ces deux facteurs. Dans cette région boréale, l'épinette noire et le sapin baumier sont les deux espèces dominantes. En raison de leurs tolérances à l'ombre et de leurs caractéristiques de croissance différentes, il nous porte à croire que le sapin baumier, espèces à croissance rapide, sera plus abondant que l'épinette noire dans les stands plus productifs. Étant donné que l'épinette noire a un spectre de croissance plus vaste et une tolérance à l'ombre moins élevée que le sapin baumier, nous pensons que l'épinette noire sera plus abondante dans les grandes trouées et ceci, indépendamment de la productivité du stand. De plus, l'absence d'insectes défoliateurs dans les stands pauvres nous laisse envisager un renouvellement continu des individus d'une même espèce en sous couvert, en d'autres mots la régénération suit une tendance de remplacement cyclique. Afin de déterminer l'importance de la dynamique de trouées dans les forêts du centre du Labrador, nous avons étudié de vieux peuplements d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) -sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) selon un gradient de productivité (faible, moyen et élevé). Un total de dix-huit transects (300 m de long) ont permis d'étudier le régime de trouées où les données suivantes ont été recueillies pour chacune des trouées interceptant un transect :Ia taille de la trouée, le dénombrement des arbres créateurs de la trouée ainsi que le nombre d'arbres se retrouvant à l'intérieur de la trouée. La proportion de trouées était relativement élevée avec 47 % pour l'ensemble des trois peuplements. La taille des trouées était petite (une moyenne de 65 m² - 139 m²), mais elle était significativement différente selon la productivité du stand; les grandes trouées étant plus fréquentes dans le stand le plus productif. La densité de régénération des conifères variait significativement selon la productivité du stand, mais non selon la taille des trouées. Les sapins baumiers étaient plus abondants dans le stand le plus productif, tandis que les épinettes noires étaient plus nombreuses dans les peuplements faiblement et moyennement productifs. Une proportion équivalente entre les arbres créateurs de trouées et la régénération indiquent un remplacement cyclique alors que des recherches préliminaires de dendroécologie supporte que l'établissement de la régénération est régulier, voire un remplacement continu. Ces résultats démontrent que les caractéristiques des trouées ne sont pas des indicateurs adéquats de la succession forestière à cette latitude. De plus, la productivité forestière est le principal facteur de détermination de l'établissement de la régénération dans ces forêts. Conséquemment, les pratiques sylvicoles visant à émuler les perturbations forestières risquent de ne pas avoir l'effet escompté sur la régénération. Cependant, la formation de trouées entraîne une hétérogénéité de la structure indépendamment de la productivité, ceci étant reconnu comme ayant une influence indirecte sur la faune. Conséquemment, les pratiques traditionnelles d'aménagement forestier équienne (coupe totale) demandent donc à être modifiées afin de répondre plus adéquatement à cette différence. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sapin baumier, Épinette noire, Trouées, Productivité, Densité de régénération.

Lorsque le feu longtemps considéré comme principale perturbation en forêt boréale, voit sa prévalence diminuer avec la pluviométrie, la dynamique forestière est contrôlée par d'autres types de perturbations comme les trouées, très fréquentes, dans les vieux peuplements. Surtout étudiées à l'échelle des peuplements, leur impact sur des unités régionales aujourd'hui encore mal connu, nécessite plus d'étude et surtout sur des intervalles de temps assez large pour en observer les effets. La dynamique de trouées est aujourd'hui reconnue pour les vieux peuplements dans de nombreux écosystèmes, mais encore très peu étudiées en forêt boréale. L'objectif de notre étude est de caractériser ces dernières, à une échelle régionale, dans des peuplements d'épinettes noires matures et âgés de la pessière à mousses en forêt boréale au Québec. Le premier chapitre est une revue littérature des perturbations naturelles supposées être à l'origine de trouées, des relations entre la dynamique de trouées et les vielles forêts. Le deuxième chapitre définit les caractéristiques des trouées et parle des implications en termes d'aménagement. Le principe de travail est basé sur la comparaison de l'évolution des trouées en superficie sur trente ans. Toutes les trouées ont été échantillonnées sur des photographies aériennes, dans des peuplements d'épinette en fonction de la localisation est ou ouest, de l'âge et du type de dépôts. Excepté dans les peuplements matures de la pessière de l'ouest sur dépôts organiques, les trouées de superficie supérieure à 500 m² sont les plus nombreuses et occupent les plus grandes superficies en trouées. Au cours du temps, les peuplements âgés sur tills de la pessière de l'est se sont le plus ouvert. Un rapport entre le taux d'ouverture et le taux de fermeture de 0.86 à l'ouest et de 0.41 à l'est, montrent que les peuplements de l'ouest se renouvellent plus rapidement qu'à l'est. Les caractéristiques des trouées observées sont certainement des données à prendre en compte par les études qui suggèrent une fermeture de la forêt boréale au Québec. Aussi, pourrait-on mieux les intégrer dans les pratiques sylvicoles destinées à préserver la diversité biologique des forêts anciennes, en appliquant un taux de CPRS en fonction de l'estimation de la quantité de tiges de plus de 90 ans. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Forêt boréale, Dynamique de trouées, Paysage, Vieilles forêts, Échelle temporelle.

L'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P) est une des espèces les plus répandues de la forêt boréale. En plus d'avoir une importance écologique, cette essence a un rôle économique considérable pour l'industrie forestière québécoise. Les traitements sylvicoles sont appliqués pour améliorer la croissance radiale des tiges, mais moins d'attention est accordée à l'impact de ces traitements sur la qualité du bois issu des peuplements naturels. L'objectif de cette étude est composé de deux parties. Dans la première, nous nous sommes intéressés à la variabilité des composantes intra-cernes de la masse volumique du cerne, la largeur des cernes et l'anatomie des trachéides avec l'âge cambial et le niveau dans l'arbre. Dans une seconde partie, nous avons étudié l'influence de l'éclaircie commerciale et de la fertilisation sur ces propriétés. Nous sommes appuyés sur un effectif de 59 arbres dominants d'épinette noire provenant de trois peuplements (Castagnier sud, Miniac sud et lebel sur Lebel sur Quévillon), des disques de 10 cm ont été prélevés à différentes niveaux de l'arbre. Les propriétés du bois à savoir, la largeur des cernes et la masse volumique du bois ont été mesurés par le densitomètre à rayon X (QMS) et la longueur et le diamètre des trachéides à l'aide d'un analyseur de la qualité des fibres (FQA). Les modèles mixtes ont été utilisés à l'aide de la procédure Proc mixed du programme SAS pour vérifier l'effet de l'éclaircie commerciale et de la fertilisation sur les propriétés du bois. Les résultats de cette étude ont permis d'établir les patrons de variations radiale et longitudinale de largeur des cernes, la masse volumique du bois et la morphologie des trachéides de l'épinette noire. Ils montrent une très grande variation radiale de la largeur des cernes, la densité du bois et la morphologie des trachéides, particulièrement dans la phase juvénile du bois. Les résultats montrent aussi, que l'éclaircie commerciale appliquée simple ou combinée à la fertilisation n'a aucun effet sur les propriétés du bois étudiées, tandis que la fertilisation a un effet significatif sur la masse volumique. On constate également que l'effet de la hauteur est hautement significatif par rapport aux effets des traitements appliqués simple et/ou combiné. Le temps de l'application des traitements semble avoir une influence sur la réponse des peuplements. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : épinette noire, masse volumique, morphologie des trachéides, éclaircie commerciale, fertilisation, Picea mariana

Les lichens terricoles constituent une composante importante de l'écosystème forestier boréal. Cependant, cet écosystème est dynamisé par différentes perturbations qui créent des changements environnementaux qui ont une répercussion directe sur la dynamique des populations des lichens terricoles, en particulier sur les espèces du genre Cladina. À leur tour, ces changements peuvent affecter le caribou forestier, les Cladina étant l'une de ses principales ressources alimentaires durant la saison hivernale. Les perturbations naturelles sont, dans une large part, responsables de la dynamique des Cladina en forêt boréale québécoise. Or, au cours des dernières décennies, la forêt boréale a subi de profondes transformations. La coupe totale sur de grandes superficies est devenue la principale pratique forestière. Ainsi, les régimes naturels de perturbations occupent des superficies moindres par rapport aux perturbations créées par l'aménagement forestier. Malgré l'importance de plus en plus grande de l'aménagement forestier, très peu de travaux ont documenté la réponse des lichens, entre autres les Cladina, aux effets de la coupe en forêt boréale. L'objectif général de cette thèse est de comprendre la dynamique d'installation et la croissance des lichens terricoles en particulier des Cladina après les perturbations naturelles et anthropiques dans les forêts d'épinettes noires de la ceinture d'argile du Québec. Dans cette étude, nous nous sommes fixés comme premier objectif de déterminer les principales différences structurales caractérisant les stades de développement des forêts d'épinettes noires et de comparer la biomasse des Cladina ainsi que la diversité et la composition des communautés de lichens terricoles. Les jeunes peuplements avaient montré un plus grand taux de recouvrement, une plus grande diversité et une plus grande biomasse des Cladina. Avec la fermeture de la canopée, dans les sites âgés de plus de 50 ans, on observe que la biomasse des Cladina et la composition en espèces des lichens terricoles diminuent considérablement pour ensuite augmenter dans les sites âgés de plus de 200 ans. La répartition des différentes espèces, telle que révélée par l'analyse canonique des correspondances, montre une distribution en fonction des caractéristiques des sites. Les lichens terricoles sont plus abondants dans les sites où l'épaisseur de la matière organique est faible. D'autre part, les résultats des analyses de régression multiple des variables environnementales montrent que l'ouverture de la canopée et l'épaisseur de la matière organique avaient un effet significatif sur le taux de recouvrement et la diversité des lichens terricoles, alors que l'âge et l'ouverture de la canopée montrent un effet significatif sur la biomasse des Cladina. L'arbre de régression multivariable avait montré que le temps et l'habitat sont des facteurs importants, puisqu'ils jouent des rôles différents dans la détermination de la composition des communautés lichéniques terricoles. Dans le chapitre deux, nous avons effectué une étude comparative de l'impact des feux et des coupes sur la composition, la diversité, l'abondance et la biomasse des communautés lichéniques dans la pessière noire à mousses du Québec. Les feux sont caractérisés par une plus grande abondance de mousses pionnières et ont affiché une dynamique d'établissement précoce de lichens terricoles avec une certaine abondance des Cladina dans le tapis lichénique. À l'opposé, davantage de lichens résiduels caractérisaient les communautés après coupe, la recolonisation des sites de CPRS (coupe avec protection de la régénération et des sols) indique que les lichens terricoles s'établissent plus tard avec l'établissement des Cladonia en premier suivies des Cladina. Cinq ans après perturbation, la richesse en espèces des lichens terricoles ainsi que la biomasse des Cladina étaient plus élevées dans les coupes que dans les feux. Toutefois, quelle que soit la nature de la perturbation (coupe ou feu), avec le temps (28 ans après perturbation), l'abondance, la biomasse et la richesse, des lichens terricoles sont comparables, en raison de l'ouverture de la canopée qui offre un microclimat idéal à la recolonisation des sites par les Cladina et les Cladonia dans les sites brûlés, et à leur persistance et leur développement dans les sites issus de CPRS. Comme les Cladina sont directement touchées par les coupes forestières qui perturbent leur habitat et qu'ils sont intimement associés aux stades post-incendies, nous nous sommes fixés comme troisième objectif de voir si l'aménagement par coupe partielle pourrait recréer l'hétérogénéité structurale nécessaire au maintien de l'abondance et de la croissance des Cladina. Nous avons quantifié la croissance de trois espèces de Cladina dans trois traitements de trois sites d'un réseau des coupes partielles, soient : (1) un témoin (non coupé); (2) une coupe partielle (niveaux d'extraction 45 à 86%); (3) une coupe totale (CPRS), afin de tester l'hypothèse selon laquelle l'aménagement par coupe partielle pourrait recréer l'hétérogénéité structurale nécessaire au maintien de l'abondance et à la croissance des Cladina. Les taux de croissance des trois espèces dans les trois sites variaient entre les espèces et entre les sites. Cependant, la variation la plus significative a été observée entre les traitements. La croissance des lichens était similaire dans les blocs de coupes partielles et des CPRS, tandis qu'une perte de biomasse a été observée chez un grand nombre de thalles dans les blocs témoins de forêts matures non récoltées. Les résultats de cette étude ont aussi montré que les coupes partielles seraient davantage susceptibles d'assurer le maintien des Cladina que les CPRS. De plus, en offrant de meilleures conditions de croissance aux lichens terricoles, les coupes partielles pourraient contribuer à conserver une ressource alimentaire importante pour le caribou forestier (Rangifer tarandus) tout en préservant des conditions forestières qui se rapprochent des forêts âgées, dont un couvert de protection, important pour cette espèce. Les résultats de cette thèse permettent de faire quelques recommandations quant au maintien des lichens dans les paysages aménagés. Nous suggérons des traitements sylvicoles par coupes partielles, car ils ont le potentiel de mieux préserver l'abondance des Cladina et de créer des conditions idéales à leur croissance, ce qu'une sylviculture conventionnelle par CPRS ne peut faire. Il y a cependant certaines limitations qui ne permettent pas à ce système de sylviculture expérimentale d'être adopté dans des peuplements démontrant un degré élevé de paludification. Pour ces forêts, une coupe totale suivie d'un feu dirigé serait la meilleure option afin de diminuer l'épaisseur de la matière organique et d'empêcher le retour rapide à la paludification ainsi que la préservation de l'habitat des lichens à long terme. Néanmoins, il est important de maintenir des vieilles forêts non perturbées pour la préservation de la biodiversité. En conclusion, un suivi périodique de l'abondance des Cladina dans le réseau des coupes partielles ainsi que des expérimentations de scénarios de brûlage dirigé après coupes totales sont recommandés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épinettes noires, CPRS, coupes partielles, feu, Cladina, Cladonia.