Nous avons étudié l'impact à moyen-terme du scalpage de l'horizon organique, de la fertilisation et de la pulvérisation d'herbicide, réalisés seuls ou combinés, sur la fertilité des sols et la croissance des plants de conifères. L'utilisation de la biomasse microbienne et du taux de minéralisation nette de l'azote comme indicateurs de la qualité des sols a permis d'identifier la pulvérisation d'herbicide comme étant le traitement le plus perturbateur. Ce traitement a entraîné une importante diminution des stocks d'éléments nutritifs et de l'activité enzymatique des horizons supérieurs du sol, ainsi qu'une augmentation de la croissance en hauteur et en diamètre des plants de conifère. L'augmentation de croissance pourrait s'atténuer dans les années à venir, en raison de la diminution des stocks dans les parcelles traitées. D'autre part, ce traitement, en uniformisant les conditions du milieu, a entraîné une diminution de la variabilité intrinsèque des sols et donc certainement une diminution de la biodiversité.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2013

Bien que les stratégies de gestion du risque et de l'incertitude soient de plus en plus reconnues comme une dimension critique de l’aménagement des ressources naturelles, leur mise en œuvre reste encore à développer. Cependant la gravité du risque, les dommages potentiels qui y sont associés ainsi que sa probabilité d’occurrence demeurent souvent méconnus. Cette étude analyse différentes stratégies de gestion des risques utilisées dans la planification de l’aménagement forestier. Nous avons évalué des stratégies qui pouvaient protéger le niveau de récolte face aux risques de feu. Un modèle d'optimisation et de simulation a été conçu pour évaluer l'impact du risque de feu sur les calculs de possibilité forestière dans un contexte d’aménagement écosystémique de la zone boréale de la province de Québec au Canada. Nous avons comparé deux stratégies de mitigation des impacts. La stratégie dans laquelle les coûts d’une prime d'assurance sont pris en compte s’est révélée relativement meilleure que celle consistant à une mise en réserve de bois (chapitre I). Nous avons également évalué une stratégie menant à l’exclusion des peuplements les plus vulnérables au feu en raison de leur faible taux de croissance (chapitre II). Cette stratégie s’est également révélée meilleure que celle visant la mise en réserve de bois. Finalement, nous avons évalué le potentiel que présente la coupe partielle comme stratégie visant à réduire le temps d’exposition au risque. Combinée la mise en réserve de bois (fond de réserve), la coupe partielle s’avère un outil des plus utile (chapitre III). L’étude révèle qu’une stratégie ciblée telle que l’exclusion des peuplements vulnérables ou l’augmentation de la proportion des coupes partielles performe mieux qu’une stratégie non ciblée telle que le fond de réserve. Bien que nous ayons abordé différentes stratégies d’aménagement forestier dans cette thèse, des points importants restent encore à éclaircir, en particulier la tolérance au risque et le contexte dans lequel il se développe. / Although, management strategies dealing with risk and uncertainty have become a critical issue over the past several years, solutions are still to be developed. However, how can one judge the severity of risk when the potential damage and its probability are unknown? This study develops a framework for analyzing risk management strategies in forest management planning. We delineated how these management strategies could address the risk to protect timber harvest against disruptions. We tested optimization and simulation model to estimate the impact of risk associated with fire in timber supply calculations in an ecosystem context in boreal zone of the province of Quebec, Canada. Since paying, an insurance premium appeared to produce better results than partitioning buffer stock, (chapter I). The rating of wood volume available to harvest as a function of its vulnerability to fire can be used to reduce the impacts of fire on timber supply (chapter II). This idea was extended to test the adaptability of partial cutting coupled with buffer stock and accounting for the uncertainty induced by fire and projected climate scenarios (chapter III). As there are different levels of risk and different levels of tolerance to risk, the study results have shown that the process of risk evaluation itself needs to be accepted in its degree of uncertainties and its severity. As far as the insurance is concerned, it looks like a good strategy, but find an insurance company that is interested enough to believe there are enough potential customers to pay the premiums to make a profit could be required. The results also reveal that a targeted strategy such as excluding vulnerable stands from timber supply or adaptation of silvicultural treatment such as partial cutting may greatly interesting when facing risk scenario. Although, we covered different forest management strategies in this thesis, important issues still need to be considered in order to improve the knowledge associated with risk of fire; especially the context in which it develops.

De nos jours au Québec, bien que l'aménagement forestier durable fasse déjà partie de nos politiques en forêt publique,' le tourisme de nature durable y demeure encore une notion à la fois mal définie et sans encadrement. Dans une optique de gestion intégrée des ressources, mode de gestion forestière dont la nécessité est désormais reconnue en forêt publique, le Québec devrait se doter d'une politique de tourisme durable applicable en territoire forestier public. D'ailleurs, en 2003, Tourisme Québec reconnaissait comme prioritaire l'adoption d'orientations et d'axes d'intervention visant l'implantation du tourisme de nature durable et de l'écotourisme. Comme plusieurs efforts ont déjà été mis de l'avant pour encadrer l'écotourisme, composante du tourisme de nature durable, dans les aires protégées, il semble alors nécessaire d'étendre la réflexion afin qu'elle couvre l'ensemble des activités de tourisme de nature durable et qu'elle s'applique à l'ensemble des territoires forestiers publics du Québec. La recherche dont fait l'objet ce présent mémoire se base sur la prémisse selon laquelle l'identification des composantes d'un modèle d'évaluation permettant d'encadrer le tourisme de nature durable permettrait de favoriser l'application d'un tel concept au Québec. Elle se veut donc une contribution à la définition du concept de tourisme durable adaptée au contexte forestier québécois, plus particulièrement aux forêts publiques aménagées où, en raison du défi considérable que représente l'exploitation forestière, l'organisation touristique doit assurer à la fois la durabilité du milieu d'accueil et la durabilité de son produit afin de prétendre au tourisme de nature durable. Afin d'élaborer notre cadre d'évaluation, nous nous sommes inspirés des modèles internationaux d'évaluation, de recommandation et d'écolabel de tourisme de nature durable que nous avons adaptés aux réalités québécoises. Nous avons ensuite réalisé une étude de cas à la Forêt Montmorency, forêt d'enseignement et de recherche de l'Université Laval, reconnue comme modèle d'aménagement durable de la forêt et d'aménagement intégré des ressources en forêt boréale. Cette enquête qualitative portant à la fois sur la satisfaction des clientèles, la perception des gestionnaires et l'analyse du niveau de durabilité de l'offre touristique de ce territoire, nous a permis de confirmer la compatibilité entre les exploitations forestières et de tourisme de nature sur un même territoire, de même que la nécessité d'un tel cadre pour l'application d'un tourisme de nature durable en forêt aménagée pour la matière ligneuse.

Sur un territoire, des sources sonores émettent des sons qui peuvent être d’origines anthropophoniques (i.e. le bruit des véhicules), biophoniques (i.e. les sons émis par les oiseaux), ainsi que géophoniques (i.e. le bruit du vent). Ceci permet de décrire un paysage sonore des lieux tout en alimentant des besoins particuliers propres à la cartographie de l’environnement sonore tels que les propriétés acoustiques des territoires, nécessaires à la compréhension de l’environne me nt sonore. Au-delà des travaux de recherches qui étudient et analysent les propriétés acoustiques de l’environnement, l’état de l’existant se concentre sur deux types de cartes sonores : les cartes d’inventaire de sons et les cartes de bruit. Deux approches méthodologiques sont à l’origine de la production de ces cartes. La première est basée sur des enregistrements sonores mesurés et géoréférencées sur le territoire à l’aide de sonomètres, ou d’applications installées sur des tablettes/téléphones intelligents. La deuxième sert à modéliser la propagation de l’onde acoustique en lien avec les objets présents sur le territoire (i.e. bâtiments, arbres, etc.). Bien que cette deuxième approche considère les différents facteurs environnementaux qui peuvent affaiblir l’onde acoustique comme l’absorption atmosphérique (causée par le vent, la température, etc.), la divergence géométrique et la nature de la couverture des sols, on constate qu’elle est peu documentée dans la littérature scientifique, lorsqu’aucun capteur sonore n’est utilisé pour produire des cartes sonores. L’objectif principal est de définir une méthode générique de modélisation de la propagation acoustique du son pour territoire à l’aide de données géospatiales multi-sources, dont des images à très haute résolution. Ainsi à l’aide des outils géomatiques, il est possible de représenter l’interaction qui existe entre l’onde sonore et les objets environnementaux composant ce territoire. Il est alors possible à partir d’une source sonore et des points récepteurs du son de réaliser des cartes dites spatio-phoniques. Mots clés : environnement sonore, modélisation, géomatique, propagation, données géospatiales, cartographie / On a territory, sound sources emit sounds that can be of anthropophonic origins (i.e. vehicle noise), biophonic origins (i.e. sounds emitted by birds), as well as geophonic origins (i.e. wind noise). This makes it possible to describe a soundscape of the places while feeding particular needs specific to the mapping of the sound environment such as the acoustic properties of the territories, necessary to the understanding of the sound environment. Beyond the research work that studies and analyzes the acoustic properties of the environment, the state of the existing focuses on two types of sound cards: sound inventory cards and noise maps. Two methodological approaches are behind the production of these cards. The first is based on sound recordings measured and georeferenced on the territory using sound level meters, or applications installed on tablets/smartphones. The second is used to model the propagation of the acoustic wave in relation to the objects present on the territory (i.e. buildings, trees, etc.). Although this second approach considers the different environmental factors that can weaken the acoustic wave like atmospheric absorption (caused by wind, temperature, etc.), the geometric divergence and the nature of the cover of soil, it is found that it is poorly documented in the scientific literature, when no sound sensor is used to produce sound cards. The main objective is to define a generic method for modeling the acoustic propagation of a territory using multi-source geospatial data including very high resolution images. Thus, using geomatic tools, it is possible to represent the interaction that exists between the sound wave and the environmenta l objects that make up this territory. It is then possible from a sound source and sound receiving points to make so-called spatio-phonic cards

Dans le plateau central mexicain, en zone semi-aride, les communautés rurales marginales font face à des situations de vie précaires, l’agriculture et le faible emploi dans la région ne permettant pas l’atteinte de conditions de vie satisfaisantes. Cette étude a pour objectif de vérifier si un système agroforestier adapté aux conditions du milieu, aux besoins et aux savoir-faire des femmes pourrait être adopté pour améliorer leurs conditions de vie, leur environnement ainsi que pour générer un engagement communautaire. L’enquête réalisée, à travers des questionnaires et diverses rencontres, nous a permis de rencontrer 30 femmes de deux communautés marginales de l’État du Querétaro, ainsi que des intervenants. Il appert que le capital naturel environnant fait partie de la vie des femmes et qu’il pourrait être partie intégrante d’un système agroforestier. Il semble également qu’il serait possible de revaloriser les connaissances traditionnelles liées à l’usage de certaines espèces. Cependant, le manque de motivation, de désir d’engagement ainsi que la désorganisation constitueraient sans doute d’importantes contraintes à la réalisation d’un projet agroforestier. / In the semi-arid region of the central Mexican plateau, the rural and marginal communities face precarious living situations, as the practice of agriculture and the low employment in the region do not allow satisfactory living conditions. This study aims to determine whether an agroforestry system adapted to local conditions and to the needs and skills of women, could be adopted to improve their living conditions, their environment, and to generate social participation. The survey, through questionnaires and a few meetings, allowed us to meet 30 women from two marginal communities in the state of Querétaro, as well as various stakeholders. Investigations showed that the surrounding natural capital is part of women’s daily activities and that many of its species could be integrated into an agroforestry system. It also seems that it would be possible to reassert the value of traditional knowledge related to the use of certain local species. However, the lack of motivation and willingness of commitment, combined with disorganization, could be a major challenge to the realization of an agroforestry project.

Picea glauca (Moench) Voss (l’épinette blanche) est l’un des principaux hôtes de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE), le défoliateur épidémique le plus dommageable de l’est du Canada qui est à l’origine de la mortalité d’arbres et de pertes économiques d’envergure considérables. Un mécanisme constitutif de résistance contre la TBE a récemment été découvert. Dans la présente thèse, nous avons étudié ce mécanisme basé sur l’accumulation foliaire du picéol et du pungénol, deux acétophénones découlant de la surexpression du gène Pgglu-1. Ces trois facteurs sont désignés comme étant des «biomarqueurs de résistance». Nous avons aussi étudié la picéine, un acétophénone glycosilé qui est le précurseur du picéol, et l’ensemble des quatre facteurssont désignés «biomarqueurs de défense». La première partie de la thèse présente une approche de génétique quantitative s’appuyant sur l’analyse de 874 arbres représentant 33 familles et 71 lignées clonales répartis dans sept emplacements de l’est du Canada. Nos objectifs étaient : i) de déterminer le contrôle génétique des biomarqueurs de défense, ii) d’estimer les corrélations génétiques et phénotypiques entre les quatre traits de défense, iii) d’évaluer la présence de compromis entre les biomarqueurs de défense et la croissance primaire. Nous avons conclu que l’héritabilité au sens strict du picéol, du pungénol et de l’expression du gène Pgglu-1 était modérée (0,55, 0,50 et 0,58 respectivement), et obtenu des estimés un peu plus élevées pour l’héritabilité au sens large du picéol et du pungénol (0,66 et 0,60 respectivement), ce qui indique que ces traits de résistance sont soumis à un contrôle génétique additif. Les traits de résistance et la croissance montrent des corrélations génétiques positives (de 0,14 à 0,30), ce qui suggère que le mécanisme de résistance n’entraine pas un effet négatif sur la croissance de l’épinette blanche. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié l’interaction insecte-hôte en menant des essais d’élevage d’insectes sur différents clones d’épinettes blanches. Nos objectifs étaient iv) de caractériser la variation développementale des acétophénones de défense, v) d’évaluer l’influence du stade phénologique de l’hôte sur le niveau de résistance indiqué par la performance biologique de la TBE et vi) de déterminer si les traits de résistance sont inductibles. Nous concluons que la variation des acétophénones dépend du phénotype de résistance de l’arbre, et que l’efficacité des traits de résistance dépend du synchronisme entre le Piceaglauca et l’alimentation des insectes. Finalement, nous avons démontré que ce mécanisme de résistance peut être inductible. / Picea glauca (Moench) Voss (white spruce) is one of the main hosts of the spruce budworm (SBW), anepidemic defoliator that is the most damaging in forests of eastern North America causing tree mortality and large economic losses. A constitutive resistance mechanism against the SBW was recently discovered. In this thesis, we studied this mechanism based on the foliar accumulation of aglycon acetophenones ̶piceol and pungenol ̶resulting from the expression of the Pgglu-1gene; and we refer to them as resistance biomarkers. Picein, the glycoside precursor of piceol was also investigated and we refer to all four traits togetheras defense biomarkers. The first part of this thesis presents a quantitative genetic study, which analysed 874 trees representing 33 full-sib families and 71 clonal lines from seven field locations in Eastern Canada. The goals were to i) determine the genetic control of the defense biomarkers, ii) estimate the genetic and phenotypic correlations among the four defensive traits and growth, and iii) evaluate the occurrence of trade-offs between the defense biomarkers and primary growth. Narrowsense heritability of piceol, pungenol and Pgglu-1 gene expression was moderate (0.55, 0.50 and 0.58, respectively). Slightly higher broad sense heritability estimates were obtained for acetophenones (0.66 and 0.60 respectively), indicating that additive genetic effects playa major role in these resistance biomarkers. Positive genetic correlations were found between the resistance traits and growth (from 0.14 to 0.30), suggesting that the resistance mechanism does not compromise growth in white spruce. In the second partof the thesis, we studied the insect-host interaction by use of insect rearing trials in severalwhite spruce clones. Our objectives were to iv) characterize the developmental and phenological variation of the defense acetophenones, v) evaluate the impact of the matched and delayed host phenology windows on the biological performance of the SBW, and vi) assess the inducibility potential of the resistance traits. Weshow that there are considerable variations in the acetophenone accumulation profiles between individual trees supporting their classification as Resistant (R) and Non-Resistant (NR); that the efficiency of the resistance traits is influenced by the synchronization between the P. glauca phenology and the insect feeding. Finally, we show that the resistance mechanism can be inducible.

Les effets de la déforestation sur les effectifs des populations d’oiseaux ont fait l’objet de nombreuses études au cours des dernières décennies. Cependant, relativement peu d’entre elles ont été réalisées en dehors de la période de reproduction. Mon projet de recherche avait pour objectifs de décrire les effets de la déforestation sur les populations d’oiseaux forestiers dans un contexte hivernal et de mettre en évidence, à l’aide d’une approche expérimentale, d’éventuels mécanismes comportementaux pouvant affecter la dynamique des populations étudiées et leur répartition spatiale. Les travaux d’échantillonnage sur le terrain ont eu lieu pendant trois hivers au Kamouraska. La structure de 24 paysages (rayon de 500 m) a été décrite à partir d’une image satellite. Ces paysages représentaient un gradient complet de déforestation (8 à 88% de couvert forestier). Dans la moitié de ces paysages, de la nourriture a été fournie ad libitum pendant tout l’hiver. L’intégrité des peuplements forestiers (une composante principale incorporant les variables couvert forestier et densité des bordures) était positivement associée à l’abondance des Mésanges à tête noire et à la richesse spécifique pendant l’expérience d’approvisionnement en nourriture mais, seulement dans les paysages expérimentaux. Dans les paysages témoins, l’abondance des Mésanges à tête noire et la richesse spécifique ont au contraire légèrement diminué avec une augmentation de la valeur de l’intégrité des peuplements forestiers. Ces résultats suggèrent que les paysages témoins où la déforestation n’était pas marquée ont pu faciliter l’émigration d’oiseaux lorsque les conditions environnementales (froid, rendement énergétique lors de la quête alimentaire) se sont détériorées. En contrepartie, dans les paysages témoins où la déforestation était sévère, des oiseaux ont pu se trouver piégés. Néanmoins, la structure des paysages n’avait aucun effet sur la condition énergétique des mésanges. Seul l’approvisionnement en nourriture a eu un effet positif sur la condition des mésanges mais aussi, sur leur patron quotidien d’engraissement. Finalement, les mésanges des paysages témoins les plus sévèrement déboisés avaient une plus grande propension à s’exposer en milieu ouvert à d’éventuels prédateurs, tandis que celles bénéficiant de l’approvisionnement en nourriture demeuraient toujours en retrait, à proximité du couvert forestier. / Over the last few decades, many researchers have addressed the impacts of forest loss on forest bird abundance. However, most of these works were conducted during the breeding season. The aim of my research was to document the effects of deforestation on bird populations during winter. Using an experimental approach, I also wanted to assess the effect of behavioral mechanisms potentially affecting population dynamics and spatial distribution of forest birds. Field work was conducted during three winters in Kamouraska County. The structure of 24 landscapes (500-m radius) was described from a satellite image. These landscapes represented a broad gradient of deforestation (forest cover 8–88 %). In half of these landscapes, we provided an unlimited source of food. I evaluated the effects of landscape structure 1) on the spatial distribution of the forest bird community, 2) on the fattening strategies, and 3) the anti-predator behavior of the Black-capped Chickadee (Poecile atricapillus). Forest integrity (a composite of forest cover and edge density) was positively associated with chickadee abundance and species richness in landscapes that were supplemented. However, in control landscapes, chickadee abundance and species richness tended to decrease with an increase in forest integrity. This suggests that the more forested control landscapes facilitated winter emigration when conditions deteriorated. Conversely in highly deforested and fragmented control landscapes, birds became “gap-locked”. Landscape structure did not affect chickadees’ energetic condition. However, food-supplementation improved it and affected the pattern of daily fattening as well. In the more deforested control landscapes, chickadees showed more willingness and ventured farther into the open despite a likely increase in the risk of predation. However, where ad libitum food was available prior to the experiment, chickadees always remained close to the forest edge, regardless of the level of deforestation.

Le drainage forestier en milieu boréal permet de rétablir des conditions hydrologiques propices à la croissance de l’épinette noire sur les pessières noires récoltées. Le but de cette étude était d’effectuer le suivi des plus vieux sites drainés de façon opérationnelle en Jamésie (Jutras et coll. 2002) plus de 20 ans après les travaux. L’efficacité du drainage a été mesurée par type écologique selon trois variables : la modification des communautés végétales, l’accroissement individuel de l’épinette noire ainsi que par le rendement forestier. Les comparaisons entre sites témoins et traités ont permis de cibler deux types écologiques où l’épinette noire réagit significativement au drainage dans le temps, soit RE37 et les RE39 riches. Pour les autres types écologiques étudiés, les conditions édaphiques étaient soit trop riches (RE26) ou trop pauvres (RE39 pauvre et très pauvre) pour que le drainage augmente significativement la croissance de l’épinette noire et le rendement forestier.

La présente étude traite des communautés de champignons ectomycorhiziens retrouvés en association avec Eucalyptus urograndis dans un système de plantation monoculturale et deux systèmes agroforestiers sylvopastoraux à Viçosa, dans l'état du Minas Gérais, Brésil. Un des systèmes sylvopastoraux est composé d'E. urograndis et d'herbe de fourrage (Brachiaria spp.), tandis que l'autre est composé d'une culture mixte de Brachiaria et de deux espèces ligneuses, E. urograndis et Acacia mangium. La composante animale (vaches Holstein) était temporairement intégrée dans les deux systèmes sylvopastoraux. La caractérisation des communautés a été faite pour ces trois systèmes, et ces derniers ont été comparés. Selon les données issues de la ségrégation morphologique, aucune différence n'a été trouvée aux niveaux de la structure des communautés et du taux de mycorhization des apex racinaires d'Eucalyptus. Les indices de diversité et d'équitabilité ont montré une différence entre le système agroforestier composé d'Eucalyptus et de Brachiaria et les deux autres systèmes. L'analyse phylogénétique des séquences d'ITS des champignons a révélée une grande diversité de Thelephoraceae pour les trois systèmes. Les représentants des Sclerodermataceae et Hydnangiaceae n'étaient pas aussi diversifiés que ceux des Thelephoraceae, mais parmi les plus abondants.