No description available.

No description available.

La surabondance de cervidés représente une nouvelle perturbation des écosystèmes forestiers qui interagit avec les perturbations préexistantes des forêts naturelles. Les interactions entre de multiples perturbations peuvent altérer les mécanismes de résilience des forêts et engendrer de nouvelles trajectoires successionnelles menant à des assemblages d’espèces n’ayant jamais coexisté historiquement. L’occurrence de tels nouveaux écosystèmes soulèverait des enjeux de conservation de la biodiversité et de maintien des services écosystémiques fournis par la forêt naturelle (c.-à-d. préindustrielle). Il devient donc important d’identifier d’éventuels mécanismes de perte de résilience qui pourraient empêcher la forêt naturelle de récupérer des interactions entre les perturbations préexistantes et celles occasionnées par les cervidés. L’île d’Anticosti qui abrite des cerfs de Virginie (Odocoileus virginianus) surabondant, donne l’occasion d’identifier de tels mécanismes. L’identification de mécanismes de perte de résilience nécessite d’abord de reconstituer la variabilité naturelle que la forêt préindustrielle devrait retrouver après perturbation, et de comprendre sa dynamique des perturbations naturelles. Le paysage naturel de l’île d’Anticosti était caractérisé par une matrice de sapinières surannées principalement dynamisées par des petites trouées et où les perturbations sévères générant de nouveaux peuplements ont été rares au cours des derniers ~160 ans. Le broutement préférentiel de la régénération par les cerfs a interrompu les processus de régénération des trouées des sapinières surannées de l’île d’Anticosti. La perte de ce mécanisme de résilience a engendré la dégradation du couvert et de nouvelles trajectoires successionnelles menant à des pessières blanches et des forêts-parcs d’épinettes blanches. La coupe totale historique (1910-1915) des sapinières surannées a formé des pessières blanches de seconde venue maintenant matures. Nous avons démontré que l’interaction entre le broutement préférentiel de la régénération par le cerf et la coupe totale de ces pessières blanches altère les processus de régénération des forêts et engendre une trajectoire successionnelle menant à la formation de forêts-parcs d’épinettes blanches. Un plan d’aménagement vise actuellement la restauration de l’habitat du cerf sur l’île (c.-à-d. les sapinières). Lors d’une éventuelle révision de ce plan, les aménagistes devraient considérer trois enjeux importants de l’aménagement écosystémique, soit le maintien de sapinières surannées, l’occurrence de pessières blanches en tant que nouvel écosystème et le maintien de l’état forestier. / Overabundance of cervids represents a new disturbance of forest ecosystems which interacts with preexisting disturbances of natural forests. Interactions between multiple disturbances can alter resilience mechanisms, thereby triggering alternative successional pathways that move the system toward assemblages of species that have not co-occurred historically. The occurrence of such novel ecosystems would raise issues concerning conservation of biodiversity and ecosystem services that are provided by natural (i.e., preindustrial) forests. Hence, it is important to identify eventual mechanisms of resilience loss which could prevent natural forests recovery from interactions between pre-existing disturbances and disturbances caused by cervids. Anticosti Island which shelters overabundant white-tailed deer (Odocoileus virginianus), provides an opportunity to identify such mechanisms. To identify mechanisms of resilience loss, it was first necessary to describe the variability which the natural forest should recover after disturbances and to understand its disturbance dynamics. The natural landscape of Anticosti Island was characterized by a forest matrix of overmature gap-driven balsam fir stands in which severe stand-initiating disturbances were rare over the last ~160 years. Preferential browsing by deer has disrupted regeneration processes of gap-driven balsam fir stands on Anticosti Island. The loss of this resilience mechanism triggered forest degradation and alternative successional pathways toward white spruce stands and parklands. The historic clear-cutting (1910-1915) of overmature balsam fir stands has formed mature second-growth white spruce stands. We have shown that interactions between preferential deer browsing and clear-cutting of these white spruce stands have altered regeneration processes and triggered an alternative successional pathway toward the formation of parklands. A management plan aims to restore deer habitat on the island (i.e., balsam fir stands). In the eventual revision of this plan, managers should consider three important ecosystem management issues: the maintenance of overmature balsam fir stands, the occurrence of white spruce stands as a novel ecosystem, and the maintenance of the forest state.

La régénération artificielle peut être complexifiée par la persistence de la perturbation à l’origine de la régénération naturelle comme l’herbivorisme chronique. Dans ce cas, la stratégie doit intégrer le contrôle par les herbivores (top-down) sur les arbres de plantations au contrôle par la compétition pour les resources (bottom-up). Nous tentons de déterminer si la sélection de tailles de plants de sapin baumier (Abies balsamea, 110 cm³, 200 cm³ ou 350 cm³) et la préparation de terrain peuvent être combinées à l’aménagement des populations cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) pour minimiser la compétition locale, de même que le broutement sur les plants. Bien qu’il soit trop tôt pour statuer sur l’effet de la préparation de terrain sur la disponibilité des ressources, nous concluons que le choix d’un type de plant adapté peut minimiser le coût du processus de restoration suivant la reduction de la population d’herbivores. / Using planted trees for regeneration can be challenging when the stand replacing disturbance –for example chronic herbivorism- is still effective. In such cases, plantation strategies must integrate management of the top-down pressure by consumers to the bottom-up control related to competition for resources. We explore whether selection of competition-adapted balsam fir (Abies balsamea) seedling stock types (110 cm³, 200 cm³ or 350 cm³) and field preparation could be used together with the management of white-tailed deer (Odocoileus virginianus) populations in order to lower the effect of local competition as well as minimizing browsing on seedlings. Even though it is too early to conclude on the effect of field preparation on the competition for ressources, we conclude that choosing a size-adapted stock can optimize the cost of the restoration scheme following herbivore population reduction.

The upper Llandovery succession across the Jupiter-Chicotte formational contact on Anticosti Island, Québec, allows us to study the sediment dynamics and stratigraphic architecture of a storm-dominated, carbonate ramp. The Anticosti paleotropical ramp was slowly subsiding and recording significant changes in sea level in a far field glacial setting during the early Telychian. Three facies associations, grouping nine facies, are recognized along the E-W outcrop belt, and from top to bottom as the: (FA-1) encrinitic carbonate facies, (FA-2) mixed siliciclastic and carbonate facies, and (FA-3) non-encrinitic carbonate facies. These mid to outer ramp sediments represent deposition mostly from episodic, high-energy storm events as evidenced by hummocky cross-stratification, large wave ripples, gutter casts, and wave-enhanced sediment-gravity flow deposits. Spatial and temporal changes in siliciclastic content imply basin margin depositional environments in the eastern sections and change in climate regime from arid to humid conditions. The Chicotte deposition marks a major faunal change with the domination of crinoids triggered by increasing siliciclastic supply, rapid sea level fluctuations and change in substrates. The recognition of one major transgressive-regressive (TR) sequence subdivided in distinct meter-scale cycles allows a high resolution E-W correlation. The development of the TR sequence and meter-scale cycles is driven by glacio-eustacy where the main sequence is 4th order (~400 Ky) with superimposed meter-scale cycles that are 5th and/or 6th order (~100 Ky). Nevertheless, erosional capping surfaces within the more proximal tempestites represent ancient rocky shorelines that developed during forced sea level falls. In order to explain this stratigraphic architecture, a carbonate open-ramp model is proposed with a concave-up profile and a narrow and steep inner ramp in equilibrium with a high-energy coastline.

The upper Llandovery succession across the Jupiter-Chicotte formational contact on Anticosti Island, Québec, allows us to study the sediment dynamics and stratigraphic architecture of a storm-dominated, carbonate ramp. The Anticosti paleotropical ramp was slowly subsiding and recording significant changes in sea level in a far field glacial setting during the early Telychian. Three facies associations, grouping nine facies, are recognized along the E-W outcrop belt, and from top to bottom as the: (FA-1) encrinitic carbonate facies, (FA-2) mixed siliciclastic and carbonate facies, and (FA-3) non-encrinitic carbonate facies. These mid to outer ramp sediments represent deposition mostly from episodic, high-energy storm events as evidenced by hummocky cross-stratification, large wave ripples, gutter casts, and wave-enhanced sediment-gravity flow deposits. Spatial and temporal changes in siliciclastic content imply basin margin depositional environments in the eastern sections and change in climate regime from arid to humid conditions. The Chicotte deposition marks a major faunal change with the domination of crinoids triggered by increasing siliciclastic supply, rapid sea level fluctuations and change in substrates. The recognition of one major transgressive-regressive (TR) sequence subdivided in distinct meter-scale cycles allows a high resolution E-W correlation. The development of the TR sequence and meter-scale cycles is driven by glacio-eustacy where the main sequence is 4th order (~400 Ky) with superimposed meter-scale cycles that are 5th and/or 6th order (~100 Ky). Nevertheless, erosional capping surfaces within the more proximal tempestites represent ancient rocky shorelines that developed during forced sea level falls. In order to explain this stratigraphic architecture, a carbonate open-ramp model is proposed with a concave-up profile and a narrow and steep inner ramp in equilibrium with a high-energy coastline.

The upper Llandovery succession across the Jupiter-Chicotte formational contact on Anticosti Island, Québec, allows us to study the sediment dynamics and stratigraphic architecture of a storm-dominated, carbonate ramp. The Anticosti paleotropical ramp was slowly subsiding and recording significant changes in sea level in a far field glacial setting during the early Telychian. Three facies associations, grouping nine facies, are recognized along the E-W outcrop belt, and from top to bottom as the: (FA-1) encrinitic carbonate facies, (FA-2) mixed siliciclastic and carbonate facies, and (FA-3) non-encrinitic carbonate facies. These mid to outer ramp sediments represent deposition mostly from episodic, high-energy storm events as evidenced by hummocky cross-stratification, large wave ripples, gutter casts, and wave-enhanced sediment-gravity flow deposits. Spatial and temporal changes in siliciclastic content imply basin margin depositional environments in the eastern sections and change in climate regime from arid to humid conditions. The Chicotte deposition marks a major faunal change with the domination of crinoids triggered by increasing siliciclastic supply, rapid sea level fluctuations and change in substrates. The recognition of one major transgressive-regressive (TR) sequence subdivided in distinct meter-scale cycles allows a high resolution E-W correlation. The development of the TR sequence and meter-scale cycles is driven by glacio-eustacy where the main sequence is 4th order (~400 Ky) with superimposed meter-scale cycles that are 5th and/or 6th order (~100 Ky). Nevertheless, erosional capping surfaces within the more proximal tempestites represent ancient rocky shorelines that developed during forced sea level falls. In order to explain this stratigraphic architecture, a carbonate open-ramp model is proposed with a concave-up profile and a narrow and steep inner ramp in equilibrium with a high-energy coastline.

The carbonate storm-dominated sedimentary succession superbly exposed on Anticosti Island in Eastern Canada represents one of the most complete and well-preserved paleotropical stratigraphic records spanning the Ordovician-Silurian (O-S) boundary. We sampled the nearly continuous coastal outcrop exposed at low tide along the west coast of Anticosti Island for high-resolution δ13C and δ18O chemostratigraphy. These new isotopic curves comprise more than 500 data points spaced at ~0.6 m intervals; for a total of 320 m of strata across the O-S boundary. The δ13C curve displays two distinctive positive excursions in the Hirnantian Ellis Bay Formation; a small lower excursion (+2.5‰) and an upper larger excursion (+4.5‰). These two positive isotopic carbon excursions provide a distinctive chemostratigraphic signature for regional and global correlations with other Hirnantian sections. The continuing descending δ13C trend, at least 30 m above the currently interpreted O-S boundary, suggests a readjustment of that boundary on the Anticosti succession. The δ18O curve, similarly to the Quaternary δ18O marine curve, is tightly coupled with multi-order cyclic facies changes. Our tightly coupled lithological and oxygen isotopic data suggest that the Anticosti succession was influenced by glacio-eustatic fluctuations during the end-Ordovician. Furthermore, the estimated duration of these multi-order cycles supports an astronomical forcing. A primary isotopic signal record is also supported by the lack of significant covariance between δ13C and δ18O, by the excellent microfabric preservation of both macro and microfossils in petrographic, cathodoluminescence, and SEM microscopy, and by little or no diagenetic resetting as suggested by the trace element geochemistry, which is unusual in the deep geological time.

Combiner des approches basées sur la composition en espèces et sur les traits fonctionnels a permis d’évaluer la réaction de l’écosystème forestier boréal à la suite de réductions de densités de cerfs, dans un contexte de surabondance. Un dispositif de broutement contrôlé a été instauré en 2001 à l’île d’Anticosti et a été suivi pendant 8 ans. Dans ce dispositif, la densité de cerfs était maintenue à 4 niveaux : 0, 7,5, 15 cerfs/km2 ainsi qu’à densité in situ (26-56 cerfs/km2). Avec l’approche taxonomique, 12 plantes, 11 papillons et 1 oiseau ont été identifiés comme indicateurs de 12 densités de cerfs. L’utilisation de combinaisons de deux ou trois espèces de plantes a ajouté des indicateurs pour 17 patrons de densités de cerfs augmentant ainsi la capacité d’estimation des densités. Ensuite, des syndromes fonctionnels à hautes densités et densités réduites de cerfs ont été identifiés grâce à l’analyse des traits fonctionnels des communautés. À haute densité de cerfs (> 15 cerfs/km²), les traits dominants chez les plantes, tels qu’une reproduction végétative et une pollinisation et dispersion abiotique, impliquaient peu d’interactions avec les animaux, ce qui pourrait nuire au maintien de la biodiversité. De plus, bien que les méthodes de réduction de cerfs ne permettent pas, en 8 ans, un retour de la composition en espèces d’une sapinière de référence, elles permettent une succession menant à une composition fonctionnelle similaire à cet écosystème de référence. Finalement, les indices fonctionnels (ex : Rao), sont plus révélateurs de la réaction de la végétation à différentes densités de cerfs que les indices spécifiques (ex : Shannon), notamment lorsqu’on considère la variance de certains traits, comme la reproduction végétative qui diminue à haute densité de cerfs. Une faible variance d’un trait peut affecter la résilience d’un écosystème à de nouvelles perturbations. Ces résultats permettent d’entrevoir le retour d’une sapinière fonctionnelle sur l’île d’Anticosti avec une réduction des densités de cerfs. / We combined specific and functional approaches of biodiversity to capture the impact of deer densities on communities of Anticosti Island. With the specific approach, 12 plants, 11 moths and one bird have been identified as indicator of 12 specific patterns of deer densities. The use of plant combinations in comparison with single plant species added indicators for 17 deer density patterns and increased our capacity to estimate deer density. Then, functional syndromes at high and reduced deer densities were identified through analysis of functional traits of communities. For example, plants at high densities (> 15cerfs/km²) had a vegetative reproduction and abiotic pollination and dispersal. They are traits involving few interactions with animals, which could affect the maintenance of biodiversity. In addition, after eight years of succession, reduction of deer density on Anticosti did not allow the return of species composition similar to the one found in a reference stand of balsam fir forest. However, communities at reduced deer densities had similar composition of functional traits to the reference. Finally, the indices of species diversity (e.g. Shannon) did not change according to deer density but the indices of functional diversity (e.g. Rao) did. For example, the variance of some traits, such as vegetative reproduction, was reduced at high deer density. Low variance of a trait can affect the resilience of ecosystems to new disturbances. These results provide a glimpse for the return of afunctional Balsam fir forest on Anticosti Island when deer densities are controlled.

L'introduction du cerf de Virginie sur l'île d'Anticosti (Québec, Canada) en 1896 a engendré des modifications profondes de la végétation. En effet, la superficie des sapinières a diminué de moitié et elles sont graduellement remplacées par des pessières blanches. Ce phénomène risque d'appauvrir la diversité écologique et d'affecter notamment les espèces végétales rares associées aux vieilles sapinières comme le calypso bulbeux {Calypso bulbosa (L.) Oakes (Orchidaceae)). Dans ce mémoire, j'ai mis en évidence l'importance de l'île d'Anticosti comme refuge pour le calypso dans le Nord-Est de l'Amérique du Nord, et j'ai caractérisé l'habitat propice de cette espèce sur l'île. J'ai aussi évalué l'envergure de la menace que représente le cerf sur les colonies de cette orchidée. Un inventaire des colonies de calypso a été réalisé au cours de l'été 2004 pour connaître sa répartition géographique et caractériser son habitat. Plus de la moitié (63 %) des colonies recensées sur l'île ont été trouvées sous un couvert dominé par le sapin. Un modèle de régression logistique binomiale a mis en évidence que la probabilité de trouver le calypso augmente lorsque l'abondance des sapins vivants et celle des arbres morts augmentent, et que la concentration en calcium dans le sol est élevée. Par contre, on a moins de chance de trouver le calypso dans un milieu où les couverts de végétation (couverts arborescent et muscinal) sont denses, c'est-à-dire là où peu de lumière parvient à la surface du sol, et où la concentration en magnésium dans le sol est élevée. Si on trouve autant de calypsos dans les sapinières de l'île, c'est peut-être moins en raison de la présence des sapins que du fait que ces sapinières soient en général très âgées, et donc ouvertes avec abondance de tiges arborescentes mortes et peu de végétaux compétiteurs. Puisque le calypso et plusieurs autres organismes dépendent des vieux peuplements, il est important de développer une stratégie d'aménagement qui maintiendra sur pied des forêts âgées, et ce, malgré les populations de cerfs, les coupes forestières et les perturbations naturelles (feux, épidémies d'insectes, etc.).