Ce projet de recherche évalue la réponse à très court terme (< 1 mois) des insectes saproxyliques à la disponibilité saisonnière ainsi qu'à l'essence d'arbre de bûches récemment coupées. Disposant de quatre parterres de coupes forestières dans la sapinière à bouleau blanc de la forêt Montmorency (Québec, Canada), nous avons évalué la réponse des insectes saproxyliques en termes de richesse taxonomique, de taux de visites et de taux de colonisation sur des bûches coupées à différents moments de la saison estivale. La richesse taxonomique et les taux de visites ont été évalués à l'aide de pièges à interception fixés au tronc alors que les taux de colonisation ont été obtenus par écorçage et dissection des bûches exposées. Les bûches de sapin baumier et d'épinette noire ont été davantage visitées et colonisées par les insectes xylophages que celles de bouleau blanc qui ont été complètement exemptes d'attaques. Nos résultats ont également montré une colonisation des bûches par les xylophages moins d'un mois après la coupe, avec des taux de colonisation plus élevés sur une période allant de la mi-juillet à mi-septembre. Ces xylophages appartenaient principalement aux espèces Monochamus prob. scutellatus et Urocerus prob. albicornis, qui sont des colonisateurs primaires connus pour les dommages qu'ils causent aux arbres moribonds ou récemment morts ou au bois récemment coupé. Nous recommandons de récolter rapidement les troncs de conifères une fois coupés pendant la période allant de la mi-juillet à mi-septembre afin de minimiser les dommages infligés aux troncs récoltés. / This research project evaluates the short-term (< 1 month) response of saproxylic insects to the seasonal availability and tree species of recently cut logs. Using four harvested sites located in the balsam fir-paper birch forest of Forêt Montmorency (Quebec, Canada), we evaluated the taxonomic richness, visitation rates and colonization rates of saproxylic insects on logs cut on different dates during the summer season. Taxonomic richness and visitation rates were assessed using trunk-window traps, while colonization rates were obtained by debarking and dissecting exposed logs. Xylophagous insects were more likely to colonize balsam fir and black spruce logs than paper birch logs. Our results also showed a colonization of the logs by xylophagous insects less than a month after cutting, with higher colonization rates over a period ranging from mid-July to mid-September. These xylophagous insects were mainly Monochamus prob. scutellatus and Urocerus prob. albicornis, which are primary colonizers known to damage commercial logs. We recommend prompt harvesting of conifer logs cut during the period ranging from mid-July to mid-September to minimize damage to harvested logs.

Ce projet de recherche évalue la réponse à très court terme (< 1 mois) des insectes saproxyliques à la disponibilité saisonnière ainsi qu'à l'essence d'arbre de bûches récemment coupées. Disposant de quatre parterres de coupes forestières dans la sapinière à bouleau blanc de la forêt Montmorency (Québec, Canada), nous avons évalué la réponse des insectes saproxyliques en termes de richesse taxonomique, de taux de visites et de taux de colonisation sur des bûches coupées à différents moments de la saison estivale. La richesse taxonomique et les taux de visites ont été évalués à l'aide de pièges à interception fixés au tronc alors que les taux de colonisation ont été obtenus par écorçage et dissection des bûches exposées. Les bûches de sapin baumier et d'épinette noire ont été davantage visitées et colonisées par les insectes xylophages que celles de bouleau blanc qui ont été complètement exemptes d'attaques. Nos résultats ont également montré une colonisation des bûches par les xylophages moins d'un mois après la coupe, avec des taux de colonisation plus élevés sur une période allant de la mi-juillet à mi-septembre. Ces xylophages appartenaient principalement aux espèces Monochamus prob. scutellatus et Urocerus prob. albicornis, qui sont des colonisateurs primaires connus pour les dommages qu'ils causent aux arbres moribonds ou récemment morts ou au bois récemment coupé. Nous recommandons de récolter rapidement les troncs de conifères une fois coupés pendant la période allant de la mi-juillet à mi-septembre afin de minimiser les dommages infligés aux troncs récoltés. / This research project evaluates the short-term (< 1 month) response of saproxylic insects to the seasonal availability and tree species of recently cut logs. Using four harvested sites located in the balsam fir-paper birch forest of Forêt Montmorency (Quebec, Canada), we evaluated the taxonomic richness, visitation rates and colonization rates of saproxylic insects on logs cut on different dates during the summer season. Taxonomic richness and visitation rates were assessed using trunk-window traps, while colonization rates were obtained by debarking and dissecting exposed logs. Xylophagous insects were more likely to colonize balsam fir and black spruce logs than paper birch logs. Our results also showed a colonization of the logs by xylophagous insects less than a month after cutting, with higher colonization rates over a period ranging from mid-July to mid-September. These xylophagous insects were mainly Monochamus prob. scutellatus and Urocerus prob. albicornis, which are primary colonizers known to damage commercial logs. We recommend prompt harvesting of conifer logs cut during the period ranging from mid-July to mid-September to minimize damage to harvested logs.

Dans un contexte de réduction de la possibilité forestière, les bois morts secs et sains (BMSS) (arbres récemment morts par mortalité isolée ou par trouées) peuvent représenter une occasion intéressante d’augmenter les volumes d’attribution aux industries forestières québécoises. En contrepartie, il importe de tenir compte de la présence de caries du bois dans les approvisionnements, puisqu’elles peuvent engendrer d’importantes pertes à l’usine de sciage. L’objectif principal de ce projet de doctorat était de quantifier et de mesurer l’impact des phénomènes de mortalité et de dégradation des arbres pour le territoire boréal de l’est du Québec. Les volumes de bois carié et de BMSS en fonction du temps écoulé depuis le dernier feu ont été mesurés dans deux chronoséquences après feu. Afin d’identifier les BMSS en forêt, deux systèmes de classification visuelle exprimant l’état de dégradation des tiges ont été utilisés (Hunter 1990 et MRNFQ 2005). Nos résultats ont démontré que le volume de carie à l’échelle du peuplement augmente durant les premiers 150 ans suivant le passage du feu et tend ensuite à se stabiliser. À l’opposé, le volume des BMSS diminue rapidement après le passage du feu pour ensuite augmenter de façon graduelle à partir de 200 ans après feu. L’abattage de 162 épinettes noires (Picea mariana (Mill.) BSP) nous a permis de comparer différentes caractéristiques des sciages de BMSS à ceux provenant d’arbres vivants. Nos résultats indiquent que la valeur monétaire des arbres diminue avec l’avancement de la dégradation des arbres sur pied. Les résultats des tests en flexion longitudinale statique pratiqués sur 343 pièces de bois ont démontré que les sciages issus des BMSS étaient moins résistants à la rupture que ceux provenant d’arbres vivants. La teneur en humidité des copeaux des BMSS était significativement inférieure à celle des copeaux d’arbres vivants, alors que la distribution des dimensions de copeaux était similaire entre les deux types d’arbre. La perte de fibre à l’écorçage était significativement plus élevée chez les arbres dont l’état de dégradation était plus avancé. De manière générale, nos résultats indiquent que les vieilles forêts boréales de l’Est du Québec contiennent une large proportion de BMSS qui peuvent représenter une source adéquate d’approvisionnement en autant qu’elles demeurent à un stade de dégradation peu avancée. / In a context of decreasing annual allowable cut, the use of dead and sound wood (DSW) trees (trees that have recently died through isolated mortality or group mortality) may represent an interesting opportunity to increase the volumes supplied to the Quebec forest industries. Conversely, it is important to account for the presence of wood decay in wood supplies, as it may cause significant losses at the sawmill. The main objective of this project was to quantify and measure the impact of the processes of tree mortality and degradation in the Eastern boreal area of Quebec. Decay and DSW volumes were measured in two chronosequences of time since fire. In order to identify DSW trees in the forest, two systems of visual classification based on tree degradation were used (Hunter 1990 et MRNFQ 2005). Our results showed that wood decay volume measured at the stand level increased during the first 150 years following fire and then stabilized. The volume of DSW showed the opposite trend, with a rapid decrease after fire and followed by a gradual increase from 200 years after fire. The felling of 162 black spruce trees (Picea mariana (Mill.) BSP) allowed us to compare different characteristics of DSW with those of live trees according to a sawmill study. Our results indicated that the monetary value of trees decreased with increasing state of tree degradation. Results from bending tests performed on 343 pieces showed that lumber pieces from DSW trees are less resistant to rupture than live trees. The moisture contents of wood chips from DSW were significantly lower than those of live trees, while chips size distributions were similar between the two types of wood. The loss of wood fiber at the debarking stage was significantly higher in trees with a more advanced state of tree degradation. In general, our results showed that the old-growth forests of the Eastern boreal forest of Quebec contain a significant proportion of DSW trees, which may represent an adequate source of wood supply if they remain at an early stage of degradation.

Les perturbations naturelles font partie intégrante de l’aménagement des forêts boréales canadiennes. Des débouchés doivent être trouvés pour les quantités importantes de bois provenant d’arbres dégradés ou morts. Une option prometteuse est la bioénergie. Cependant, il est essentiel de regarder la rentabilité de cette filière. Une approche par étude de cas a été réalisée pour évaluer la rentabilité d’une usine de bioénergie qui utilise de la biomasse dégradée, dans la province de Québec (Canada), en s’approvisionnant sur les mêmes territoires que les usines de sciage et de pâte. Les opérations forestières de récolte et transport ont été simulées. La rentabilité d’un scénario témoin, pour lequel seulement la récolte de bois marchand destiné au sciage et à la pâte et qui laisse les arbres trop dégradés intacts, a été comparée à la rentabilité d’un scénario transformant les arbres dégradés en bioénergie, tout en transformant les arbres sains en sciage et pâte. Aussi, l’effet de la répartition des coûts fixes sur un plus grand volume de bois a été évalué. Les bénéfices de la récolte de biomasse pour la bioénergie, en termes de réduction de l’intensité des travaux de préparation de terrain, a aussi été évaluée. Les résultats montrent qu’au prix actuel du marché, dominé par les granules de bois, la récolte de bois morts ou dégradés pour faire de la bioénergie n’est pas aussi rentable que de laisser les arbres debout, non coupés. Le scénario de bioénergie reste rentable lorsque le niveau de dégradation moyen est modéré. Aussi, la répartition des coûts fixes sur un plus grand volume de bois a permis de réaliser des économies de 2.83$C/m3 en moyenne. Finalement, la récolte de biomasse pour la bioénergie a permis de réaliser des économies allant de 0 à 500$/ha, en évitant des coûts de préparation de terrain.

La qualité du bois récupéré après le passage des feux de forêt se détériore rapidement sous l'action de plusieurs espèces de longicornes qui profitent de cette soudaine disponibilité pour leur reproduction, nutrition et croissance. Ce projet visait à fournir des outils à l'industrie du sciage pour réduire les pertes économiques causées par les longicornes. Dans un premier temps, la colonisation et la ponte du longicorne noir {Monochamus scutellatus scutellatus (Say)) et autres longicornes ont été caractérisées dans cinq brûlis récents. L'abondance des adultes capturés dans des pièges à interception et des larves retrouvées dans les bûches variait selon les brûlis. Lorsque les feux ont fait rage tôt en mai, la colonisation des longicornes s'est effectuée moins intensément. La ponte saisonnière du longicorne noir suivait de près l'activité des adultes, contrairement à celle de Acmaeops proteus proteus (Kirby) où cette dernière était décalée. Ensuite, grâce à la technologie de la tomodensitométrie axiale (CT-Scan), l'estimation de la progression des dommages à plusieurs régimes de température différents selon le type d'essence a été possible. Aux températures les plus élevées (24°C et 28°C), les larves se sont développées rapidement passant ainsi moins de temps dans les tissus sous-corticaux que celles évoluant dans les bûches soumises à de basses températures. Les taux de développement sous-cortical et de progression de la profondeur des galeries mesurées étaient légèrement plus élevés chez l'épinette noire {Picea mariana Mill.) que chez le pin gris {Pinus banksiana Lamb.). Aucun oeuf n'a éclos et aucune larve ne s'est développée sous l'écorce à 12°C La progression des galeries dans les bûches soumises à 20°C ont montré des patrons de progression différents indiquant que les larves peuvent effectuer une diapause sous l'écorce ou dans le bois. À la lumière de ces résultats, des dommages importants peuvent survenir l'année même suivant le passage des feux démontrant la nécessité de débuter la récupération du bois brûlé le plus rapidement possible afin de limiter les pertes économiques causées par les larves de longicorne noir.

Les essences Julbernardia bifoliolata (Cesalpiniaceae), Desbordesia glaucescens (Irvingiaceae) et Scyphocephalium ochocoa (Myristicaceae) de diamètres exploitables sont abondantes dans les peuplements résiduels et abandonnés à cause de la présence de caries. L’étude des champignons de carie du bois est utile compte tenu de leurs rôles dans la dégradation des composés des parois des cellules vivantes du bois et de la matière organique. L’objectif de cette thèse était d’utiliser les techniques moléculaires pour identifier et étudier les champignons associés aux caries des arbres vivants et du bois mort chez ces trois essences forestières. L’identification des champignons polypores associés à la carie des arbres, aux coursons de bois (bois mort), l’évaluation de leurs capacités à dégrader le bois, ainsi que la comparaison de la diversité fongique endophytique des arbres cariés ont été réalisées dans les concessions forestières appartenant à trois sociétés forestières dans la province de l’Ogooué-Lolo au Gabon. Le nombre de polypores responsables des caries n’était pas exhaustif. Les séquences d’ADN correspondant aux espèces de champignons polypores appartenant aux ordres des Hymenochaetales et Polyporales ont été associées aux polypores responsables de la carie des arbres sur pied. Ceux identifiés à l’espèce étaient représentés par Amauroderma subresinosum, Fomitiporia nobilissima, Fuscoporia gilva, Hymenochaete murina, Phellinus noxius, Rigidoporus ulmarius et Tinctoporellus epimiltinus. Les espèces Perenniporia sp. et Inonotus sp., ont été identifiées au niveau du genre. Ces champignons ont été pour la plupart déjà identifiés au Gabon, mais sont nouvellement identifiés chez les essences de notre étude. Les espèces Hymenochaete murina et une nouvelle espèce d’Inonotus sp., font l’objet d’une première mention au Gabon. Par contre, vingt-huit (28) OTUs ont été obtenues sur le bois mort en utilisant les amorces spécifiques aux Basidiomycètes (ITS1F – ITS4B) à partir des basidiomes. Les polypores obtenus sur les coursons de bois étaient répartis au sein de treize (13) familles, appartenant aux ordres des Corticiales, Hymenochaetales, Polyporales, Russulales et Trechisporales. Quatorze sont de nouvelles espèces rapportées et les genres sont connus pour 9 d’entre elles. Parmi les 28 espèces, seules 4 sont connues au Gabon. La diversité en champignons sur les coursons de bois était plus élevée sur les essences de Béli suivi du Sorro et sur les coursons du site de la SEEF suivi de SBL. Les polypores A. subresinosum et F. gilva étaient communs aux arbres debout et aux coursons de bois des trois essences. Le champignon de carie brune P. noxius suivi de A. subresinosum champignon de carie blanche (tous deux de croissance mycélienne rapide) étaient les plus aptes à dégrader le bois tandis que le Sorro (S. ochocoa) était plus résistant face aux champignons lignivores. Les données obtenues avec l’utilisation des carottes de bois couplées à l’utilisation d’amorces universelles pour les champignons (ITS1F–ITS4) lors de l’amplification en chaine par polymérase (PCR), ont montré l’existence d’une diversité relativement élevée en champignons endophytes dans l’aubier sain des arbres cariés et correspondants à 62 Unités Taxonomiques Opérationnelles (OTUs). Les genres Penicillium et Pestalotiopsis étaient les plus abondants et communs aux trois essences. Le Sorro contenait la plus grande diversité en champignons endophytes, tandis que le site de CEB avait la plus grande diversité. Nos recherches ont montré les différentes communautés fongiques associées aux caries des arbres et du bois mort de ces essences forestières dans les forêts du Sud-est du Gabon ainsi que la capacité des champignons lignivores à dégrader le bois. / The tree species Julbernardia bifoliolata (Cesalpiniaceae), Desbordesia glaucescens (Irvingiaceae) and Scyphocephalium ochocoa (Myristicaceae) with logging diameters are abundant in residual and abandoned stands because of presence of wood rot. The study of wood decay fungi is useful because of their roles in living wood cells and organic matter decomposition. The aim of this thesis was to use molecular techniques to identify and study fungi associated with decay of living trees and dead wood in these three forest species. Identification of polypore fungi associated with tree decay, logs, assessment of wood degradation capacities, and comparison of endophytic fungal diversity were carried out in forest concessions belonging to three forestry companies of Ogooué-Lolo province in Gabon. Polypores fungi responsible of wood decay were not exhaustive. DNA sequences corresponding to polypore fungal species belonging to Hymenochaetales and Polyporales orders were associated to polypores responsible for decay of trees. Those identified at species level were represented by Amauroderma subresinosum, Fomitiporia nobilissima, Fuscoporia gilva, Hymenochaete murina, Phellinus noxius, Rigidoporus ulmarius and Tinctoporellus epimiltinus. Perenniporia sp. and Inonotus sp. have been identified at the genus level. Most of these fungi have already been identified in Gabon but are newly identified in the tree species of our study. The species Hymenochaete murina and a new species of Inonotus sp. are first mentioned in Gabon. On the other hand, twenty-eight (28) OTUs were obtained from dead wood using primers specific to Basidiomycetes (ITS1F - ITS4B) from basidiocarps. The polypores obtained from logs were distributed within thirteen (13) families, belonging to the orders of Corticiales, Hymenochaetales, Polyporales, Russulales and Trechisporales. Fourteen are new species reported and 9 of them are known at the genus level. Among the 28 species, only 4 are known in Gabon. The diversity of fungi on logs was higher on Béli species followed by Sorro and on logs from the SEEF site followed by SBL. The polypores A. subresinosum and Fuscoporia gilvawere common in standing trees and tree species logs. The brown rot fungus Phellinus noxius followed by the white rot fungus Amauroderma subresinosum (both of rapid mycelial growth) were the most agressive to degrade wood while Sorro (S. ochocoa) was more resistant to wood decay fungi. Data obtained from wood cores coupled with the use of fungal universal primers (ITS1F-ITS4) during polymerase chain reaction (PCR) showed a relatively high diversity in endophytic fungi in the healthy sapwood of decayed trees and matched to 62 Operational Taxonomic Units (OTUs). The genera Penicillium and Pestalotiopsis were the most abundant and common to the three species. Sorro exhibited the greatest diversity in endophytic fungi, while the CEB site had the greatest diversity. Research has shown the different fungal communities associated with tree and wood decay of these species in the forests of south-eastern Gabon as well as the ability of wood decay fungi to degrade the wood.

On considère généralement que la coupe progressive irrégulière (CPI) est un procédé de régénération respectueux de la dynamique naturelle en forêt boréale et tempérée nordique et qu'elle s'intègre bien dans le concept d'aménagement écosystémique. Cependant, les effets de la CPI sur le maintien d'attributs écologiques clés tels que les arbres à vocation écologique, les arbres morts debout ainsi que les bois morts au sol ont été très peu étudiés au Québec. Dans cette étude, nous avons comparé ces attributs écologiques dans des peuplements traités en CPI et des peuplements témoins pairés répartis en forêt feuillue, mixte et résineuse sur le territoire québécois. Un total de 304 placettes-échantillons permanentes ont été implantées en peuplements traités et témoins une année après la récolte. Ces placettes ont été distribuées selon les six plus importantes végétations potentielles que l'on retrouve au Québec : l'érablière à bouleau jaune (FE3), la bétulaie jaune à sapin et érable à sucre (MJ1), la bétulaie jaune à sapin (MJ2 et MS1), la sapinière à bouleau blanc (MS2), la sapinière à épinette noire (RS2) et la pessière à mousse ou à éricacées (RE2). Nous avons constaté que les effets de la CPI sont significatifs et qu'ils varient selon les attributs écologiques et en fonction des végétations potentielles. Nous avons observé des densités moindres d'arbres à vocation écologique dans les peuplements traités situés en FE3, en MJ2-MS1, en RS2 et en RE2 par rapport aux peuplements témoins. Les peuplements à dominance résineuse (MS2; RE2; RS2) traités en CPI présentent également des densités d'arbres morts debout significativement moins importantes que dans les peuplements témoins. Finalement, dans les peuplements traités, nous avons constaté des volumes significativement plus importants de petit bois mort au sol non dégradé en FE3 et en MJ1, de plus faibles volumes de petit bois mort au sol bien dégradé en FE3 et en MJ2-MS1, ainsi qu'un plus grand volume de gros bois mort au sol très dégradé en MJ2-MS1. Malgré ces écarts entre les peuplements traités et témoins, nos résultats indiquent une abondance en attributs écologiques après la coupe supérieure aux cibles de maintien actuellement proposées dans la littérature. Ces conclusions fournissent des indications importantes pour l'amélioration des prescriptions et des directives afin de concilier l'aménagement forestier et la conservation des écosystèmes forestiers matures.

Les forêts couvrent 31% de la surface terrestre en plus de stocker environ le double de carbone (C) contenu dans l'atmosphère. Elles ont donc un rôle important à jouer dans le contexte de la réduction des émissions de C à l'atmosphère, en plus d'être des moteurs de développement économique et social. Dans le cadre de cette étude, différentes pratiques sylvicoles ont été comparées en utilisant des données terrain afin de comprendre leurs effets sur l'accumulation de C en forêt, et sur la répartition du C entre les différents réservoirs de l'écosystème. Cette étude s'est déroulée à la Forêt Montmorency, la forêt d'enseignement et de recherche de l'Université Laval, située dans le biome boréal, et plus précisément dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc de l'Est. Les traitements sylvicoles testés incluaient : la conservation (pour permettre au peuplement d'atteindre le stade de vieille forêt), la coupe partielle et la coupe totale avec protection de la régénération et des sols (CPRS). Ce projet visait à comparer la quantité moyenne de C que renferment chaque réservoir (biomasse, bois mort, litière et matière organique de l'humus et du sol minéral) et la proportion qu'occupe chacun des réservoirs par rapport au contenu total de C de l'écosystème dans des sapinières soumises à l'une ou l'autre de ces traitements sylvicoles. Les hypothèses étaient que la coupe partielle permet de stocker en moyenne plus de C dans le sol et les débris ligneux que la CPRS, et que la conservation des vieilles sapinières permet de préserver un plus grand stock de C que les sapinières aménagées. Les donnée sont été récoltées dans un réseau de placettes de différents âges, pour quantifier les stocks moyens associés aux différents traitements, et en utilisant un protocole standardisé d'échantillonnage des stocks de C. Nos résultats ont confirmé notre première hypothèse que les peuplements soumis à la coupe partielle stockeraient en moyenne plus de C que ceux soumis à la coupe totale. En particulier, les chicots et les débris ligneux stockent en moyenne plus de C sous un régime de coupe partielle plutôt que sous un régime de coupe totale. Cependant, le choix du traitement sylvicole ne semble pas avoir d'effet sur les stocks de C du sol. La perturbation du sol parla machinerie forestière, au Québec, est soumise à des réglementations qui limitent à 33% de la zone de récolte les sentiers de débardage, ce qui contribue probablement à réduire les différences entre les traitements sylvicoles. Pour notre deuxième hypothèse, nos résultats suggèrent que les vieilles forêts ont des stocks de C plus importants que les peuplements soumis à la coupe totale; cependant, les peuplements soumis à la coupe partielle ressemblaient en partie aux vieilles forêts en matière de stockage de C dans les débris ligneux et chicots. Finalement, si la Forêt Montmorency cherche à atteindre à la fois des objectifs de séquestration et de stockage de C sur le territoire et de production de bois, la coupe partielle semble être une pratique plus avantageuse que la coupe totale. La conservation des vieilles forêts est tout aussi avantageuse en matière de stockage du C, en plus de permettre d'atteindre des objectifs de protection de la biodiversité. Cette étude contribue aux connaissances scientifiques sur le rôle de l'aménagement forestier sur le cycle du C. / Forests make up 31% of the land surface, besides, they store about the double of the carbon (C) contained in the atmosphere. They therefore have an important role to play in the reduction of C emissions to the atmosphere, as well as being drivers of economic and social development. Forest management can be used as a tool for climate change mitigation by sequestering and storing carbon (C). In this study, several silvicultural practices were compared by using empirical data to look at the effects of C accumulation in forests, and on C allocation between the ecosystem pools. This study was set in Forêt Montmorency, the research and teaching forest of Laval University, located in the Eastern balsam fir white birch bioclimatic region. The tested silvicultural practices were conservation (to allow the stand to attain an old-growth stage), partial cutting and clearcutting with protection of the regeneration and soils. The goal of this project was to compare the average quantity of C stored in each pool (living biomass, deadwood, litter, and soil organic matter in forest floor and mineral soil) in balsam fir forests under one of those strategies, and the allocation of C among pools compared to the ecosystem total C. The hypotheses were that under partial cutting, more C would be stored in soils and woody debris than under clearcutting, and that conservation of old-growth stands would permit to preserve more C than the management of fir stands. Data was collected in a network of plots with stands of different ages, to quantify the average C stocks associated with each strategy, by using a standardized sampling protocol. Our results confirmed the first hypothesis that stands under partial cutting store in average more C than those under clearcutting. Stumps and woody debris store more C under the partial cutting regime than under the clearcut regime. However, the silvicultural strategy does not seem to influence soil C stocks. Soil disturbance by forest operations is somewhat limited due to Quebec regulations that restrict the area occupied by skid trails to a maximum of 33% of cutting areas; this likely contributed to reduce potential differences between partial and clearcut harvests. For the second hypothesis, our results suggest that old growth stands store more C than stands under the clearcutting regime; however, stands under the partial cutting regime are somewhat similar to old growth stands in terms of C storage in woody debris and stumps. Finally, if Forêt Montmorency is to pursue objectives of C storage and wood production, partial cutting seems to be more advantageous than clearcutting. Conservation of old growth stands has been also just as advantageous in terms of C storage and contributes to the protection of biodiversity. This study contributes to the forest management knowledge of the C cycle.

Ce projet de doctorat concerne deux enjeux de biodiversité majeurs identifiés ces dernières années en forêt boréale : la raréfaction des vieilles forêts et la raréfaction du bois mort. Le maintien des vieilles forêts et des arbres morts est incompatible avec le système d'aménagement actuel, dominé par la pratique de la coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS). Le rajeunissement des forêts boréales selon une rotation des coupes de l'ordre de 80 à 100 ans empêche le vieillissement des forêts et des arbres qui les composent au-delà de la maturité. Cette normalisation de l'âge des forêts compte pour une grande part de la perte de biodiversité associée à l'exploitation des forêts. Plusieurs taxons spécialisés s'en retrouvent directement menacés. C'est le cas des lichens et bryophytes et plus particulièrement des espèces associées aux arbres morts, dites épixyliques. Ce projet vise à fournir les informations pertinentes à l'élaboration d'une stratégie d'aménagement qui intégrerait le maintien des vieilles forêts et de la biodiversité associée pour le domaine bioclimatique de la pessière noire à mousses. Dans un premier temps, les exigences d'habitat des épixyliques sont utilisées pour identifier les conditions écologiques critiques des vieilles forêts pour la biodiversité. L'étude de leur répartition dans un secteur dominé par les pessières noires, au nord du Lac-Saint-Jean, a permis d'identifier les types de pessières à plus haute valeur de conservation. Les vieilles pessières noires à sapins de structure bi-étagée et irrégulière s'avèrent être des refuges uniques pour les épixyliques. Ces deux types de pessières offrent des conditions d'habitats que l'on attribut généralement aux forêts anciennes : la présence d'arbres de différentes tailles, d'âges divers et se présentant sous une diversité d'états de vitalité et de décomposition. Cette comparaison des types de pessières noires a permis de distinguer les « vieilles » pessières des pessières « anciennes » sur la base de leur structure et de leur contribution différente à la biodiversité. L'ancienneté structurale des vieilles pessières noires à sapins a été validée à l'échelle régionale par l'analyse des données sur la stratification verticale de la végétation provenant des placettes de l'inventaire écologique du ministère. Leur répartition selon le contexte biophysique a également été analysée. La présence de vieilles pessières noires à sapins mise en relation avec des variables biophysiques du paysage régional montre l'influence du contexte topographique sur leur répartition. Les reliefs de collines et de hautes collines concentrent une plus grande proportion de ces forêts que les reliefs de plaines ou de coteaux. Ces informations permettent de guider l'implantation de stratégies sylvicoles adaptées aux vieilles forêts dans les zones qui en valent la peine, soit, en pessière noire à mousses, dans les zones plus propices au développement de pessières qui tiennent le rôle de forêts anciennes pour la biodiversité. Finalement, une stratégie de rétention variable adaptée aux forêts anciennes est proposée. Elle combine à la fois la rétention d'îlots de forêts anciennes intactes et la rétention de structures dispersées dans le parterre aménagé au pourtour des îlots. Les premiers agissent comme habitats sources de propagules, les seconds assurent la connectivité et le retour plus rapide des conditions d'ancienneté dans la forêt aménagée. / This project deals with two main issues at stake for biodiversity as identified these last years in boreal forest: the rarefaction of old forests and the rarefaction of dead trees. Maintaining old forests and dead wood is compromised in managed forests with the actual system dominated by the practice of clearcutting. Cutting cycle between 80 and 100 years do not allow forests and trees to get older than the age of maturity. This regularisation of forests age explain a large part of the lost of biodiversity in commercial forests. Many specialised taxa are directly threatened. This is the case for lichens and bryophytes, particularly species associated with dead trees (epixylics species). This project aims to provide practical information for working-out a management strategy that would include old forests and associated biodiversity and this, for the boreal black spruce domain. First of ail, habitat requirements of epixylics served at identifying critical ecological conditions of old forests for biodiversity. The study of their distribution in a sector dominated by black spruce forests, located North of Lac Saint-Jean, allowed the identification of black-spruce forests types with high conservation value. Black spruce-fir mixed forests types with two-story and irregular structures constitute unique refuges for these species because they provide ecological conditions that are generally credited to old-growth forest type: various size trees and different ages existing under various stages of vitality or decomposition. This comparison allowed the distinction between "old" and "old-growth" black-spruce types based on their different contribution to biodiversity. Old-growthness of black spruce-fir mixed forests have been validated at a regional scale by analysing vegetation vertical stratification data, taken from ecological inventory of the Ministry. Their distribution in regard of the biophysical context have also been analysed. The occurrence of these forests in relation with biophysical variables shows the influence of the topographic context on their distribution. Small and high hills districts concentrate a bigger proportion of old-growth forests than the plains or hillsides. This situation should drive the implementation of strategies suited to the old forest in zones witch are worth considering, i.e. zones more favourable for the development of old-growth forest types that have a higher conservation value. Finally, a variable retention strategy adapted to old-growth black spruce forests is proposed. It combines integral retention of small islands of old-growth forests and dispersal retention of critical structures in the managed space around these islands. First ones will act as propagules sources and the seconds will guarantee connectivity and the faster return of the old-growth conditions in the second-growth forests.