L'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) est l'espèce qui domine le paysage du domaine de la Pessière noire à mousses (PM). Bien que cette espèce soit adaptée au passage des perturbations naturelles, des accidents de régénération peuvent avoir lieu, créant des îlots forestiers de faible densité. L'ouverture des peuplements forme des pessières noires à lichens, ces dernières sont également appelées dénudés secs (DS) et constituent un état alternatif stable des PM. Actuellement, près de 7% de ce domaine écologique est formé par des DS. Ces milieux sont considérés comme étant fragiles et improductifs. Toutefois, la réponse des DS aux perturbations sylvicoles n'ayant pas encore été testée, la productivité et la capacité du support à court terme des DS demeurent méconnues. Dans la présente étude, l'objectif général est d'expérimenter les effets des perturbations sylvicoles sur la productivité des DS, afin d'en évaluer sa resilience écologique après perturbations sylvicoles. Les objectifs spécifiques sont de mesurer le recouvrement et la composition végétale du sous-bois, de déterminer la variation des matrices floristiques entre les DS et les PM avant-après perturbations et d'analyser la réponse physiologique de trois bioindicateurs, l'épinette noire (EPN) de <1 m, le kalmia à feuilles étroites (KAL) et le rhododendron du Labrador (RHO). Un dispositif expérimental factoriel en six blocs complets totalisant 36 ha a été mis en place à -220 km au nord du Lac Saint-Jean en 2005. Le suivi du recouvrement et de la biodiversité végétale ainsi que des mesures physiologiques de photosynthèse nette (Pn) et de statut nutritif foliaire des bioindicateurs, ont été effectués avant (2005) et après les perturbations (2006-2007) et ont permis de comparer les DS aux PM. Les travaux sylvicoles ont permis de créer trois niveaux de perturbations; coupe (S0), coupe et scarifiage (SI) et bande non-perturbée (NP). Également, cinq microsites de perturbation ont été suivis; bande non-perturbée (NP), intersentier (S0i) et sentier de débardage (S0s), intersillon (Sli) et sillon de scarifiage (Sis). Un inventaire exhaustif de la végétation a permis d'évaluer le recouvrement dans tous ces microsites. Les résultats montrent que la différence du recouvrement initial en EPN entre les DS et les PM ne se maintient pas après les perturbations, une baisse marquée du recouvrement étant observée dans les PM. De plus, la variation dans le temps des matrices floristiques montre une efficiente capacité de restructuration des DS. Dans le cas des KAL et des RHO, la différence initiale entre les peuplements n'était pas affectée par les perturbations. En termes de biodiversité, une similarité entre les peuplements est observée. Toutefois, les perturbations semblent améliorer l'équirépartition des espèces présentes dans les SOs et dans les Sis des PM, ces microsites étant hautement altérés par la machinerie. Également, l'abondance spécifique des espèces dans les PM a été fortement inhibée dans le niveau S0, notamment dans le microsite SOs, cette différence entre les peuplements est observée un an après les perturbations. Excepté pour les teneurs en N et en P des EPN, où des gains ont été notés après les travaux sylvicoles, les résultats physiologiques présentent peu de différences entre les peuplements étudiés et entre les périodes avant-après perturbations. Les taux de Pn sont davantage affectés dans les DS, les valeurs étant près ou inférieures à celles retrouvées dans les NP. Nos résultats suggèrent une stabilité et une capacité de support comparables entre les DS et les PM, ce qui laisse croire à une resilience élevée dans les DS et jette un nouveau regard sur la fragilité présumée dans ce type d'écosystème.

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Le domaine bioclimatique de la pessière noire à mousses du Québec est parsemé de milieux ouverts présentant un fort recouvrement au sol en lichens qui portent le nom de dénudés sec à cladonies (DSc). Ce type de milieu est souvent créé par des accidents de régénération survenus dans des peuplements d'épinette noire (Picea mariana Mill) ayant subi des perturbations successives au cours d'un intervalle de temps ne permettant pas la constitution d'une banque de graines viables en quantité suffisante pour régénérer les peuplements à leur densité initiale. La reconstitution de l'historique de certains de ces sites démontre qu'ils ont déjà supporté des peuplements plus denses et plus productifs, ce qui laisse supposer qu'un aménagement et des travaux sylvicoles appropriés pourraient conduire à une remise en production. La récolte, le scarifiage et le reboisement ont donc été appliqués sur 6 peuplements de ce type et six pessières à mousses (PM) fermées adjacente (témoin) afin de tester cette hypothèse. Les plants de reboisement (deux gabarits, IPL 67-50 et IPL 126-25) ont été mis en terre dans des sillons de scarifiage et dans des sentiers de débardage. Un an après la plantation, les plants des PM présentent une croissance plus élevée que ceux des DSc mais ne présentent aucune différence au niveau du contenu foliaire en nutriments et des échanges gazeux. Le scarifiage pour sa part a augmenté la survie, la hauteur et la biomasse totale des plants. Pour ce qui est des gabarits de plants, une différence dans l'indice d'élongation racinaire (REI) a conduit à des différences au niveau des statuts hydrique et nutritionnel favorisant les plants de plus petites dimensions. Les résultats à court terme (1 an) suggèrent que la remise en production des DSc est envisageable lorsqu'une préparation de terrain adéquate est appliquée. Certaines limitations à la croissance semblent toutefois affecter les plants des DSc durant la phase d'établissement, ce qui mériterait un approfondissement dans les travaux à venir.

L'étude démographique des semis de sapin baumier sous couvert forestier est importante afin de comprendre pleinement le modèle cyclique de régénération des sapinières boréales. L'objectif consiste à caractériser l'installation, la croissance et la survie à long terme des semis afin de mieux comprendre la stratégie d'établissement de la banque de semis. Pour ce faire. 4 sapinières ont été identifiées. Les sites établis depuis 1994 ont déjà contribué à d'importantes découvertes. Les résultats ont démontré que la majorité des semis sont temporaires. Les années semencières surviennent de manière aléatoire mais sont synchrones pour tous les sites. Ces semis subissent une très grande mortalité initiale au cours des trois premières années d'établissement. Toutefois, ils constituent la majeure partie de la banque de semis. Pour les semis représentés par le groupe des cohortes de 1994 qui était constitué de semis d'âges inconnus, la mortalité initiale s'était déjà produite. Contrairement à notre hypothèse de départ, la banque de semis persistante ne s'installe pas ponctuellement iors d'un seul événement, elle est formée graduellement au fil des bonnes années semencières. De plus, la hauteur et la croissance apicale du groupe de cohortes de 1994 sont constamment supérieures à celles des plus jeunes semis, indiquant un avantage en taille pour éventuellement former le futur peuplement à la suite d'une ouverture du couvert forestier. Il serait intéressant d'observer la démographie des semis suite à une ouverture du milieu, pour savoir quelle cohorte réagirait le plus rapidement et serait la plus avantagée pour former le futur peuplement.

Le pin rouge (Pinus resinosa Ait.) est une espèce de l'est de l'Amérique du Nord dépendante du feu. Selon îa littérature, le pin rouge a besoin de survivants pour se régénérer. Il est possible de retrouver ces survivants en comptant l'âge de tous les pins rouges d'une population, ceux-ci étant plus âgés que la date du feu. Cette recherche consiste, pour chacune des populations, à localiser les pins rouges ayant survécu à l'incendie (les semenciers survivants). Plus spécifiquement, il s'agit d'étudier la structure d'âge des pins rouges, d'inventorier la régénération et de cartographier les pins rouges afin d'analyser la distribution de îa régénération en lien avec les arbres semenciers. Sur le site du lac Wapizagonke, 19 survivants ont été identifiés. De ce nombre, seulement quatre (4) avaient la taille requise pour être classés comme semenciers. Au site du lac Alphonse et au site du lac Kénogami, aucun survivant n'a été retrouvé. Pour ce qui est du site de Grandes- Piles, on a retrouvé 31 pins rouges morts et 10 survivants. Les structures d'âge montrent que le pin rouge commence à s'instaîler dès l'année suivant le feu. Au site de Grandes-Piles, on a pu constater que les semis s'étaient tous établis au cours de l'année suivant le feu (résultat de l'échantillonnage réalisé trois ans après le feu). Pour les sites du lac Wapizagonke, du lac Alphonse et du lac Kénogami, les inventaires de régénération ont révélé une absence de semis de pin rouge en sous-étage de ces populations matures. La cartographie et la distribution des semis selon la distance du premier semencier au site du lac Wapizagonke ont indiqué que plusieurs semenciers semblent manquants. Au site de Grandes-Piles, la carte et le graphique montrent que les pins rouges morts ont pu contribuer à la régénération. Cette recherche ouvre donc la porte vers d'autres études sur cette espèce, afin de mieux connaître certains détails de son mécanisme de régénération, dont le rôle potentiel de semencier des pins rouges tués lors du passage du feu.

Le tremble (Populus tremuloides) est un élément dominant du paysage actuel du bassin de la rivière York, en Gaspésie. Cependant, des rapports d'explorateurs de la fin du XIXe siècle ne mentionnent pas sa présence dans leur description du paysage forestier de l'époque. À partir de l'hypothèse que l'espèce est plus présente dans le bassin de la rivière York depuis la colonisation européenne du territoire, des recherches ont été entreprises afin de documenter l'expansion postcoîoniale du tremble. Son comportement après diverses perturbations a été examiné de même que les facteurs qui permettent ou favorisent son expansion. Le sol de plusieurs tremblaies a été fouillé afin de retrouver des macrorestes qui permettraient de caractériser l'évolution du site en termes d'espèces arborescentes présentes. Une méthode originale pour distinguer les trembles installés par semis de ceux installés par drageons a été appliquée dans des jeunes tremblaies. De plus, le contexte historique de perturbations a été examiné. Il ressort des résultats que la majorité des tremblaies actuelles sont installées sur des sites jadis occupés par des conifères. Le tremble se développe par drageonnement après tout type de perturbation sur les sites où il est présent. De plus, il peut coloniser de nouveaux sites par graines lorsque le sol minéral est exposé. Le contexte régional de perturbations a changé de manière importante après la colonisation en raison de l'ajout de perturbations anthropiques récurrentes majeures. On ne retrouve pas d'indices nets de remplacement du tremble par d'autres espèces sur le territoire. Toutes les données convergent vers la démonstration que le tremble est une espèce dont la présence sur le territoire s'étend actuellement. L'applicabilité du concept de la succession végétale, au tremble, est réexaminée. Les résultats montrent que ses caractéristiques autécologiques en font une espèce capable de prendre de l'expansion après perturbations. De plus, en raison de la modification postcoloniale du contexte de perturbations qui lui est favorable, le statut du tremble semble davantage en être un d'espèce en expansion plutôt que d'espèce de transition.

Les opérations forestières modifient directement les écosystèmes terrestres et indirectement les écosystèmes aquatiques. Cependant, il y a peu d'information traitant des effets de l'exploitation forestière sur les écosystèmes lacustres et leurs populations piscicoles. Il est ainsi nécessaire de mieux documenter les impacts des coupes forestières afin d'améliorer la gestion de la matière ligneuse et, par le fait même, d'assurer la pérennité de la pêche sportive dans les zones d'exploitation forestière. Suite à une coupe forestière, on prévoit un changement dans le régime alimentaire des poissons en ce qui concerne la structure et la composition des communautés de proies zooplanctoniques et zoobenthiques. Le projet avait pour objectif de déterminer l'impact de la coupe forestière sur les communautés zooplanctoniques et zoobenthiques de même que sur la diète et la sélectivité alimentaire de l'omble de fontaine. La structure trophique des lacs à l'étude a également été étudiée à l'aide de l'analyse des isotopes stables du carbone et de l'azote. Le site d'étude se situait à l'est du lac Mistassini, à environ 200 km au nord du lac Saint-Jean, sur le territoire d'approvisionnement de Bowater Inc. L'approche expérimentale utilisée permettait de comparer trois lacs « traité » et trois lacs « contrôle », les coupes forestières ayant eu lieu l'année précédant l'échantillonnage. Tous les lacs ont été échantillonnés une fois durant l'été 2005. Les méthodes taxonomiques et isotopiques ont été utilisées afin de détecter, si tel est le cas, un impact des coupes. Pour la méthode taxonomique, du zooplancton pélagique et littoral, des organismes zoobenthiques et des poissons ont été échantillonnés. Aucune différence significative n'a été observée dans les communautés zooplanctoniques et zoobenthiques entre les lacs traités et contrôle. Cependant, une plus grande proportion d'organismes zooplanctoniques dans la diète de l'omble de fontaine et une plus grande sélectivité pour ceux-ci, particulièrement Chaoborus sp. et Leptodora kindtii, ont été observées dans les lacs traités. L'utilisation des isotopes stables a permis de déterminer l'impact des coupes forestières sur la position trophique des organismes étudiés (ô15N) et sur les sources de nourritures de l'omble de fontaine (513C). Ainsi, une diminution du ratio d'isotope stable de carbone a été observée dans la matière organique particulaire (MOP) des lacs traités suggérant une plus grande contribution du phytoplancton à la MOP. Une diminution du ratio d'isotope stable d'azote a également été notée dans les ombles de fontaine suggérant un niveau trophique inférieur associé à la coupe forestière.

Dans un contexte où l'aménagement forestier durable tend à s'inspirer de la nature, l'étude de la dynamique de vieux peuplements vierges fournit des informations précieuses que des plans d'expérience limités dans le temps ou réalisés dans un contexte artificiel ne peuvent fournir. Nous avons choisi d'étudier une cédrière issue de plus de 350 ans d'évolution sans perturbation anthropique afin d'observer la dynamique naturelle de la régénération du thuya tant sous la canopée que dans les trouées naturelles du peuplement. Par cette étude nous avons voulu : 1) déterminer les meilleures associations semis/substrats pour le thuya et le sapin sous la canopée d'une cédrière vierge sur site mésique ; 2) vérifier si les débris ligneux constituent des microsites permettant la survie des semis au-delà de 5 ans et, 3) identifier les mécanismes de régénération qui participent au maintien du thuya dans cette vieille cédrière. Quatre-vingt-seize quadrats de 1 m ont été délimités le long de transects parallèles établis de façon à couvrir la surface d'étude. Tous les semis de moins d'un mètre présents dans les quadrats ont été localisés en regard de la microtopographie et de la litière qui les supportaient. Les semis ont été récoltés en entier (tige et racines) et le substrat d'enracinement (débris ligneux, substrat organique indifférencié ou minéral) a été déterminé. La hauteur et l'âge ont été mesurés en laboratoire. Les résultats indiquent que les substrats de surface et les substrats d'enracinement ont un impact significatif sur la présence de semis (p<0.0001) et que ce sont les monticules faits de débris ligneux grossiers qui se sont avérés être les microsites les plus favorables aux semis de thuya et ce, malgré la présence de mousses ou de feuilles sur les troncs. Les résultats suggèrent qu'ils peuvent y survivre plus de 5 ans. Les semis de sapin qui ont présenté une association positive avec les monticules couverts de mousses se sont montrés beaucoup moins spécifiques que le thuya à un type particulier de substrat de surface ou d'enracinement. Dans les trouées, la haute régénération constituée d'un important nombre de tiges de thuya issues de reproduction végétative (marcottes, boutures de branches cassées enracinées) suggère que ce mécanisme de régénération participe au maintien de l'espèce sur le site et montre que la régénération de thuya a le potentiel de bien répondre à une ouverture du couvert.

Les densités de Pics à dos noir sont largement plus élevées dans les forêts de conifères brûlées qu'en forêts non brûlées. Selon des études récentes, l'espèce pourrait dépendre d'un apport régulier de brûlis récents (i.e. < 5-6 ans) dans le paysage pour maintenir ses populations à des niveaux viables. Pour atteindre ces brûlis, l'espèce effectue sans doute des déplacements importants. Les seules mentions de ce genre de mouvements proviennent de l'Observatoire d'oiseaux de Tadoussac (Québec) où l'on détecte annuellement d'importants déplacements automnaux de juvéniles mais peu de déplacements d'adultes. Ces observations suggèrent les hypothèses suivantes : 1) ce sont principalement les juvéniles qui coloniseront les brûlis récents; et 2) les déplacements des Pics à dos noir sont structurés selon l'âge des individus. Nous avons utilisé le deutérium contenu dans les plumes pour évaluer les distances parcourues annuellement (entre chaque période de mue). Le patron de mue particulier des pics, permet de déterminer l'âge et, selon cet âge, d'échantillonner des plumes d'âge différent sur le même individu. Nos résultats concordent avec la première hypothèse étant donné une différence dans la structure d'âge des pics entre les deux types d'habitats x2 = 9,43, df = 2, P = 0.0088, n = 186). Cependant, cette différence peut être principalement expliquée par un nombre élevé d'oiseaux de troisième année (TY) dans les brûlis. Ceci suggère qu'une part de la colonisation se déroule l'été même du feu par des individus dans leur deuxième année de vie (SY) et par la suite par des juvéniles nés l'année même du feu (automne et hiver). L'analyse d'isotopes stables d'hydrogène dans les plumes déjeunes encore au nid a révélé la présence d'un gradient latitudinal des isotopes de cet élément dans la région d'étude. Selon cette analyse, les SY (habitats confondus) semblent s'être déplacés au sud des lieux de naissance, pour atteindre les lieux de capture. Ce déplacement concorde avec les données provenant de l'Observatoire d'oiseaux de Tadoussac, qui suggèrent un déplacement automnal de la part de juvéniles de l'année vers le sud. En ce qui concerne les adultes, les TY et les 4Y ont mué au sud de leur aire de distribution au Québec selon les résultats d'analyse isotopique. Cependant, ces résultats impliqueraient un déplacement majeur vers le nord du Québec entre 2003 et 2004, vers les lieux de capture de 2004. Nous croyons qu'un autre phénomène appelé «refroidissement évaporatif» pourrait avoir lieu chez les individus plus âgés capables de voler et de s'alimenter par eux-mêmes. Une différence de métabolisme pourrait être la cause de ces différences de ratios isotopiques entre plumes d'un même individu ou entre groupes d'individus, rendant l'interprétation des signatures isotopiques plus difficile. Quoique peu de femelles de quatre ans (4Y) aient été capturées, nous croyons qu'elles ont tendance à poursuivre leurs déplacements, au-delà de la première année, contrairement aux mâles qui seraient davantage philopatriques à une région (les valeurs SD des plumes nous indiquent une latitude probable) ou un territoire acquis.

L'isocaryophyllène, un sesquiterpène d'origine végétale, s'est révélé toxique contre plusieurs lignées de cellules cancéreuses tout en étant significativement moins toxique envers les cellules saines. Cette molécule pourrait, par conséquent, être éventuellement intégrée à un traitement anticancéreux. Toutefois, son mécanisme d'action est inconnu. Le projet rapporté dans le présent mémoire a pour but de caractériser le mécanisme d'action de l'isocary ophyllène. Pour atteindre cet objectif, les effets de l'isocary ophyllène sur une lignée de cellules tumorigènes, les cellules L-929 (fibrosarcomes murins), ont été étudiés. L'administration d'isocaryophyllène à ces cellules s'est accompagnée d'une génération d'espèces oxygénées réactives (ROS). Une peroxydation des lipides membranaires et une perméabilisation de la membrane plasmique ont aussi été observées. La protection des membranes plasmiques avec un antioxydant liposoluble, l'a-tocophérol, a diminué la cytotoxicité de l'isocaryophyllène. À l'inverse, la protection avec un antioxydant hydrosoluble, le trolox, s'est révélé sans effet. Aucune implication du glutathion (GSH) et de la chaîne de transport des électrons n'a été observée dans le processus. Toutefois, certains indices permettraient d'envisager la possibilité que l'isocaryophyllène est oxydé par l'anion superoxyde pour former un époxyde. Cet époxyde pourrait avoir un rôle dans la toxicité de la molécule.