Le gauchissement de la tige est un défaut de croissance des semis d'épinette noire produits en récipients. Il se caractérise par la verse du semis lorsque ceux-ci atteignent 70 à 80 mm de hauteur. Les plants se redressent le plus souvent mais plusieurs d'entre eux sont jugés impropres au reboisement. La réduction de la croissance en hauteur et l'accélération de la croissance secondaire de la tige pourraient réduire la proportion de plants affectés. L'éthylène est reconnu pour stimuler la croissance radiale et inhiber la croissance en hauteur chez les plantes ligneuses. Une solution d'éthéphon de 0, 100, 500 et 1000 ppm a été appliquée par vaporisation foliaire sur des semis âgés de 8, 10 et 12 semaines à raison de deux applications par semaine pendant deux semaines. Le taux de gauchissement a diminué chez les semis traités à la huitième semaine tandis qu'il augmentait pour ceux traités à la dixième et douzième semaine. Les semis traités présentaient moins de défauts à la fin de la période de croissance en hauteur que les semis témoins. Les traitements à l'éthéphon ont inhibé la croissance en hauteur (H) mais n'ont pas stimulé la croissance en diamètre (D), d'où une diminution du rapport H/D. La biomasse aérienne fut réduite significativement tandis que la biomasse racinaire ne fut affectée que pour les plants traités à la huitième semaine. La diminution de l'allongement de la tige en début de la période de croissance exponentielle est donc un moyen efficace de réduire l'impact du gauchissement sauf que la biomasse en est diminuée d'autant. Les traitements à l'éthéphon montrent que ce régulateur de croissance est impliqué dans le redressement géotropique de la tige. L'éthylène dégagé par l'éthéphon aurait perturbé le redressement géotropique immédiat de l'apex de la tige mais il aiderait au redressement plus lent résultant de la formation de bois de compression. Les effets d'un déficit en oxygène au niveau des racines sur le métabolisme de l'éthylène ont été étudiés dans une deuxième expérience. Un sol à trop forte teneur en eau entraîne à une mauvaise aération des racines et des changements physiologiques dont la régulation est assurée, en théorie, par l'éthylène. L'impact d'un tel déficit en 02 au niveau racinaire a été étudié chez des semis de 11 semaines d'épinette noire {Picea mariana (Mill.) B.S.P.) et de pin gris (Pinus banksiana Lamb.) cultivés dans quatre bassins contenant une solution nutritive à différentes concentrations en O2 dissous. Celles-ci variaient de 2 ppm pour les in conditions les plus anaérobiques à environ 8 ppm pour les conditions les plus aérobiques. Les dommages causés par les conditions anaérobiques furent beaucoup plus importants chez le pin gris que chez l'épinette noire. Dans les deux cas, les croissances en hauteur et en diamètre de la tige, ainsi que les croissances en biomasse des parties racinaires et aériennes furent réduites fortement par les traitements à 5 et à 2 ppm d'O2- Un gonflement de l'hypocotyle juste au-dessus du niveau d'inondation, de même que l'apparition de lenticelles hypertrophiées et d'aérenchymes dans les racines et l'hypocotyle caractérisaient les semis placés en conditions plus anaérobiques. Celles-ci ont stimulé la production de l'acide 1- aminocyclopropane-1-carboxylique (ACC) dans les racines, mais pas la production d'éthylène dans les tiges. La forme conjuguée de l'ACC, le malonyl-ACC, était présente en forte concentration dans les racines, indiquant ainsi que la malonysation joue un rôle important dans la régulation de la biosynthèse de l'éthylène. Si l'anaérobie a inhibé fortement la croissance de la tige et des racines, ce stress n'a pas influencé le taux de gauchissement de la tige de l'épinette noire. Ainsi, l'éthylène ne serait pas en cause dans le gauchissement, du moins dans des conditions de stress situées au niveau des racines. Sous ces conditions, en effet, l'ACC n'est pas transloqué dans la tige. De plus, la formation de tissus lacuneux qui pourrait venir diminuer la capacité de charge de la tige ne se fait qu'au niveau de l'hypocotyle.

La compilation et l'analyse de données de neuf places-échantillons permanentes établies avant la coupe totale par la compagnie Abitibi-Price limitée, a permis de retracer la dynamique après coupe de certaines pessières et sapinières. Les coupes ont été effectuées entre 1942 et 1951 et les places-échantillons ont été suivies jusqu'en 1989, moment où a été effectué un nouvel inventaire comportant une récolte de section de tiges. Ont été étudiés plus particulièrement, grâce à un suivi d'une quarantaine d'années sur les mêmes sites, deux sapinières dont les sapins baumiers (Abies balsamea (L.) Mill.) occupent plus de 80% et pour deux autres, moins de 76% de la surface terrière totale du peuplement, ainsi que trois pessières dont les épinettes noires occupent (Picea mariana (Mill.) BSP.) plus de 87% et pour deux autres, moins de 70% de la surface terrière totale du peuplement. Les structures d'âges et les indices de croissance notés lors de l'analyse des tiges, montrent que la régénération après coupe des épinettes noires, des épinettes blanches (Picea glauca (Moench) Voss.), des sapins baumiers et des mélèzes laricins (Larix laricina (Du Roi) Koch.) est principalement assurée par des individus préétablis. Quant à la régénération du bouleau à papier (Betula papyrifera Marsh.), elle est assurée par des individus installés près du moment de la coupe. Ceux-ci, bien que pouvant être très nombreux au sein de la régénération, ont subit dans les conditions étudiées, une mortalité importante et affichent un retard sur les autres essences, notamment le sapin baumier, dans son implantation dans le peuplement de retour. Les épinettes noires se régénèrent principalement par marcottage; les marcottes s'installant progressivement à mesure que le peuplement vieillit. Les semis de sapin baumier sont présents en grande quantité tout au long du développement du peuplement. Ils constituent une banque de régénération importante qui est proportionnelle au nombre de tiges marchandes de sapin présentes dans le peuplement. Cependant, cette continuelle et abondante régénération de sapin baumier subit une importante mortalité. Les semis de sapin baumier profitent des ouvertures du couvert provoquées par des perturbations telles les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana Clem.) et la coupe pour se développer et devenir des arbres. Cependant, ces mêmes épidémies freinent l'abondance du sapin baumier en provoquant la mort de beaucoup de gaules et d'arbres marchands. Ainsi, malgré la présence continuelle d'une forte régénération en sapin baumier, celui-ci n'a pas envahi les pessières initiales, bien qu'il est augmenté sa proportion dans les deux pessières ayant initialement moins de 70% de leur surface terrière totale occupée par l'épinette noire. Les deux sapinières ayant initialement moins de 76% de leur surface terrière totale occupée par le sapin baumier ont perdu, après les quarante ans étudiés, leur statut de sapinière au profit de celui de pessière. Les trois pessières, ayant initialement plus de 87% de leur surface terrière totale occupée par l'épinette noire, affichent un retour semblable au type de peuplement initial. Il en va de même pour une des sapinières ayant initialement plus de 80% de sa surface terrière totale occupée par le sapin baumier. L'autre sapinière a vue le bouleau à papier prendre une place importante dans le peuplement de retour.

Aujourd'hui, les chercheurs reconnaissent que les perturbations, comme les feux de forêt, font partie intégrante du fonctionnement des écosystèmes forestiers boréaux. Certaines espèces de conifères apparaissent bien adaptées à se régénérer après une telle perturbation, alors que d'autres ne montrent pas cette adaptation. L'objectif de cette étude est de vérifier si les graines de conifères bien adaptés au feu résistent plus facilement à des hautes températures que les graines de conifères non adaptés. Des lots de graines de chacune des espèces suivantes, Picea glauca, P. mariana, Pinus banksiana, P. strobus, Abies balsamea et Thuya occidentalism ont été soumis à différentes températures variant de 50°C à 150°C, pendant une heure. Par la suite, le taux de germination des graines a été évalué, ainsi que la viabilité des graines non-germées. Une évaluation qualitative de la croissance de semis provenant de graines chauffées a également été effectuée afin de déterminer si les hautes températures ont un effet sur la croissance ultérieure des semis. Les résultats obtenus montrent une grande résistance à la chaleur des graines de conifères. Après un simple chauffage, l'épinette noire, le pin gris et le thuya occidental ont des graines qui survivent à une heure d'exposition à 120°C, l'épinette blanche à 110°C, le pin blanc à 100°C et le sapin baumier à 90°C. Cependant, on ne peut former deux groupes distincts, l'un regroupant les espèces adaptées et résistant bien, l'autre regroupant celles non adaptées et résistant moins. L'adaptation de certains conifères au feu ne se situerait donc pas au niveau des graines, mais plutôt à un autre niveau, probablement à celui des cônes. On voit aussi que le sapin baumier se démarque, en présentant une résistance inversée par rapport à celle des autres conifères. Enfin, l'évaluation de la croissance des semis montre que les semis ne semblent pas affectés par le stress de chaleur subi préalablement par la graine.

Afin de comparer la croissance de marcottes adultes d'épinette noire après coupe à celle d'épinettes noires d'origine sexuée d'âge comparable, des courbes de croissance en diamètre, en hauteur et en volume total ont été réalisées grâce à l'analyse de tige de 112 individus récoltés dans la Réserve faunique des Laurentides. La moitié des épinettes noires provenait de coupes réalisées entre 1890 et 1930, et l'autre, de feux de forêt datant de la même période. L'analyse de tige a aussi permis d'évaluer l'activité cambiale, estimée à l'aide de l'accroissement spécifique en volume (ASV), qui correspond au taux annuel de croissance en volume divisé par la surface du cambium. Il appert que la hauteur, le diamètre à hauteur de poitrine (DHP) et le volume atteints 60 ans après coupe sont mieux corrélés à la hauteur de la régénération préétablie au moment de la coupe qu'à la durée de la période de suppression. Les accroissements annuels moyens (AAM) en hauteur et en DHP sont proportionnels à la hauteur initiale lorsque celle-ci est inférieure à deux mètres. Dépassé ce point, l'AAM en hauteur et en DHP décroissent en fonction de la hauteur initiale. Ces relations comportent toutefois une importante variance, si bien que sur plus des deux tiers de la période de temps considérée, les taux de croissance annuelle courants en hauteur et en diamètre ne diffèrent pas significativement entre les petites (Ho <1 m), les moyennes (1 m <Ho <2 m) et les grandes marcottes (Ho > 2 m). Conséquemment, la supériorité des marcottes de grande taille provient principalement de l'avance dont elles bénéficient dès le moment de la coupe. Le taux de croissance en volume total est corrélé positivement à la taille initiale jusqu'à environ 60 ans après la coupe. Cependant, aucune relation significative n'a pu être identifiée entre la taille initiale des marcottes et leur accroissement spécifique en volume (ASV) après la coupe. En conséquence, les différences d'accroissement en volume entre les petites, moyennes et grandes marcottes sont dues à des différences de surface cambiale. Les épinettes noires d'origine sexuée présentent en moyenne des ASV ainsi que des taux de croissance en hauteur et en diamètre significativement supérieurs à ceux des épinettes de seconde venue jusqu'à la soixantième année après l'origine du peuplement, après quoi les différences observées ne sont plus significatives. Les individus d'origine sexuée rattrapent ainsi l'avance des épinettes de seconde venue, si bien que quarante années après l'origine du peuplement, les épinettes noires d'origine de graine ont un DHP, une hauteur et un volume comparables aux marcottes ayant entre 1 et 2 m au moment de la coupe. Ni la classe de drainage, ni le degré de compétition (évalué par la densité ponctuelle) n'ont montré d'effet significatif sur la croissance en hauteur, en diamètre ou en volume. D'autre part, les épinettes noires étudiées présentaient des réductions de croissance en hauteur et en diamètre associées à la dernière épidémie de Tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana Clem.) dans la Réserve faunique des Laurentides. À la lumière de ces résultats, on peut déduire que la performance des peuplements de seconde venue comparée à celle des peuplements naturels issus de graines après feu dépendra d'abord de la densité de la régénération préétablie et de la répartition des tiges parmi les différentes classes de hauteur.

Les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette jouent un rôle important dans la dynamique de la forêt boréale nord-américaine et peuvent avoir des répercussions importantes sur la production forestière. L'histoire récente des épidémies de la tordeuse est relativement bien connue grâce à la contribution de la dendroécologie qui a permis de retracer près de 400 ans d'histoire. Afin de retourner plus loin dans le passé et d'obtenir une perspective plurimillénaire sur les fluctuations des niveaux de population de la tordeuse, des analyses macrofossiles ont été réalisées sur des sections de quatre petites tourbières situées au Saguenay. Elles étaient entourées de pessières et de sapinières touchées par les épidémies récentes de cet insecte et avaient un fort potentiel d'accumulation et de conservation de la pluie macrofossile associée aux épidémies, soit les crottins et les capsules céphaliques de l'insecte. Dans un premier temps, l'histoire épidémique reconstituée à partir des crottins observés dans deux sections de tourbe et dans une section d'humus provenant d'un site, localisé dans les monts Valin a été comparée à des dendroehronologies régionales publiées par Biais (1965), Morin (1994, 1998) et Krause (1997). Cette comparaison a permis de confirmer le potentiel de cet indicateur pour la reconstitution de l'histoire des épidémies. Il a ainsi été possible de détecter dans les sections de tourbe et d'humus les épidémies bien documentées survenues au cours des années 1950 et 1970. Quant aux épidémies survenues à la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, certaines différences ont été notées entre les reconstructions paléoécologiques et dendrochronologiques. Au total, pour les 200 dernières années, cinq épidémies ont pu être retracées à l'aide de l'analyse macrofossile comparativement à trois à l'aide de l'étude des cernes de croissance. L'analyse macrofossile a permis de reconstituer un plus grand nombre d'épidémies et de palier à certaines des limites temporelles de la dendrochronologie. Lors du deuxième volet de la thèse, il a été possible de reconstituer 8 200 ans d'histoire épidémique en effectuant une analyse macrofossile à haute résolution d'une section de la tourbière du lac des Ilets. D'importantes variations dans l'abondance des crottins de la tordeuse ont été observées et deux périodes d'activité plus importante ont pu être identifiées, soit entre 6815 et 6480 cal. BP et lors du 20e siècle. Cette perspective temporelle plurimillénaire suggère que les périodes d'activité épidémique importante furent des phénomènes rares au cours de l'Holocène. Le troisième volet de la thèse visait à caractériser les variations des niveaux de populations de la tordeuse en comparant l'histoire épidémique des quatre tourbières à l'étude. Il a ainsi été possible de détecter pour la première fois des niveaux élevés de population de tordeuse pouvant être associés à des épisodes épidémiques, entre 8200 et 7700, vers 7310, entre 6700 et 6300, et approximativement vers 5800, 4800, 1900, 1600, 1500 et 1000 cal. BP. La plupart de ces épisodes n'ont été observés que dans un seul des quatre sites à l'étude, alors que les trois épidémies survenues lors du 20e siècle ont été détectées dans tous les sites. Cela suggère que les épidémies récentes étaient plus étendues et plus synchronisées que celles survenues au cours de la majeure partie de l'Holocène. Trois indicateurs macrofossiles ont été utilisés lors de cette thèse pour détecter les épidémies de la tordeuse, soit les crottins et les capsules céphaliques de l'insecte, de même que les sections transversales de Lophoremium picea, un champignon s'attaquant aux feuilles d'épinette et de sapin sénescents. Des trois indicateurs, les crottins de la tordeuse étaient les plus abondants et les plus fréquemment observés lors des 8 200 ans d'histoire reconstituée.

Un des enjeux importants pour la conservation de la biodiversité dans l'environnement forestier est la raréfaction de l'épinette noire et l'ensapinage des anciennes pessières noires suite à une coupe de régénération (Grondin et Cimon 2003). Nous avons voulu vérifier le phénomène d'envahissement par le sapin baumier (ensapinage) dans le secteur de la Gaspésie où les pessières noires sont concentrées, soit au centre-est de la région, plus particulièrement sur les bassins supérieurs des rivières York, Saint- Jean, Dartmouth et Madeleine. Ce document fait donc état de la forêt résineuse présente sur ce territoire antérieurement à la coupe, de l'ensapinage qu'y subissent les pessières ainsi que de l'utilisation de Péclaircie précommerciale comme moyen de contrôler ce phénomène, d'une part en augmentant la proportion d'épinette noire par rapport au sapin baumier et d'autre part en diminuant la compétition exercée par ce dernier sur les épinettes éclaircies. Plus de 63 parcelles de 1/100 d'hectare ont été implantées sur cinq sites coupés il y a dix à quinze ans et ayant contenu d'anciennes pessières noires. Les résultats montrent que, sur l'ensemble des parcelles, la proportion des tiges d'épinette noire a évolué de la façon suivante : - Avant la coupe de régénération, l'épinette noire représentait plus de 64 % du nombre de tiges totales dans les peuplements analysés; - Avant l'éclaircie précommerciale, elle ne représentait plus que 28 % de l'ensemble des tiges; - La priorité accordée à l'épinette lors de ce traitement a permis de faire augmenter le pourcentage des tiges d'épinette noire à 43 %. L'ensapinage est donc bien présent dans ces peuplements et l'éclaircie précommerciale a permis d'augmenter de façon souvent importante la proportion en tiges d'épinette noire. Cette étude a également fait ressortir une problématique particulière en ce qui concerne les espèces compagnes, qui disparaissent presque complètement après l'éclaircie. De plus, l'étude n'a pas démontré de différence notable entre les équipes de travailleurs en ce qui concerne la variation en épinette noire avant et après traitement. Par la suite, 119 parcelles de quatre mètres carrés ont été implantées sur trois sites éclaircis depuis 3 ou 4 ans pour comparer la croissance des épinettes dégagées et des sapins et analyser la compétition exercée par le sapin sur les épinettes noires éclaircies. Si les résultats montrent une réaction positive à l'éclaircie de l'épinette noire au niveau de la croissance en diamètre et en hauteur, les analyses suggèrent que les épinettes dégagées ne subissent pas de compétition quatre ans après l'éclaircie. Les résultats indiquent également que la croissance en hauteur des épinettes noires est égale ou supérieure aux sapins baumiers de même grandeur et que les gaules plus petites ne semblent pas exercer de compétition sur les tiges éclaircies.

La coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM) est un traitement sylvicole qui vise la récole de 70 à 90 % du volume marchand d'un peuplement et au cours de laquelle la régénération, les gaules ainsi que les petites tiges marchandes de 10 à 14 cm de diamètre sont soigneusement protégées. L'ouverture du milieu résultant d'un type de coupe partielle comme la CPPTM offre aux arbres résiduels de nouvelles conditions (plus de lumière, d'eau et d'éléments nutritifs disponibles), ce qui résulte en un gain de croissance au niveau de la tige. Par contre, cette augmentation de croissance peut entraîner une diminution de la qualité du bois, notamment en ce qui concerne les propriétés mécaniques et la densité du bois. L'objectif du projet est d'évaluer l'effet de la CPPTM sur la croissance et sur certaines caractéristiques déterminant la qualité du bois chez le sapin baumier et l'épinette noire en forêt boréale. Pour ce faire, la croissance en diamètre et en volume de tiges dominantes et codominantes a été évaluée, de même que la croissance radiale et en longueur des branches. Les propriétés mécaniques (module d'élasticité, module de rupture), le pourcentage de bois final, la masse volumique et le diamètre des branches dans les verticilles ont aussi été évalués. Les tiges résiduelles ont réagi positivement à la CPPTM dans une forte proportion. Un délai de quatre ans pour l'épinette noire et de deux ans pour le sapin baumier a toutefois été nécessaire avant d'observer un effet positif significatif sur la croissance en volume de la tige. Une réponse semblable a été observée au niveau des branches, alors que les branches de la partie inférieure de la cime vivante ont présenté une augmentation de la croissance radiale et en longueur après un délai de deux à cinq ans. Quant à la qualité du bois produit après la CPPTM, aucun changement significatif par rapport aux arbres témoins n'a été observé pour le pourcentage de bois final, les propriétés mécaniques, le diamètre des plus grosses branches et la masse volumique. Les résultats suggèrent que la coupe avec protection des petites tiges marchandes peut améliorer la production en diamètre et en volume des tiges résiduelles sans trop affecter certains paramètres de qualité du bois.

Le domaine de la pessière à mousses du Québec présente à certains endroits, des îlots de forêts clairsemés où la densité arborescente est inférieure à 40 %. Ces milieux sont appelés dénudés secs (DS), ils sont fréquemment recouverts de lichens accompagnés d'éricacées et ils représentent 7 % du domaine bioclimatique de la pessière à mousses sous la limite nordique des forêts attribuables. Les dénudés secs sont la conséquence d'accidents de régénération et se créent naturellement à la suite de perturbations naturelles successives. Jusqu'à présent, aucun mécanisme naturel de retour à un peuplement dense ne fut observé. Par contre, plusieurs études ont démontré que le boisement des DS par la régénération naturelle, soit par les semis naturels issus de graines et par la régénération pré-établie, suite à des traitements sylvicoles, était possible, du moins à court terme. L'objectif principal du projet était donc de déterminer l'impact des approches sylvicoles sur la régénération naturelle d'épinette noire des DS afin d'évaluer leur contribution dans les efforts de boisement des DS. Deux dispositifs distincts ont donc été mis en place. Un dispositif en sept blocs aléatoires complets fut installé en 1999-2001, comprenant deux types de peuplements (dénudés secs (DS) et pessières noires à mousses (PM)) ayant subi des traitements sylvicoles (PM coupées et scarifiées et DS scarifiés). Un autre dispositif en cinq blocs aléatoires complets fut installé en 2005, comprenant également deux types de peuplements (DS et PM) ayant subi des traitements sylvicoles (coupé sans scarifiage, coupé avec scarifiage et le scarifiage seul pour les DS seulement). Ces dispositifs visaient à comparer la croissance et le rendement de la régénération naturelle des deux types de peuplements et des différents degrés d'intensité des perturbations en termes de hauteur, de diamètre, d'âge et de biomasse. L'étude a démontré la nécessité du scarifiage afin d'assurer l'installation de semis naturels. Bien que les résultats aient démontré que les semis naturels des DS accusaient un retard de croissance, ils ont également démontré qu'une perturbation plus agressive améliorait cette croissance. Malgré tout, le nombre plus élevé de semis dans les DS a compensé pour leur croissance moindre. Les résultats n'ont pas démontré d'impacts positifs des traitements sylvicoles sur la régénération pré-établie, tant dans les DS que dans les PM. L'étude a permis de démontrer qu'il était possible d'envisager la contribution de la régénération naturelle (soit les semis naturels et la régénération préétablie) dans les efforts de boisement des dénudés secs.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2006. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 mars 2007). Thèse présentée en cotutelle: Département d'opérations et système de la décision, Faculté des sciences de l'administration, Université Laval, Québec et École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne, Saint-Étienne, France. Bibliogr.

Thèse (M.A.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 111-117. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.