Thesis--University of Rochester. / Bibliography: p. [291]-330.

Depuis quelques années la sylviculture intensive prend une grande ampleur afin de rapprocher la source de fibres des usines, d'accroître la productivité des plantations, et de diminuer la pression de coupe sur les forêts naturelles. Toutefois un débat sur le type d'aménagement optimal des plantations oppose l'aménagement mono- et pluri-spécifique. Il est important de mieux comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes pour en effectuer une bonne gestion et d'optimiser les services écosystémiques que ces plantations fournissent. La décomposition des litières et le recyclage des nutriments sont des processus complexes essentiels au fonctionnement des écosystèmes. Ainsi mon projet de thèse visait à mieux comprendre l'influence de la mixité de deux essences forestières, à savoir l'épinette blanche et le peuplier hybride, en comparaison à des plantations pures sur le processus de décomposition des litières et le stockage de carbone. Les résultats de cette étude ne montrent pas d'amélioration du processus de décomposition avec le mélange du peuplier et de l'épinette ou de leurs litières. En revanche, le mélange de ces deux espèces en plantation tamponne les effets contrastés du peuplier et de l'épinette observés dans les plantations monospécifiques. De plus, le stockage de carbone et la productivité du peuplier sont améliorés dans les plantations mixtes par rapport aux plantations monospécifiques. Les herbacées semblent être bénéfiques pour la diversité d'organismes et favorisent la libération d'azote des litières d'arbres. Cet aspect pourrait contrebalancer l'effet négatif de la présence d'herbacées qui entrent en compétition avec les arbres pour les ressources. / The use of trees under intensive management is particularly important for rapid fibre production and for reduce cutting pressure on natural forests in boreal regions. However, a debate on the best type of plantation management opposes the mono-and pluri-specific management. Despite the possible antagonistic effects on productivity, it seems that mixed plantations would have benefits on soil properties, environmental stability, but also to maintain biodiversity and aesthetic value. It is important to better understand the functioning of these ecosystems to make good management in order to optimize ecosystem services of these plantations. Litter decomposition and nutrient cycling are essential process for the ecosystems functioning. My thesis project was to better understand the influence of the mixing of two tree species planted in comparison to monospecific plantations, namely white spruce and hybrid poplar, on the litter decomposition process and carbon storage. The results of this study showed no improvement in the decomposition process with the mixture of poplar and spruce in plantation or by their litters mixture. However, the mixture of the two species in plantation buffers the contrasting effects of poplar and spruce observed in monospecific plantations. In addition, carbon storage and productivity of poplars are improved in mixed plantations compared to monospecific plantations. Herbaceous litter appears to be beneficial for the abundance of organisms and promote the release of nitrogen from tree litter. This could offset the negative effect of the presence of grasses that compete with trees for resources.

Les surfaces gazonnées constituent des écosystèmes importants de notre environnement urbain, mais leur écologie a été très peu étudiée au Québec. Le type d’entretien des pelouses peut influencer grandement la stabilité du milieu en affectant les interactions entre les communautés d’arthropodes. Ce projet de doctorat visait d’abord à caractériser les communautés d’arthropodes, et plus particulièrement les collemboles et les carabes. Par la suite, l’effet de différents programmes phytosanitaires sur les arthropodes a été évalué. Sur une période de trois ans, les arthropodes de deux surfaces gazonnées, une pelouse nouvellement établie et une pelouse établie depuis une dizaine d’années ont été échantillonnés. Quatre types d’entretien de pelouse ont été testés soit : i-entretien sans contrôle des organismes nuisibles (témoin), ii-entretien avec pesticides de synthèse, iii-entretien avec l’approche de lutte intégrée et iv-entretien écologique. Dans un autre volet, le potentiel des graminées endophytiques pour lutter contre un insecte nuisible, la punaise velue, a été évalué. À partir d’expériences au champ, la survie de ces graminées et de leur endophyte aux hivers québécois a d’abord été déterminée. Par la suite, des expériences en serres ont permis de déterminer le potentiel de différentes combinaisons de ray-grass endophytiques et de pâturin du Kentucky sur la survie de la punaise velue. Les résultats ont révélé que la diversité des arthropodes en général, et celle des collemboles et des carabes en particulier, était similaire dans les deux types de pelouses malgré une composition végétale différente. Aucune différence entre les quatre types d’entretien de pelouse n’a été détectée à moyen terme concernant l’abondance des arthropodes. Cependant, à court terme, l’application d’insecticides (diazinon et carbaryl) a entraîné une réduction des populations de collemboles et de carabes. Le ray-grass vivace et la fétuque élevée ont la capacité de survivre aux hivers québécois. Toutefois, alors que l’endophyte Neotyphodium lolii vivant en association avec le ray-grass vivace est demeuré à un niveau stable suite à deux hivers, l’association N. coenophialum -fétuque élevée n’a pas persistée. Les expériences en serres ont révélé que le ray-grass vivace endophytique ‘SR 4220’ n’a pas d’effet négatif sur la punaise velue. / Turfgrass lawns are important ecosystems in urban areas, but the ecology of cool-season lawns has not been extensively studied in Quebec. Turfgrass management may influence ecosystem stability and arthropod communities. The first objective of this thesis was to characterize arthropod communities associated with turfgrass in Québec, and more specifically Collembola and ground beetle assemblages. Second, the effect of different turfgrass management practices on arthropods was evaluated. In a three-year field study, arthropods were sampled in two turfgrass lawns: a newly established lawn and a 10-year old lawn. Four turfgrass management were tested: i-management without pest control (control), ii-management with chemical pesticides, iii-integrated pest management, and iv-ecological management. Another aspect of this thesis was the evaluation of the potential of endophytic turfgrasses for the control of the hairy chinch bug, an important insect pest in Québec. Overwinter survival of endophytes and their host plants was first tested in two ecologically different areas under natural conditions. Furthermore, the influence of different combinations of endophytic perennial ryegrass and Kentucky bluegrass on hairy chinch bug survival and development was determined under greenhouse conditions. The study indicates that the diversity of arthropods in general, and of Collembola and ground beetle in particular was similar for both lawns even if plant composition differed. After three years, no difference between the four turfgrass management practices was detected. However, short term effects following insecticide (diazinon and carbaryl) applications appeared for Collembola and ground beetles communities. Perennial ryegrass and tall fescue have the capacity to overwinter under Québec winter conditions. The endophyte Neotyphodium coenophialum found in tall fescue didn’t persist over time while the association N. lolii–perennial ryegrass remained stable after two winters. Greenhouse experiments revealed that endophytic perennial ryegrass ‘SR 4220’ did not negatively affect hairy chinch bug survival and development.