Par définition, la phénologie végétale est l'étude de l'apparition d'événements annuels, cycliques et périodiques dans la croissance déterminée par les variations saisonnières du climat (exemple: débourrement des bourgeons, fructification, etc.). La phénologie constitue par le fait même un outil important dans l'étude des changements climatiques. Mieux comprendre comment la température de l'air influence directement le développement de l'arbre au jour le jour et durant une saison de croissance peut nous aider à anticiper les impacts des changements climatiques. Cette étude tente d'approfondir les connaissances actuelles restreintes sur la relation entre la température de l'air et la phénologie de l'épinette noire. L'objectif principal de la recherche est d'obtenir un patron de la phénologie de croissance intra-annuelle en relation avec les températures de l'air. Cette recherche se déroule près de la localité de Radisson dans la municipalité de la Baie James (53° 42' 24"N, 77° 45' 03" W). Ce site a été choisi en raison de la présence d'un dispositif expérimental qui offre la possibilité d'isoler les différents facteurs qui influencent la croissance de l'épinette noire (Picea mariana Mill. BSP). Il s'agit d'un site du réseau Sila (climat en inuktitut) installé par le Centre d'études nordiques (Université Laval, UQAR et INRS). Le réseau Sila est un réseau de télémétrie environnemental qui a été construit pour alimenter des recherches en données sur l'environnement. Il comprend 75 stations automatisées réparties sur 4500 km de latitude entre la vallée du St-Laurent près de Québec jusqu'à l'île Ward Hunt à l'extrémité septentrionale du Canada. Le site SILA de Radisson comprend quatre stations voisines; trois stations sont situées en tourbière et présentent des températures plus froides que la quatrième qui est en milieu sec de type pessière à lichen (différence de 1 à 2 C°). La croissance de l'épinette noire sera étudiée en deux volets: • La croissance primaire soit le débourrement des bourgeons et l'élongation des tiges; La croissance secondaire soit la croissance radiale. Chaque étape de la phénologie est d'abord étudiée séparément puis mise en relation entre elles. Par la suite, la phénologie sera comparée entre les sites Sila. Les résultats montrent que la phénologie est reliée à la température de l'air. Les températures plus chaudes du site 4 par rapport aux autres sites ont entraîné un débourrement précoce, une élongation plus grande et une croissance radiale plus forte et plus longue. Pour tous les sites, lors de journées pluvieuses la croissance radiale est favorisée et la croissance des branches est ralentie. Le contraire s'applique lors de journées chaudes et ensoleillées. Pour l'élongation des tiges, le taux de croissance des arbres entre les sites ne présente pas de différence significative. Cependant, la température à laquelle le taux de croissance maximum est atteint est plus élevée sur le site 4 que sur les autres sites. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Croissance intra annuelle, Débourrement, Croissance radiale, Températures journalières, Changements climatiques.

Dans les milieux riches de la sapinière à bouleau jaune, les dernières décennies d'exploitation forestière ont créé une mosaïque forestière comprenant une forte proportion de jeunes forêts en régénération naturelle. Ces forêts sont caractérisées par une densité élevée de gaules et d'arbustes. Cependant, dû à un manque de connaissance des interactions entre ces espèces, les prédictions de rendement et de composition de ces forêts à partir d'inventaires effectués en bas âge sont souvent imprécises ou incorrectes. Afin de pallier à ces difficultés et de mieux comprendre les principaux facteurs influençant la croissance des gaules dans ces milieux, nous avons cartographié 25 jeunes peuplements forestiers en régénération naturelle après coupe dans la région du Haut St-Maurice. Nous y avons récolté des échantillons de sol afin de déterminer les conditions édaphiques et mesuré la croissance radiale d'individus des quatre espèces les plus abondantes soit; le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides), le cerisier de Pennsylvanie (Prunus pensylvanica), le bouleau blanc (Betula papyrifera) et le sapin baumier (Abies balsamea). Nous avons comparé la capacité de modèles de compétition à prédire la croissance des gaules. Ces modèles mesuraient la compétition directement à partir du voisinage de l'arbre (NCI, de l'anglais « Neighbourhood Competition Index ») ou à partir de mesures faites à l'échelle du peuplement, et permettaient ou non à chaque espèce voisine de varier dans son effet compétitif. Les modèles incluaient également l'effet du site et de la taille des gaules. Nos résultats montrent que le meilleur modèle pour chacune des espèces étudiées (basé sur la théorie de l'information) est celui accordant un effet compétitif différent à chacune des espèces voisines. En général, les voisins de la même espèce sont les compétiteurs les plus forts. Contrairement à ce qui est généralement admis dans les critères de compétition utilisés présentement au Québec et ailleurs au Canada (Indices « libre de croître »), les peupliers semblent être de faibles compétiteurs comparés aux conifères. Les indices de compétition spatialement explicites (basés sur le voisinage) sont plus efficaces que ceux basés sur le peuplement, mais le gain en précision est faible. Ceci est probablement dû à la forte densité des peuplements échantillonnés (21 000 individus/hectares en moyenne). L'effet des voisins ne variait pas en fonction de leur orientation relative au nord. Également, la taille de la zone d'influence, la distance maximale à laquelle les voisins influence la croissance, variait en fonction de l'espèce étudiée et semblait diminuer avec l'augmentation de la tolérance à l'ombre. Le fait d'ajouter l'effet de l'environnement produit de meilleurs modèles mais l'effet est faible, probablement parce que seuls des sites riches ont été échantillonnés. À la lumière de cette étude, il appert que les indices « libre de croître » actuels nécessitent d'être révisés. Également, dans une perspective d'aménagement à grande échelle, la complexité et le coût supérieur des indices de compétition basé sur le voisinage comparé à ceux basés sur le peuplement ne semble pas justifiable dans les jeunes peuplements. En effet, dans cette optique les ressources seraient mieux affectées à la couverture de plus de types forestiers et à la modélisation de la croissance de plus d'espèces. Cependant, l'avantage des modèles spatialement explicites réside dans leur capacité à représenter localement les conditions de croissance des gaules. Cette plus grande précision permet de simuler des peuplements aux structures complexes tels ceux créés par des coupes partielles mises de l'avant dans la tendance actuelle vers l'aménagement écosystémique. Afin d'y parvenir, les recherches futures devraient viser à déterminer l'effet de l'exclusion compétitive et de la mortalité différentielle entre les espèces et à simuler la croissance des arbres matures. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Forêt boréale mixte, Compétition, Modèle de voisinage, Effet de la taille sur la croissance, Indice de compétition.

La sauvagine boréale québécoise est souvent considérée comme peu affectée par les perturbations anthropiques sur ses aires de nidification, en raison de sa situation éloignée des centres urbains. En examinant les relations entre la forêt boréale et les espèces de sauvagine qui y nichent, ce projet de recherche visait principalement à tester cette affirmation et à déterminer le rôle des divers facteurs d'altération dans la sélection d' habitat par les huit espèces de sauvagine les plus abondantes dans l'aire d'étude. L'objectif secondaire était de dresser un portrait quantitatif des perturbations anthropiques sur le territoire de la forêt boréale québécoise. Les données de sauvagine utilisées pour l'étude provenaient de l'inventaire héliporté du Plan conjoint sur le Canard noir et du Service canadien de la faune. Les analyses ont porté sur les abondances de couples nicheurs pour 15 années d'inventaire (entre 1990 et 2005), échantillonnées dans 71 quadrats de 25 km2 chacun, répartis systématiquement sur plus de 272 000 km2 de forêt boréale québécoise. À l'aide de modèles mixtes linéaires, ces abondances ont été mises en relation avec sept variables d'altération d'habitat et d'interaction biotique, à l'échelle des quadrats d'inventaire. Selon les cartes d'abondance des altérations, les activités humaines sont généralement présentes à large échelle sur le territoire d'étude. Après avoir contrôlé les effets de l'année d'inventaire et de l'habitat naturel disponible, les modèles démontrent que les couples nicheurs de trois espèces utilisent davantage les étangs créés par le castor comme habitat de nidification, soit le Canard noir (Anas rubripes), le Fuligule à collier (Aythya collaris) et le Garrot à oeil d'or (Bucephala dangula). À l'échelle de l'aire d'étude, ces travaux sont les premiers à identifier l'impact significativement positif des étangs de castor sur l'abondance de couples nicheurs. Les résultats indiquent également que les couples nicheurs de Garrot à oeil d'or et de Bernache du Canada (Branla canadensis) sont moins abondants dans les quadrats où la présence humaine est importante. Dans les mêmes conditions, les couples sont toutefois plus abondants pour deux autres espèces, soit le Canard colvert (Anas platyrhynchos) et le Harle couronné (Lophodytes cucullatus). La présente étude est ainsi la première à confirmer que la forêt boréale québécoise n'est plus un écosystème intact du point de vue de la sauvagine en période de nidification. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : altération de l'habitat, forêt boréale, Québec, sauvagine, sélection de l'habitat

L'importance et les impacts du castor dans le paysage québécois sont indéniables. Malgré un effort important et une avancée considérable depuis plusieurs années dans la compréhension de l'écologie du castor, de son rôle dans les forêts d'Amérique du Nord et dans le développement de plusieurs modèles de classification et de qualité de son habitat, il y a encore un manque de consensus dans la littérature scientifique quant à l'importance des diverses variables d'habitat et même sur leur identification, tant à l'échelle du peuplement qu'à celle du paysage. Les banques de données québécoises sur les habitats touchés par les activités du castor sont incomplètes, et il n'y a aucun modèle d'utilisation d'habitat du castor qui est applicable à une aussi grande échelle que le Québec forestier. Le présent mémoire vise donc à déterminer les facteurs régissant l'utilisation de l'habitat par le castor à l'échelle du paysage en forêt boréale et par conséquent, vise à mieux comprendre la distribution spatiale des barrages de castor au Québec. À partir des onze principales études de modélisation spatiale sur l'habitat du castor en Amérique du Nord, nous avons d'abord passé en revue les facteurs d'habitat en tenant compte des variations méthodologiques ou géographiques entre les différentes études. Certains facteurs se démarquent, notamment le gradient du cours d'eau, la taille du bassin versant et le couvert feuillu à proximité des cours d'eau. L'identification des facteurs clés d'habitat varie essentiellement en fonction de l'élément modélisé (colonie vs barrage), des caractéristiques géomorphologiques de la région et l'échelle de l'aire d'étude. Ensuite, sur une aire d'étude couvrant plus de 300 000 km2 dans le Québec méridional, 1025 quadrats de 25 km2 ont été distribués systématiquement parmi 257 cartes écoforestières dans l'aire d'étude. À partir de facteurs d'habitat et du nombre de barrages extraits des cartes écoforestières, nous avons modélisé l'abondance de barrages de castor à l'échelle du paysage dans (1) l'aire d'étude globale, ainsi que dans (2) les quatre principales écorégions couvrant l'aire d'étude (Appalaches, Laurentides centrales, Laurentides méridionales et Basses-terres de l'Abitibi et de la Baie James). Les facteurs d'habitat étaient classés selon trois catégories correspondant à trois hypothèses: (1) les facteurs influençant la construction de barrages (gradient moyen des cours d'eau, pente riveraine moyenne, couvert de dépôts d'argile et de limon et couvert d'aulnes), (2) les facteurs influençant la disponibilité de nourriture (couverts de feuillus et de terrains non forestier), et (3) un facteur associé à la présence humaine (nombre d'intersections entre les routes et les cours d'eau). Le modèle résultant dans l'aire d'étude globale a montré que le gradient moyen des cours d'eau était le facteur le plus important dans l'établissement des barrages, suivi de ceux associés à la disponibilité de nourriture. Les modèles par écorégion ont révélé que dans les régions plus nordiques dominées par les conifères (Laurentides centrales et Basses-terres de l'Abitibi et de la Baie James), la disponibilité de nourriture devient le principal élément influençant le nombre de barrages de castor à l'échelle du paysage. Nous concluons qu'il est important qu'une telle variation régionale dans l'importance des facteurs d'habitat influençant la distribution et l'abondance des barrages soit prise en considération dans l'élaboration des plans d'aménagement du castor, de même que dans ceux des nombreuses espèces dépendantes des étangs de castor en forêt boréale. ______________________________________________________________________________

L'information de base concernant la réponse des espèces saproxyliques aux propriétés des débris ligneux grossiers est nécessaire au raffinement des stratégies de conservation et d'aménagement basées sur l'approche du filtre brut en forêt boréale. Afin de vérifier si les besoins des insectes saproxyliques réflètent également ceux d'un plus large spectre d'espèces, nous avons mesuré l'utilisation des débris ligneux grossiers par les diptères saproxyliques, un groupe abondant mais peu étudié. Pour décrire les assemblages de diptères saproxyliques en forêt boréale mixte de l'est de l'Amérique du nord, des pièges d'émergence ont été installés sur des bûches de peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michaux; N=46) et d'épinettes noires (Picea mariana (Miller); N=47). La campagne d'échantillonnage s'est échelonnée sur deux étés de terrain (2006-2007) de mai à août. Nous avons mesuré les effets du diamètre, du stade de décomposition (densité) et de l'espèce de J'arbre hôte sur la composition et la structure des assemblages de diptères saproxyliques. Un total de 6753 individus ont été capturés pour un total de 227 taxa. Un peu plus de la majorité des taxa capturés se sont avérés relativement rares puisque 121 de ceux-ci (53%) n'ont été représentés que par un seul individu. De plus, 2119 individus (51 taxa) était présents dans au moins 5% des bûches échantillonnées. Les cinq familles les plus abondantes furent les suivantes: Sciaridae (1850 individus), Cecidomyidae (1539 individus), Ceratopogonidae (816 individus), Phoridae (801 individus) et Mycetophilidae (749 individus). Les Mycetophilidae constituèrent la plupart de la richesse avec un total de 178 taxa. La richesse spécifique et l'occurrence des espèces de diptères étaient négativement liées à la densité du bois chez l'épinette noire, indiquant que l'importance du bois mort s'accroît au cours du processus de décomposition pour la plupart des espèces. Les mycétophages et saprophages étaient les guildes les plus communes et leurs abondances étaient positivement associées au diamètre des bûches ainsi qu'à leur stade de décomposition, bien que la proportion de la variance expliquée par ces facteurs étaient modeste. De plus, la densité du bois influençait les assemblages d'espèces en général, mais seulement pour l'épinette noire. Lorsqu'ils sont analysés séparément des autres guildes, les assemblages de mycétophages répondaient aussi à la densité du bois de l'épinette noire, tandis que les saprophages répondaient à la densité du bois des deux espèces-hôtes. La prépondérance des espèces rares et agrégées suggère que les diptères saproxyliques qui émergent du bois mort sont fortement liés à certains microhabitats. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biodiversité, débris ligneux grossiers, bois mort, diptères, saproxylique

Les coupes agglomérées et en mosaïque constituent deux stratégies d'aménagement qui diffèrent grandement de par la quantité ainsi que la configuration des habitats résiduels à l'échelle du paysage. Par ailleurs, des différences dans la configuration de la forêt résiduelle engendrent, entre autres, la création de bordures d'origine anthropique, celles-ci pouvant affecter la qualité des peuplements forestiers ainsi que le comportement des espèces animales associées aux forêts mûres et surannées. Le premier chapitre de ce mémoire a pour objectif de documenter de quelle manière le groupe fonctionnel des excavateurs primaires de cavités répond (1) à la quantité de forêts résiduelles à l'échelle du paysage, (2) à la configuration des peuplements forestiers résiduels à l'échelle du paysage et (3) à la rétention d'attributs de structure caractérisant les forêts surannées (arbres vivants de grand diamètre, chicots et débris ligneux) dans les peuplements résiduels des patrons de coupes agglomérées et en mosaïque. Le deuxième chapitre de ce mémoire vise quant à lui (1) à déterminer quelles sont les caractéristiques des arbres utilisés pour l'alimentation du Pic à dos rayé (Picoides dorsalis), (2) à déterminer si les pics s'alimentent en fonction de la disponibilité des bons substrats d'alimentation dans les bordures de coupes et (3) à caractériser le patron de déplacement des pics lors de leur quête alimentaire à proximité des lisières. L'aire d'étude se situe dans la zone de la pessière noire à mousses, dans la région du Nord-du-Québec (49° 12' à 50° 09' de latitude nord et 75°09' à 76° 37' de longitude ouest). Dans le cadre du premier chapitre, nous avons échantillonné neuf espèces d'oiseaux excavateurs de cavités dans 160 stations réparties également entre les peuplements résiduels des coupes agglomérées et en mosaïque. L'échantillonnage a été réalisé avec les méthodes des points d'écoute et des points d'appel dans le but de détecter le plus grand nombre d'individus possible. Les attributs de structure ainsi que les variables du paysage ont également été caractérisés pour chacune des stations. En ce qui concerne le deuxième chapitre, nous avons réalisé des suivis focaux de pics à dos rayé à l'intérieur de 18 bordures de coupes. Un inventaire des arbres morts sur pied et au sol a également été réalisé dans les lisières où des suivis focaux ont été préalablement réalisés. Nos résultats montrent que le Pic à dos rayé et la Mésange à tête brune (Poecile hudsonicus) avaient une occurrence plus forte dans les habitats résiduels des coupes en mosaïque alors que le Pic Flamboyant (Colaptes auratus) était plus abondant dans les habitats linéaires des coupes agglomérées. De plus, autant les variables locales que celles du paysage étaient importantes pour les espèces à l'étude. D'autre part, bien que les bons substrats d'alimentation pour le Pic à dos rayé étaient plus abondants à proximité des lisières, les pics évitaient tout de même de s'alimenter à cet endroit. Finalement, bien que les habitats linéaires des coupes agglomérées sont susceptibles de représenter des habitats sub-optimaux, ils sont néanmoins utilisés par la majorité des espèces à l'étude. Ainsi, la rétention, de façon permanente, de ces habitats linéaires ainsi que de massifs forestiers de plus grande superficie pourrait améliorer les conditions forestières et ainsi faire en sorte de maintenir ce groupe important d'espèces en zones aménagées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : excavateurs primaires de cavités, pics, coupes en mosaïque, coupes agglomérées

La forêt boréale est un écosystème hétérogène et dynamique façonné par les perturbations naturelles comme les feux, les épidémies d'insectes, le vent et la régénération. La dynamique des trouées joue un rôle important dans la dynamique forestière parce qu'elle influence le recrutement de nouveaux individus au sein de la canopée et la croissance de la végétation avoisinante par une augmentation des ressources. Bien que l'importance des trouées en forêt boréale fut reconnue, les connaissances nécessaires à la compréhension des relations entre le régime de trouées et la dynamique forestière, en particulier sur la croissance, sont souvent manquantes. Il est difficile d'observer et de mesurer extensivement la dynamique des trouées ou les changements de la canopée simultanément dans le temps et l'espace avec des données terrain ou des images bidimensionnelles (photos aériennes,...) et ce particulièrement dans des systèmes complexes comme les forêts ouvertes ou morcelées. De plus, la plupart des recherches furent menées en s'appuyant sur seulement quelques trouées représentatives bien que les interactions entre les trouées et la structure forestière furent rarement étudiées de manière conjointe. Le lidar est un système qui balaye la surface terrestre avec des faisceaux laser permettant d'obtenir une image dense de points en trois dimensions montrant les aspects structuraux de la végétation et de la topographie sous-jacente d'une grande superficie. Nous avons formulé l'hypothèse que lorsque les retours lidar de tirs quasi-verticaux sont denses et précis, ils permettent une interprétation de la géométrie des trouées et la comparaison de celles-ci dans le temps, ce qui nous informe à propos de leur influence sur la dynamique forestière. De plus, les mesures linéaires prises à différents moments dans le temps permettraient de donner une estimation fiable de la croissance. Ainsi, l'objectif de cette recherche doctorale était de développer des méthodes et d'accroître nos connaissances sur le régime de trouées et sa dynamique, et de déterminer comment la forêt boréale mixte répond à ces perturbations en termes de croissance et de mortalité à l'échelle locale. Un autre objectif était aussi de comprendre le rôle à court terme des ouvertures de la canopée dans un peuplement et la dynamique successionelle. Ces processus écologiques furent étudiés en reconstituant la hauteur de la surface de la canopée de la forêt boréale par l'utilisation de données lidar prises. en 1998, 2003 (et 2007), mais sans spécifications d'études similaires. L'aire d'étude de 6 km² dans la Forêt d'Enseignement et de Recherche du Lac Duparquet, Québec, Canada, était suffisamment grande pour capter la variabilité de la structure de la canopée et de la réponse de la forêt à travers une gamme de peuplements à différents stades de développement. Les recherches menées lors de cette étude ont révélé que les données lidar multi-temporelles peuvent être utilisées a priori dans toute étude de télédétection des changements, dont l'optimisation de la résolution des matrices et le choix de l'interpolation des algorithmes sont essentiels (pour les surfaces végétales et terrestres) afin d'obtenir des limites précises des trouées. Nous avons trouvé qu'une technique basée sur la croissance de régions appliquée à une surface lidar peut être utilisée pour délimiter les trouées avec une géométrie précise et pour éliminer les espaces entre les arbres représentant de fausses trouées. La comparaison de trouées avec leur délimitation Iidar le long de transects linéaires de 980 mètres montre une forte correspondance de 96,5%. Le lidar a été utilisé avec succès pour délimiter des trouées simples (un seul arbre) ou multiples (plus de 5 m²). En utilisant la combinaison de séries temporelles de trouées dérivées du lidar, nous avons développé des méthodes afin de délimiter les divers types d'évènements de dynamique des trouées: l'occurrence aléatoire de trouées, l'expansion de trouées et la fermeture de trouées, tant par la croissance latérale que la régénération. La technique proposée pour identifier les hauteurs variées arbre/gaulis sur une image lidar d'un Modèle de Hauteur de Couvert (MHC) a montré près de 75 % de correspondance avec les localisations photogrammétriques. Les taux de croissance libre suggérés basés sur les donnés lidar brutes après l'élimination des sources possibles d'erreur furent utilisés subséquemment pour des techniques statistiques afin de quantifier les réponses de croissance en hauteur qui ont été trouvées afin de faire varier la localisation spatiale en respect de la bordure de la trouée. À partir de la combinaison de donnés de plusieurs groupes d'espèces (de conifères et décidues) interprétée à partir d'images à haute résolution avec des données structurales lidar nous avons estimé les patrons de croissance en hauteur des différents groupes arbres/gaulis pour plusieurs contextes de voisinage. Les résultats on montré que la forêt boréale mixte autour du lac Duparquet est un système hautement dynamique, où la perturbation de la canopée joue un rôle important même pour une courte période de temps. La nouvelle estimation du taux de formation des trouées était de 0,6 %, ce qui correspond à une rotation de 182 ans pour cette forêt. Les résultats ont montré aussi que les arbres en périphérie des trouées étaient plus vulnérables à la mortalité que ceux à l'intérieur du couvert, résultant en un élargissement de la trouée. Nos résultats confirment que tant la croissance latérale que la croissance en hauteur de la régénération contribuent à la fermeture de la canopée à un taux annuel de 1,2 %. Des évidences ont aussi montré que les trouées de conifères et de feuillus ont des croissances latérales (moyenne de 22 cm/an) et verticales similaires sans tenir compte de leur localisation et leur hauteur initiale. La croissance en hauteur de tous les gaulis était fortement positive selon le type d'évènement et la superficie de la trouée. Les résultats suggèrent que la croissance des gaulis de conifères et de feuillus atteint son taux de croissance maximal à des distances respectives se situant entre 0,5 et 2 m et 1,5 et 4 m à partir de la bordure d'une trouée et pour des ouvertures de moins de 800 m² et 250 m² respectivement. Les effets des trouées sur la croissance en hauteur d'une forêt intacte se faisaient sentir à des distance allant jusqu'à à 30 m et 20 m des trouées, respectivement pour les feuillus et les conifères. Des analyses fines de l'ouverture de la canopée montrent que les peuplements à différents stades de développement sont hautement dynamiques et ne peuvent systématiquement suivre les mêmes patrons successionels. Globalement, la forêt est presqu'à l'équilibre compositionnel avec une faible augmentation de feuillus, principalement dû à la régénération de type infilling plutôt qu'une transition successionelle de conifères tolérants à l'ombre. Les trouées sont importantes pour le maintien des feuillus puisque le remplacement en sous-couvert est vital pour certains résineux. L'étude à démontré également que la dernière épidémie de tordeuse des bourgeons de l'épinette qui s'est terminée il y a 16 ans continue d'affecter de vieux peuplements résineux qui présentent toujours un haut taux de mortalité. Les résultats obtenus démontrent que lidar est un excellent outil pour acquérir des détails rapidement sur les dynamiques spatialement extensives et à court terme des trouées de structures complexes en forêt boréale. Les évidences de cette recherche peuvent servir tant à l'écologie, la sylviculture, l'aménagement forestier et aux spécialistes lidar. Ces idées ajoutent une nouvelle dimension à notre compréhension du rôle des petites perturbations et auront une implication directe pour les aménagistes forestiers en quête d'un aménagement forestier écologique et du maintien des forêts mixtes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Perturbation naturelle, Dynamique forestière, Dynamique des trouées, Croissances latérales, Régénération, Succession, Lidar à retours discrets, Grande superficie, Localisation des arbres individuels, Croissance en hauteur.

Les modifications de l'habitat (perte et fragmentation) sont considérées comme la principale cause de perte de biodiversité à l'échelle planétaire. Ces changements peuvent bouleverser l'équilibre des écosystèmes présents, contraignant certaines populations à ne subsister que dans les habitats résiduels où elles sont souvent isolées et limitées à une petite taille. Inversement, les modifications de l'habitat peuvent favoriser d'autres espèces qui se trouvaient jusque là limitées par les conditions existantes. Une problématique importante survient quand les espèces favorisées sont susceptibles d'avoir un impact négatif important sur une population déjà fragilisée par les modifications de l'habitat. Une situation de ce type existe pour le caribou de la Gaspésie, une population considérée « en voie de disparition » vivant principalement dans un parc de conservation, mais fréquentant également des secteurs où les modifications d'habitats sont importantes en raison de la coupe forestière. En outre, ces dernières sont susceptibles de favoriser les prédateurs de cette population de caribous, l'ours noir (Ursus americanus) et le coyote (Canis latrans). Deux sessions d'un programme de contrôle des prédateurs réalisés entre 1990 et 1996 puis de façon récurrente depuis 2001 avaient pour but de limiter les populations de ces prédateurs dans les secteurs utilisés par les caribous mais, afin d'assurer une protection à long terme, d'autres connaissances étaient nécessaires. Cette thèse de doctorat avait pour principal objectif d'accroître l'état des connaissances sur l'utilisation de l'espace par l'ours noir et le coyote et de détailler plus spécifiquement comment les caractéristiques d'un milieu boréal et montagnard influencent la sélection de l'habitat par l'ours noir. À l'aide de ces données nous désirions accroître l'information permettant d'identifier des mesures pour limiter les interactions de ces prédateurs avec les caribous de la Gaspésie. Un suivi télémétrique réalisé au cours de trois années (juillet 2002 -novembre 2005) sur 24 ours noirs et 16 coyotes équipés de colliers GPS a servi de base à ce projet. L'analyse des patrons d' utilisation de l'espace par ces deux espèces nous a permis de montrer que malgré une faible densité de leurs populations respectives, la taille et l'organisation spatiale de leurs domaines vitaux pouvaient leur permettre d'accéder en grand nombre aux zones utilisées par les caribous. Les mouvements des prédateurs s'étendaient à une échelle beaucoup plus grande que celle à laquelle avait eu lieu les deux sessions du programme de contrôle des prédateurs. Ces caractéristiques expliquaient probablement la durée limitée des effets positifs du contrôle sur le recrutement du caribou après l'arrêt du premier programme de contrôle. Les patrons d'utilisation de l'espace des prédateurs pouvaient expliquer également le maintien du nombre de prédateurs capturés annuellement lors de la deuxième période de contrôle, et ce, malgré une pression de piégeage importante. Afin d'assurer la protection des caribous à long terme, nos résultats suggèrent également l'importance d'aménager l'habitat autour du parc de la Gaspésie et d'y limiter les populations de proies alternatives comme les orignaux de façon à ne pas favoriser les prédateurs. Grâce aux données précises obtenues avec les colliers GPS nous avons modélisé la sélection de l'habitat par l'ours noir sous la forme d'une fonction de sélection des ressources (FSR). En incluant dans l'analyse plusieurs facteurs biotiques et abiotiques, nous avons mis en évidence diverses adaptations comportementales de l'ours noir à la forêt boréale. À l'aide d'une analyse du régime alimentaire et d'un suivi de la phénologie des plantes, nous avons détecté des modifications temporelles dans leur sélection de l'habitat en réponse aux changements de la disponibilité des ressources alimentaires. Ainsi, les ours faisaient des mouvements altitudinaux saisonniers. Au printemps, ils utilisaient principalement les espèces graminoïdes qu'ils trouvaient sur les sommets des montagnes. En été, par contre, ils se nourrissaient de fruits mous (e.g. framboises, fruits d'aralie et de cornouiller stolonifère) qu'ils recherchaient à basse altitude dans les milieux perturbés issus d'épidémies d'insectes et de certains types de coupes forestières. Enfin, en automne, les ours se déplaçaient vers les moyennes altitudes et utilisaient des secteurs faiblement ensoleillés, recherchant probablement des milieux dans lesquels la phénologie des plantes était retardée. Les fruits du sorbier (Sorbus americana) représentaient alors une très grande proportion de leur régime alimentaire. Des résultats de cette étude, nous proposons des aménagements de l'habitat, qui pourraient être mis en oeuvre pour limiter la présence de l'ours noir à proximité de la population de caribous de la Gaspésie. Ainsi, les coupes forestières de type CPRS devraient être évitées car elles aboutissent à la création de milieux riches en fruits qui sont particulièrement recherchés par les ours. Les coupes partielles devraient par contre être privilégiées car elles sont généralement peu utilisées, voir évitées. Comprendre comment les animaux réagissent à l'hétérogénéité de l'environnement est crucial si on veut comprendre l'impact des modifications de l'habitat. En nous basant sur la méthode des « temps de premier passage » (« First-passage time »), nous avons pu montrer que les ours ne parcouraient pas le milieu aléatoirement, mais qu'ils regroupaient leurs activités selon deux échelles spatiales. La taille des échelles spatiales utilisées par les ours variait au cours de l'année, vraisemblablement en réponse au changement de la disponibilité des ressources alimentaires. En considérant les échelles de sélection détectées chez chacun des individus, nous avons pu montrer que les variations dans les patrons de déplacements des ours noirs étaient associées à certaines variables comme la proportion de milieux perturbés ou dénudés, l'altitude et l'irradiation solaire, mais que l'effet de ces variables pouvaient changer au cours de l'année. Les patrons de distribution des espèces sont très importants à prendre en compte pour identifier les secteurs d'intérêt dans une problématique de conservation. Ainsi, une connaissance détaillée de l'écologie de l'espèce à protéger est essentielle pour réussir un programme de rétablissement. Toutefois, lorsque cette espèce est menacée par la prédation, nos résultats montre qu'il est également indispensable de considérer l'utilisation de l'espace et la sélection de l'habitat des prédateurs afin de définir les éléments du paysage et les échelles à considérer pour réaliser des aménagements d'habitats qui favoriseront une protection durable pour les espèces menacées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Utilisation de l'espace, Sélection de l’habitat, Échelles de sélection, Conservation, Espèces menacées, Ours noir, Coyote, Caribou.

Présentement, les décisions reliées à la succession forestière sont prises par les aménagistes à partir du meilleur de leurs connaissances et des informations disponibles. Toutefois, dans un contexte de réduction des incertitudes dans le calcul de la possibilité forestière (CPE), la caractérisation de l'importance de la succession cyclique pour la forêt boréale continue du Québec constitue un premier pas pour combler le manque d'information sur l'évolution des peuplements. Pour l'instant, la succession directionnelle (c.-à-d. lorsque l'intervalle entre deux perturbations majeures est suffisamment long pour que les espèces de fin de succession qui se sont établies en même temps que les espèces pionnières remplacent celles-ci dans la canopée) est de facto supposée par les aménagistes. À l'opposé, la succession cyclique n'est pas un concept très bien défini dans la littérature scientifique. Plusieurs définitions circulent et il était nécessaire d'harmoniser les termes pour en clarifier les concepts. Nous avons défini la succession cyclique, comme étant le maintien de la dominance de l'espèce pionnière dans la canopée au-delà de la cohorte initiale. De plus, nous avons supposé que l'absence de gaules et de semenciers d'espèces de fin de succession dans un peuplement pionnier déjà bien établi était une indication d'un site soumis à la succession cyclique et donc, que la dynamique successionnelle cyclique était étroitement reliée à l'exclusion des espèces de fin de succession. L'étude a permis de vérifier s'il y avait une plus grande probabilité de succession cyclique dans une région donnée lorsque la sévérité et la fréquence des perturbations y étaient élevées ou si la probabilité était avant tout attribuable à des conditions écologiques locales (différenciation de niche) où à des facteurs régionaux (interaction climat et régime de perturbations). Notre étude visait à quantifier (1) la présence de peuplements pionniers dans le paysage de la forêt boréale de l'est du canada et (2) la proportion de ces peuplements qui montrent une succession cyclique. Selon nos analyses, les effets des facteurs locaux sur l'occurrence de la succession cyclique n'ont pas été observés, tandis que nous avons pu observer qu'il y avait une plus grande probabilité de succession cyclique dans une région lorsque la sévérité et la fréquence des perturbations y étaient élevées. Bien qu'il semble que des perturbations naturelles fréquentes et sévères, laissant peu de semenciers locaux et détruisant les banques de graines, peuvent conduire à une extirpation locale des espèces de fin de succession, nous avons remarqué que le chevauchement, sur une courte période de temps, de perturbations d'origine anthropique (c.-à-d. colonisation et exploitation) avec celles d'origine naturelle (c.-à-d. feux et épidémie) favorise davantage la mise en place d'une succession cyclique dans la sapinière. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : succession cyclique, forêt boréale, espèces pionnières, état stable alternatif, accident de régénération

Les peuplements mixtes (formés à la fois de feuillus et de conifères) font partie de la dynamique naturelle de la forêt boréale québécoise. Toutefois, les pratiques forestières au Québec ont eu comme conséquences de séparer les essences incluses dans ces peuplements. Hors, de récentes études suggèrent que la gestion forestière des peuplements mixtes pourrait procurer des avantages tant économiques, qu'écologiques. Cependant, nous connaissons encore mal la dynamique naturelle menant à la formation de peuplements mixtes d'essences pionnières telles que le peuplier et le pin gris et encore moins les conséquences qu'une telle mixité peut avoir sur les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol. Cette thèse de doctorat a, comme principal objectif, de mieux comprendre les causes et les conséquences souterraines de la mixité forestière entre le peuplier faux-tremble et le pin gris dans la forêt boréale abitibienne. En premier lieu j'évalue l'hypothèse que la fertilité du matériau parental détermine l'occurrence des peuplements mixtes de peuplier et de pin gris. Un recensement des peuplements mixtes dans le nord-ouest de l'Abitibi ainsi qu'une expérience contrôlant la fertilité du sol ont permis de confirmer cette hypothèse. En ce sens, les peuplements mixtes de peuplier et de pin gris sont exclusifs aux dépôts argileux plus riches que les dépôts sableux tels le till. En second lieu, j'évalue les conséquences de la mixité forestière sur les propriétés édaphiques, notamment, la composition et la stabilité des communautés microbiennes du sol. Ainsi, je suppose que la plus grande diversité végétale des peuplements mixtes favorise la stabilité de la biomasse des communautés microbiennes qui y sont associées. J'ai donc mesuré trois indices de stabilité de la biomasse microbienne soient : la résistance, la résilience et la tolérance. Mes résultats indiquent dans un premier temps que les communautés microbiennes des peuplements mixtes sont plus résistantes que celles des peuplements purs et, dans un deuxième temps, que la tolérance des communautés microbiennes des peuplements mixtes est assurée dans une plus grande diversité de conditions par opposition aux communautés microbiennes provenant des peuplements purs. Quant à la résilience, cet indice était plus fortement déterminé par la fertilité du matériau parental que par la composition végétale. En troisième et dernier lieu, j'explore les conséquences souterraines de frontières abruptes entre les peuplements purs de peuplier et de pin gris. Même si dans de tels cas, il n'y a pas de mixité forestière, je présente des évidences que de tels écotones constituent des écosystèmes uniques en ce qui a trait à leurs propriétés souterraines et que le peuplier, par la dispersion de sa litière, possède une plus forte influence que le pin gris sur ces propriétés, notamment, la composition des communautés microbiennes. Les résultats et les conclusions découlant de ce projet de doctorat permettront, dans un premier temps de mieux comprendre la dynamique naturelle de la forêt boréale, et dans un second temps, de comprendre les conséquences souterraines de l'hétérogénéité du paysage de la forêt boréale. Finalement, ces résultats pourraient justifier le développement de pratiques sylvicoles préservant la diversité du paysage forestier québécois.