Cette étude vise à déterminer l'impact de quatre traitements sylvicoles (CPRS, CPPTM et 2 types de coupes de jardinage) sur la diversité et l'abondance des coléoptères en forêt boréale irrégulière. Un dispositif d'échantillonnage a été déployé dans 4 blocs expérimentaux du 5 juin au 22 août 2007 et a permis de capturer 26 906 coléoptères regroupant 407 taxons de coléoptères répartis au sein de 52 familles distinctes. Les résultats montrent que la CPRS et la CPPTM modifient davantage la structure et la composition des communautés de coléoptères retrouvées dans l'aire d'étude que les coupes de jardinage. L'ouverture du milieu de même que les débris ligneux au sol et sur pied semblent des facteurs déterminants dans l'établissement de plusieurs espèces saproxyliques et non-saproxyliques. Les coupes de jardinage permettent le maintien des communautés étudiées; ces traitements sylvicoles s'inscrivent bien dans une perspective d'aménagement écosystémique et durable de la forêt boréale irrégulière.

La forêt boréale d'Amérique du Nord est divisée en trois zones selon un gradient sud-nord : la forêt fermée (pessière à mousses), la forêt ouverte (pessière à lichens) et la toundra forestière. Par leur influence sur la régénération des arbres, le climat et le feu sont les principales forces directrices influençant ces trois zones distinctes. Nos connaissances et notre compréhension de l'évolution à long terme de la pessière à mousses sont limitées et incomplètes. De plus, les conditions favorables au maintien de la forêt fermée restent à connaître. Des données récentes suggèrent que les perturbations, incluant le feu et les épidémies d'insectes, peuvent mener à des transformations de la pessière à mousses en pessière à lichens. Au cours des 50 dernières années, un changement d'importance est survenu dans plusieurs parties de la zone boréale où la forêt fermée a été remplacée par la forêt ouverte. Cette étude a pour but de caractériser la structure de la pessière à mousses et de déterminer les conditions nécessaires à sa régénération et à son renouvellement. De plus, nous avons abordé la question de la stabilité de la pessière à mousses en zone nordique en fonction du temps et des types de perturbation. La recherche s'est déroulée dans le centre du Québec (Canada), entre 47°30' au 56°00' N et du 70°00' et 72°00' O. L'aire d'étude comprend les trois zones de la forêt boréale. La limite nordique des pessières à mousses se trouve vers 55° N au contact de la zone de la pessière à lichens et de la toundra forestière. Des photos aériennes ont été utilisées afin de cartographier la répartition et l'étendue de la pessière à mousses dans l'aire d'étude. Dix-neuf sites ont été sélectionnés aux fins d'échantillonnage le long du gradient latitudinal. Dans chaque site, tous les arbres ont été mesurés et les 10 plus grosses épinettes noires (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) ont été prélevées en vue d'une analyse des cernes de croissance et d'une analyse de tige. Les mêmes analyses ont été faites également chez les plus gros sapins baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) de chaque site. L'effet du climat sur la croissance de l'épinette noire et du sapin baumier a aussi été évalué. Les traces laissées par les épidémies de la tordeuse du bourgeon de l'épinette ont été analysées à l'aide du programme OUTBREAK. Onze échantillons de profil de sol ont été décrits dans chaque site et la présence et la position des charbons de bois à la surface du sol ont permis d'évaluer le type de feux. Cinquante quatre échantillons de charbons de bois ont été datés à l'aide du C selon la technique AMS dans le but de déterminer le temps écoulé depuis le dernier feu (TDDF) dans chaque site. La végétation a été décrite et analysée à Laide de techniques d'ordination. Le TDDF des 19 sites varie de 118 à 4870 années calendaires et il est corrélé avec la latitude et l'altitude. Les charbons de bois analysés sont tous situés au contact du sol minéral, une indication que le dernier feu était suffisamment sévère pour consumer toute la matière organique. On a dénombré 62 espèces dans les 19 sites étudiés et leur présence était surtout influencée par la latitude. Contrairement à d'autres études, aucun changement n'a été observé chez les bryophytes en fonction du TDDF. Lorsque Ton tient compte de la distribution du diamètre des épinettes, les peuplements où le dernier feu remonte à plus de 325 ans montrent une structure de taille qui se rapproche d'une distribution polynomiale de troisième ordre, tandis que les peuplements de moins de 325 ans présentent une structure de taille simulant une distribution en J-inversé. La hauteur et la croissance radiale moyenne des épinettes sont associées par la latitude, le temps écoulé depuis le dernier feu et l'épaisseur de l'horizon organique. Le taux de croissance des arbre la première cohorte suivant un feu diminue avant d'atteindre le niveau de forêt mature. Deux chutes de croissance radiale, le premier en 1950 et l'autre à la fin des années 1970 et le début des années 1980, ont été observées chez l'épinette noire et le sapin baumier, lesquelles correspondent à des périodes d'infestation de la tordeuse du bourgeon de l'épinette. Aucune preuve de l'incidence d'épidémies de la tordeuse du bourgeon de l'épinette n'a été trouvée au nord du 51° N. La régénération continue et le ré-établissement de la pessière à mousses dépendent du passage de feux sévères qui brûlent complètement la matière organique à la surface du sol. La régénération initiale après un feu est cruciale pour le développement futur de la pessière à mousses. Nos données montrent que les pessières à mousse sont des écosystèmes fragiles qui font partie d'états alternatifs stables où les perturbations en rafale et/ou les feux qui ne consument pas complètement la matière organique au sol peuvent provoquer un changement d'état de la forêt, notamment le remplacement de la pessière à mousses par la pessière à lichens. Il est important de poursuivre les recherches afin de déterminer l'évolution dans le temps et l'espace des zones de végétation de la forêt boréale, notamment en considérant la nature, l'ampleur, la sévérité et la succession des divers types en considérant la nature, l'ampleur, la sévérité et la succession des divers types de perturbation qui les affectent.

Jusqu’à présent, l’écologie des chauves-souris en forêt boréale n’était pas étudiée au Québec. La petite chauve-souris brune (Myotis lucifugus) et la chauve-souris nordique (Myotis septentrionalis) nichent dans des arbres en été et pourraient être affectées par les aménagements sylvicoles en forêt boréale. Mon premier objectif était de trouver dans la littérature les principales variables impliquées dans la sélection des arbres gîtes des chauves-souris cavicoles. Mon second objectif était de trouver les variables impliquées dans la sélection des arbres gîtes des espèces du genre Myotis en forêt boréale aménagée. Mon troisième objectif était de déterminer la proportion et la répartition spatiale des habitats diurnes potentiels à travers la partie méridionale du massif des Laurentides. Ma synthèse quantitative se base sur 34 études réalisées en Amérique du Nord. Le diamètre des arbres apparaissait comme étant un élément clé à considérer dans la sélection des arbres gîtes des chauves-souris cavicoles, particulièrement à des latitudes nordiques. J’ai suivi par télémétrie 22 chauves-souris mâles capturées dans différents secteurs de la forêt Montmorency (Québec, Canada). J’ai comparé les arbres et les peuplements sélectionnés par les chauves-souris à des points aléatoires pour évaluer la sélection des arbres gîtes. Les chicots avec un stade intermédiaire de détérioration étaient principalement sélectionnés. Le diamètre et la hauteur des arbres, l’ouverture de la canopée et la densité de chicots étaient les variables les plus importantes à considérer dans la sapinière (Abies balsamea) à bouleau blanc (Betula papyrifera) de l’Est-du-Québec. J’ai utilisé ces résultats pour générer des cartes d’habitat diurne potentiel des espèces du genre Myotis à travers la partie méridionale du massif des Laurentides. Les sommets avaient un moindre potentiel pour les chauves-souris du genre Myotis. La sapinière à bouleau blanc apparaissait plus propice pour la chauve-souris nordique, comparée à la petite chauve-souris brune. Favoriser ou maintenir des arbres de gros diamètre et des îlots de végétation de 0,1 hectare comprenant un minimum de 10 chicots devrait préserver les arbres gîtes des espèces du genre Myotis en forêt boréale aménagée du Québec. Augmenter la proportion de parcelles résiduelles surannées permettrait de préserver les habitats diurnes potentiels des chauves-souris du genre Myotis à travers la partie méridionale du massif des Laurentides. / Until now, the ecology of bats in boreal forest was not studied in Quebec. Little brown bats (Myotis lucifugus) and northern long-eared bats (Myotis septentrionalis) roost in trees during summer and might be affected by logging in boreal forest. My first objective was to find in the literature the main variables implicated in roost selection by cavity-roosting bats in North America. My second objective was to find the variables implicated in roost selection by Myotis species in a managed boreal forest. My third objective was to determine the spatial distribution and proportion of potential roosting habitats over the southern part of the Laurentian Highlands. My quantitative synthesis was based on 34 studies performed in North America. Tree diameter appeared to be a key element to consider in roost selection by cavity-roosting bats in North America, especially in Nordic latitudes. I monitored by telemetry 22 male bats captured in various sectors of the Montmorency forest (Quebec, Canada). I compared trees and stands selected by bats to random points to evaluate roost selection. Snags with an intermediate decay stage were mainly selected. Tree diameter and tree height, canopy opening and snag density were the most important variables to consider in the eastern balsam fir (Abies balsamea)-paper birch (Betula papyrifera) forest of Quebec. I used these results to generate roosting habitat suitability maps of Myotis species over the southern part of the Laurentian Highlands. Summits seemed to have a low potential for Myotis species. The balsam fir-white birch forest appeared more suitable for the northern long-eared bat, compared to the little brown bat. Promoting or maintaining large diameter trees and vegetation clusters of 0.1 hectares containing a minimum of 10 snags should preserve roosts of Myotis species in the managed boreal forest of Quebec. Increase the proportion of residual patches of old-growth forest should preserve suitable roosting habitats for Myotis species over the southern part of the Laurentian Highlands.

Le changement climatique modifie rapidement la composition, la structure et le fonctionnement de la forêt boréale. Des simulations robustes de la productivité primaire brute (PPB) de la forêt boréale avec des modèles de biosphère terrestre (MBT) sont essentielles pour prédire la force des sources de puits de carbone dans les régions arctiques-boréales. Les mesures de covariance des turbulences fournissent des données précieuses pour l’analyse et l'affinement des MBT. Dans cette thèse, j'ai organisé un ensemble de données d'analyse de modèles pour les forêts boréales d'Amérique du Nord en compilant et harmonisant les données de flux de covariance des turbulences (les flux de dioxyde de carbone, d'eau et d'énergie) et les mesures environnementales (données météorologiques) sur huit peuplements forestiers matures (> 70 ans) représentatifs des différentes caractéristiques de peuplements, de climat et de conditions de pergélisol du biome boréal. L’ensemble de données a été utilisée dans une étude de cas pour paramétrer, forcer et évaluer le schéma canadien de surface terrestre incluant les cycles biogéochimiques (CLASSIC, version 1.3), le MBT de la suite canadienne de modèles du climat et de système terrestre. L'étude de cas a démontré l'utilité de l'ensemble de données et a fourni des lignes directrices pour l’amélioration du modèle CLASSIC. Ensuite, j'ai affiné le taux de carboxylation maximal (Vcmax), l'un des paramètres les plus importants du modèle de photosynthèse, pour les principaux types fonctionnels des plantes boréales (TFP) en utilisant une approche d'optimisation bayésienne. L'optimisation a amélioré les performances de la modélisation du PPB et de l'évapotranspiration. Enfin, avec la nouvelle paramétrisation de CLASSIC, j'ai simulé la PBB de la forêt boréale dans des peuplements forestiers de 1901 à 2100 à partir de données de forçage météorologique soigneusement ajustées en fonction des biais. Les changements dans la PBB annuelle simulée ont été quantifiés et étudiés en lien avec plusieurs contrôles environnementaux biotiques et abiotiques importants. Les simulations long terme ont révélé une augmentation du PBB annuel simulé dans tous les peuplements forestiers au cours des 200 ans. La PPB annuelle simulée dans les peuplements forestiers démontre une variation temporelle considérable des taux de changement du passé, au présent, jusqu'au futur. Les changements du début de la saison de croissance constituaient un contrôle environnemental central de la PPB annuelle simulée dans tous les peuplements forestiers du passé au présent. Il a été identifié que la température de l’air devenait plus importante pour la simulation des PBB annuelles que la durée de la saison de croissance dans le futur. Au cours du 21e siècle, l’augmentation du réchauffement, le dégel du pergélisol associé et les changements dans l’humidité du sol et la dynamique thermique étaient des mécanismes sous-jacents importants pour expliquer ces changements. Ma thèse de doctorat a permis d’identifier les opportunités d’analyses et d’affinement des modèles de biosphère terrestre en lien avec une base de données unique construite dans le cadre de cette thèse. Cette base de données a permis de fournir une nouvelle paramétrisation Vcmax au niveau de différentes TFP dans les modèles et fournir un aperçu de la productivité à long terme de la forêt boréale dans le biome boréal d’Amérique du Nord. / Climate change is rapidly altering boreal forest composition, structure, and functioning. Robust simulations of boreal forest gross primary productivity (GPP) with terrestrial biosphere models (TBMs) are critical for predicting carbon sink-source strength in Arctic-boreal regions. Eddy covariance measurements provide valuable data for benchmarking and refining TBMs. In this thesis, I curated a model benchmarking dataset for North America’s boreal forests by compiling and harmonizing eddy covariance flux (i.e., carbon dioxide, water, and energy fluxes) and supporting environmental measurements (i.e., meteorology) over eight mature forest stands (>70 years old) representative of different stand characteristics, climate, and permafrost conditions in the boreal biome. The dataset was used in a case study to parameterize, force, and evaluate the Canadian Land Surface Scheme Including biogeochemical Cycles (CLASSIC, version 1.3), the TBM of the Canadian suite of climate and Earth system models. The case study demonstrated the utility of the dataset and provided guidelines for further model refinement in CLASSIC. Next, I refined the maximum carboxylation rate at 25 °C (Vcmax25), one of the most important parameters in the photosynthesis model in CLASSIC, for representative boreal plant functional types (PFTs) using a Bayesian optimization approach. The refined PFT-level Vcmax25 yielded improved model performance for GPP and evapotranspiration. Last, I simulated boreal forest GPP in forest stands from 1901 to 2100 with CLASSIC, parameterized using the refined PFT-level Vcmax25. To reduce the uncertainty, daily meteorological forcing data from global historical reanalyses and regional climate projections were downscaled and bias-adjusted for forest stands using a multivariate bias correction algorithm. Changes in simulated annual GPP were quantified in trends and investigated with respect to several important biotic and abiotic environmental controls using a random forest approach. Long-term simulations revealed an increase in simulated annual GPP in all forest stands over the 200 years. However, simulated annual GPP in forest stands was characterized by considerable temporal variation in rates of changes from the past, over the present, to the future. Significant reductions in annual GPP were simulated in forest stands below the southern limit of permafrost during the mid-20th century. During the 21st century, all forest stands were simulated with significant increases in annual GPP. Further analyses show that the start of the growing season was a critical environmental control of simulated annual GPP in all forest stands from the past to the present. However, air temperature would become an important environmental control of simulated annual GPP in the future, showing an importance comparable to or even greater than that of the start of the growing season by the end of the 21st century. Enhanced warming, permafrost thaw, and changes in soil moisture and temperature were important for explaining the changes in simulated annual GPP over the 200 years. My PhD study provides a model benchmarking dataset for benchmarking and refining TBMs, and provides important suggestions for PFT-level Vcmax parameterizations in boreal forests. My long-term simulations reveal that boreal forest GPP in response to climate change had differential changes in different climate and permafrost zones during the 20th and 21st centuries, closely associated with differential changes in soil environment (e.g., soil thermal dynamics).

La littérature récente met en lumière les risques associés aux changements climatiques, démontrant qu'ils pourraient affecter de manière irrémédiable le maintien, la résilience et la productivité des écosystèmes forestiers. Pour mieux comprendre et anticiper ces effets, il est impératif de développer des approches méthodologiques pour supporter l'acquisition de connaissance détaillées sur les dynamiques spatiales et temporelles de ces écosystèmes. Cette étude a permis de tester le potentiel des méthodes d'apprentissage supervisé et des algorithmes de vision par ordinateurs pour cartographier trois composantes importantes des écosystèmes forestiers : 1) les propriétés physico-chimiques des sols, 2) la croissance radiale annuelle des essences forestières en forêt boréale et tempérée et 3) la diversité des essences forestières et de l'occupation du sol. Nos résultats indiquent que les méthodes d'apprentissage supervisé, issues du domaine de l'intelligence artificielle, sont en mesure de soutenir une cartographie objective, précise et détaillée de la dynamique spatiale et temporelle de plusieurs caractéristiques des écosystèmes forestiers. Ils démontrent toutefois que : 1) les performances des modèles d'apprentissage supervisé sont tributaires de la qualité et de la représentativité des données utilisées pour l'entraînement des modèles, 2) les valeurs simulées sont susceptibles d'être biaisées et requièrent parfois l'usage d'une méthode de correction de biais et 3) qu'il est essentiel de revoir les méthodes d'échantillonnage actuellement utilisées pour assurer une représentation optimale de la diversité des écosystèmes forestiers et des conditions climatiques changeantes et minimiser l'occurrence de biais dans les valeurs simulées. Nos travaux démontrent également les bénéfices de la modélisation d'ensemble et de la correction de biais sur la performance des modèles. En effet, les valeurs simulées à partir de la modélisation d'ensemble présentent un pouvoir explicatif supérieur par rapport à la modélisation déterministe reposant sur un modèle unique. La modélisation d'ensemble offre un cadre méthodologique qui permet d'estimer l'incertitude associée aux valeurs prédites. La correction de biais permet par ailleurs de maximiser la linéarité et le rapport de la variance entre les valeurs simulées et observées, favorisant ainsi l'obtention de valeurs plus réalistes d'un point de vue physique. Le développement de méthodes de cartographie automatisée aura des retombées importantes pour la gestion forestière, puisque les cartes découlant de ces approches ont le potentiel de soutenir une meilleure compréhension des écosystèmes forestiers et conséquemment le développement de stratégies d'aménagement forestier durable. Bien que les méthodes développées dans la thèse présentent un fort potentiel opérationnel, leur mise en œuvre dans le contexte de l'administration publique pose de nombreux défis liés à l'intégration de ces technologies. Enfin, ces travaux sont novateurs, car ils ont généré des données géospatiales inédites sur le plan de la résolution spatiale et temporelle. Ces données permettent une analyse détaillée de la dynamique du couvert forestier, de l'influence des perturbations et des facteurs abiotiques dans le temps.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Devant l'urgence climatique, l'aménagement forestier peut contribuer à la lutte contre les changements climatiques, notamment par la production de produits du bois qui stockent du carbone hors de l'atmosphère pendant de longues périodes en substituant par le fait même des matériaux plus polluants. La coupe partielle, un procédé sylvicole qui tarde à être utilisé plus largement au Québec, fait tranquillement ses preuves en forêt boréale quant à son potentiel pour l'adaptation et l'atténuation des changements climatiques. Le but de ce mémoire était d'évaluer la capacité à créer des produits du bois de haute valeur et de longue durée de vie de deux types de coupe partielle en forêt boréale. Plus spécifiquement, le but était de comparer l'effet de la coupe progressive irrégulière à couvert permanent et de l'éclaircie commerciale sur le potentiel de croissance des arbres résiduels et leur rendement en produits du sciage et ce, par rapport au scénario de référence de la coupe totale. En utilisant la Forêt Montmorency comme étude de cas, le modèle 3-PG a été utilisé pour simuler la croissance et la coupe de peuplements monospécifiques de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill) et d'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Grâce à StatSAW, l'assortiment de produits du bois issu des récoltes a été établi selon les différents traitements de récolte. Les résultats les plus marquants ont été observés sur le diamètre quadratique des tiges résiduelles. Pour le sapin baumier, des gains de 1,9, 2,5 et 3,3 cm ont été observés lors de la coupe finale à 70 ans pour les peuplements ayant subi à 30 ans des éclaircies commerciales de 25%, 33% et 40% de la surface terrière respectivement, par rapport à des peuplements non traités. Pour des peuplements soumis à la coupe progressive irrégulière à couvert permanent, un gain de 5,6 et 3,3 cm a été observé comparativement au contrôle à 70 et 90 ans. Pour l'épinette blanche, des gains de 1,8, 2,5 et 3,2 cm ont été observés pour l'éclaircie commerciale à 25%, 33% et 40% respectivement. Pour la coupe progressive irrégulière à couvert permanent, un gain de 5,1 et 3,6 cm a été observé comparativement au contrôle à 70 et 90 ans. Malgré les gains significatifs en diamètre chez les deux essences, l'assortiment de produits du bois cumulatif des scénarios avec éclaircie commerciale à la suite de la coupe finale à 70 ans ne s'est pas distingué du scénario de référence de la coupe totale (sans éclaircie). Cependant, dans une perspective de récolte à perpétuité, la coupe progressive irrégulière à couvert permanent a démontré le meilleur potentiel de génération de produits du bois de grandes dimensions pouvant stocker du carbone sur de longues périodes. En effet, la transition vers une structure de peuplement irrégulière, complétée à 90 ans, devrait permettre des coupes subséquentes qui affichent les meilleures proportions de sciage, avec les dimensions de produits les plus grandes ayant un fort potentiel d'utilisation en construction, où les meilleurs temps de demi-vie sont observés. Dans l'optique de mieux établir le potentiel des coupes partielles à lutter contre les changements climatiques, un bilan carbone complet serait nécessaire, en incluant l'ensemble de la dynamique du carbone de l'écosystème et des produits du bois. Également, il serait nécessaire d'évaluer l'impact de perturbations naturelles, comme la tordeuse des bourgeons d'épinettes, sur les peuplements issus de ce type de coupe. Somme toute, les résultats suggèrent que les coupes partielles, notamment celles faisant partie d'un système de récolte à couvert permanent, ont un fort potentiel de lutte contre les changements climatiques. / In the face of the climate emergency, forest management can contribute to the fight against climate change, notably through the production of wood products that sequester carbon out of the atmosphere for long periods of time, thereby substituting more polluting materials. Partial cutting, a silvicultural process that has been slow to be used more widely in Quebec, is gradually proving its potential in the boreal forest for adaptation and mitigation of climate change. The purpose of this thesis was to evaluate the performance of two types of partial cutting to create high quality wood products with long half-life cycle in the boreal forest. More specifically, the goal was to compare the effect of continuous cover irregular shelterwood and commercial thinning on growth potential of residual stems and wood product yield compared to the control scenario of clearcutting only. Using the Montmorency Forest as a case study, the 3-PG model was used to simulate the growth and harvesting of monospecific stands of balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill) and white spruce (Picea glauca (Moench) Voss). Using StatSAW, the assortment of wood products from harvests was estimated for the different treatments. The most striking results were observed on the quadratic diameter of residual stems. For balsam fir, a gain of 1.9, 2.5 and 3.3 cm was observed following commercial thinning of 25%, 33% and 40% of the basal area respectively. For stands submitted to the continuous cover system, a gain of 5.6 and 3.3 cm was observed compared to the control at 70 and 90 years. For white spruce, a gain of 1.8, 2.5 and 3.2 cm was observed for the commercial thinning at 25%, 33% and 40% respectively. For the continuous cover, a gain of 5.1 and 3.6 cm was observed compared to the control (clearcut only) at 70 and 90 years. Despite the significant gains in diameter in both species, the cumulative assortment of products of the commercial thinning at the final cut of 70 years did not differ from the reference of clearcutting (without thinning). However, from a perpetual harvesting perspective, continuous cover irregular shelterwood showed the best potential for generating larger-sized wood products that can store carbon over long periods. The last harvest, which would be repeated in subsequent cuts, shows the highest sawnwood proportions, with the largest product sizes having high potential for construction use, where the longest half-life times are observed. To better establish the potential of partial cuts to address climate change, a full carbon budget would be required, including the carbon dynamics in ecosystems and wood products. Also, it would be necessary to evaluate the impact of natural disturbances, such as the spruce budworm, on stands treated by this type of harvesting. In conclusion, the results suggest that partial cuts, particularly when included in a continuous cover harvest system, have a strong potential to contribute to climate change mitigation.

La structure d'une pessière à lichens ancienne située à la limite des arbres dans la région de la rivière Boniface (570 45' N; 760 20' 0), au Québec nordique, a été caractérisée afin de mieux comprendre la dynamique spatio-temporelle de cet écosystème rare. Les arbres et les caractéristiques pédogénétiques des sols ont été étudiés pour décrire la forêt, reconstituer son historique au-delà du dernier feu et vérifier que ce peuplement est en équilibre avec le climat actuel en l'absence de perturbation (feu). La forêt s'est établie après un feu survenu il y a 950 ans et la radiodatation des charbons de bois du sol indique qu'il y aurait eu plusieurs épisodes de feux entre 2700 et 950 ans étal. BP. La fréquence des feux était d'environ 300 ans pendant cette période, alors qu'elle est nulle depuis le dernier feu. Les courbes de structure de taille (hauteur et diamètre) en J inversé indiquent que la forêt est ancienne et qu'elle est en équilibre avec le climat actuel en l'absence de feu. L'étude dendrochronologique a permis de dater l'époque de vie des arbres. Depuis le dernier feu, les épinettes se sont établies à toutes les époques. La longévité des individus, variant généralement entre 150 et 350 ans, indique que les individus vivant présentement dans le site ne sont pas issus de la première cohorte après feu. Par contre, peu de reproduction par des graines, permettant l'établissement de nouveaux individus à une grande distance des parents, a été observée. La forêt se maintient plutôt grâce au marcottage en l'absence de feu et les épinettes issues de marcottes se trouvent toujours à proximité de l'individu-mère. La distribution du couvert végétal est donc relativement stable depuis 950 ans. On a observé que la stabilité du couvert en un endroit donné favorise la différentiation des sols qui sont davantage podzolisés sous les épinettes (podzol humoferrique) que sous les lichens (brunisol dystrique éluvié). Toutefois, depuis l'installation de la forêt, il y a plutôt eu une uniformisation du degré de podzolisation des sols causée par le déplacement des épinettes et des lichens suite à chacun des feux qui se sont produits entre 2700 et 950 ans étal. BP.

L'objectif de cette étude était d'évaluer la réaction des micromammifères et des oiseaux à quatre traitements sylvicoles différant dans leur intensité de récolte de bois dans la forêt boréale irrégulière, soit deux coupes de jardinage (60 et 73 % de rétention d' arbres), une coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM, 17-23 % de rétention d' arbres) et une coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS, <10 % de rétention d' arbres). Les communautés de micromammifères et d' oiseaux retrouvées dans les CPRS et les CPPTM étaient composées majoritairement d' espèces de milieux ouverts. Au contraire, les deux coupes de jardinage ont pu maintenir la plupart des espèces associées aux vieilles forêts, de sorte que les communautés retrouvées dans les peuplements ainsi traités -ressemblaient aux communautés animales des peuplements non coupés. Les coupes de jardinage représentent donc une avenue prometteuse pour maintenir, au moins à court terme, les communautés fauniques associées aux peuplements mûrs et surannés de la forêt boréale irrégulière.

La compréhension des déterminants de la répartition des organismes est un thème central en écologie. Mon objectif était de mieux comprendre l'influence de quatre facteurs sur la répartition des oiseaux et des micromammifères des forêts boréales naturelles et aménagées : la sélection d'habitat, le parasitisme, la compétition et la prédation. Alors que la relation entre la diversité et l'hétérogénéité de l'habitat était établie, la contribution relative de la structure et de la composition de l'habitat était incertaine. Mon étude a montré que la structure et la composition de l'habitat expliquaient la même variance dans 96 assemblages d'oiseaux occupant les vieilles forêts boréales, bien que certaines espèces répondent uniquement à la structure ou à la composition de l'habitat. Ces résultats étaient similaires à cinq échelles spatiales, soit pour des rayons de paysage allant de 100 à 1000 m autour des stations. Les stratégies de conservation devraient mettre autant d'emphase à préserver la structure et la composition de l'habitat. Ensuite, j'ai démontré que le parasitisme par l'oestre (Cuterebra spp) pourrait contribuer à la dynamique de 36 populations du campagnol à dos roux (Myodes gapperi), le micromammifère le plus abondant en forêt boréale naturelle. La probabilité de survie de 341 campagnols diminuait avec l'infection dans des conditions de stress élevé. Le principal facteur responsable du risque individuel d'infection était l'abondance de campagnols plutôt que les traits d'histoire naturelle ou les variables d'habitat. La croissance estivale des populations était négativement reliée à la prévalence du parasite. Enfin, j'ai déterminé quels facteurs, parmi la prédation et la compétition, influençaient davantage la répartition du campagnol à dos roux en fonction d'un gradient d'intensité de l'exploitation forestière. Pour ce faire, j'ai utilisé une expérience sur l'effort d'approvisionnement dans 29 stations. La compétition interspécifique avec les souris sylvestre (Peromyscus maniculaîus) semblait être le principal facteur responsable du déclin des populations de campagnols à dos roux induit par l'exploitation forestière. En conclusion, cette thèse améliore la connaissance des facteurs régissant la répartition de la faune boréale, grâce à la combinaison originale de l'étude des assemblages d'espèces, de la dynamique des populations et du comportement animal. Mes résultats devraient fournir des renseignements utiles à l'aménagement durable de nos forêts.