Ce projet visait à mieux comprendre la répartition de la végétation riveraine en forêt boréale québécoise. La végétation adjacente à cinq types de plans d’eau ou cours d’eau a été inventoriée dans quatre provinces naturelles recoupant d’est en ouest tout le Nord de la forêt boréale commerciale québécoise en paysage forestier vierge. Certaines caractéristiques physiques du milieu ont été évaluées. La végétation riveraine variait selon la province naturelle principalement en fonction de la topographie. Les profils d’élévation particuliers à certains types de lacs et cours d’eau ont généré des communautés végétales distinctes dont les patrons de répartition ont été résumés en toposéquences. Celles-ci révèlent la présence récurrente de trois différentes sous-zones au milieu riverain : le dénudé humide, la forêt riveraine humide et la forêt riveraine sèche. Ces trois sous-zones, qui couvraient en général environ 40 m à partir de la rive, s’étendaient davantage dans les régions au relief plat. / The aim of this project was to improve the knowledge of riparian plant distribution in the boreal forest of Quebec. Vegetation adjacent to five types of water bodies or watercourses was sampled in the four ecoregions covering from East to West all the northern part of Quebec’s commercial boreal forests restricted to natural landscapes. Some physical factors of the riparian area were also evaluated. Mainly, riparian vegetation varied among ecoregions in relation with topography. Particular elevation profiles for some types of water bodies and watercourses supported distinct plant communities. Patterns of plant communities were summarized in toposequences that consistently reveal the existence of three different sub-areas in the riparian area: untreed wetland, riparian wet forest, and riparian dry forest. Those three sub-areas generally covered about 40 m from the shore and extended even more in flat regions.

L’objectif principal de l’inventaire écologique réalisé est la caractérisation des sites avec présence d’éricacées : Rhododendron groenlandicum, Vaccinium sp. et Kalmia angustifolia, des forêts de la Côte-Nord, ainsi que de comprendre davantage leurs exigences écologiques. Quatre-vingt-dix-sept sites ont été étudiés au nord de Baie-Comeau, tous provenant de pessières noires à mousses (Picea mariana) vierges. Le Rhododendron est l’espèce éricacée dont le recouvrement moyen du parterre forestier est le plus important suivi par les Vaccinium et le Kalmia. Leur présence a été associée aux pessières noires ouvertes et aux sols acides, de textures grossières et pauvres en éléments nutritifs. Leur recouvrement diminuait avec la dominance des sapins (Abies balsamea). Quatre associations végétales ont été identifiées. L’une d’elles regroupait les trois espèces d’éricacées et trois espèces de Cladina. Les résultats de cette recherche pourront aider à classifier les sites selon leur niveau de vulnérabilité à l’envahissement par les plantes éricacées après coupe forestière. / The objective of the present ecological inventory was to characterize the presence of three common ericad species: Rhododendron groenlandicum, Vaccinium species and Kalmia angustifolia, in Quebec North Shore forests, and to better understand their presence in relation to environmental factors. Ninety-seven sites within the undisturbed black spruce-feathermoss (Picea mariana) forest north of Baie-Comeau were selected for the study. Rhododendron had the highest mean cover, followed by Vaccinium and Kalmia. The presence of these species was associated with an open forest canopy, acid, coarse-textured and nutrient-poor soils. Ericads were strongly associated with black spruce-dominated forests, with presence decreasing as the balsam fir (Abies balsamea) component increased. Four vegetation associations were identified, including an Ericad-lichen group that included the three ericads and three Cladina species. Results may be used to help identify and classify sites vulnerable to ericaceous invasion after forest harvest.

Plusieurs sommets occupés par une végétation de toundra sont répartis à travers la zone boréale au Québec jusqu'à la limite nord de la toundra forestière. Leur formation et la diversité végétale qui s'y trouve ont été peu étudiées jusqu'à maintenant. L'objectif principal de cette étude est donc de répertorier la flore des sommets de toundra le long d'un transect latitudinal et de relier leur nature et leur diversité à plusieurs facteurs causaux potentiels, dont la latitude, l'altitude de la limite des arbres, le temps écoulé depuis le dernier feu, l'époque présumée du déboisement des sommets alpins et la proportion de sol nu. L'objectif secondaire de cette étude est d'évaluer la relation qui existe entre l'altitude de la limite des arbres et la latitude. Les résultats montrent que le feu associé au climat est l'élément responsable de la création des sommets de toundra. Après un feu, les populations arborescentes se régénèrent en fonction des conditions climatiques. Tous les sommets semblent avoir été dénudés pendant deux périodes de l'Holocène, soit entre 100 à 400 années cal. BP et 1150 à 2000 années cal. BP. Le temps écoulé depuis le dernier feu et l'époque du déboisement exercent peu d'influence sur la végétation des sommets alpins étudiés, probablement à cause de l'ancienneté des événements de feu considérés. Les délais de plusieurs centaines d'années entre le dernier feu ou l'époque du déboisement des sommets alpins sont suffisamment longs pour que le couvert végétal se soit uniformisé. C'est la position latitudinale et la superficie des sommets alpins qui exercent le plus d'influence sur la diversité floristique des îlots de toundra alpine. L'influence de la superficie sur la flore a trait au nombre d'espèces présentes sur les sommets alpins étudiés et sur la diversité végétale. La position latitudinale des sommets alpins a une influence sur la fréquence à laquelle les espèces arctiques, subarctiques et forestières apparaissent. Nos résultats permettent d'approfondir les connaissances sur la répartition des espèces arctiques et subarctiques. La structure de la végétation des sommets alpins étudiés est rudimentaire par rapport à celle de la végétation forestière adjacente. Seules quelques espèces arctiques et subarctiques sont présentes sur ces sommets. Le nombre d'espèces qui risqueraient de disparaître si les sommets de toundra alpine étaient recolonisés par la forêt est donc plutôt faible.

La sélection de l'habitat par les espèces animales est rarement abordée par des études à long terme. Basé sur 11 années de pistage sur la neige, j’ai examiné 1) s’il est possible d’élaborer un indice de population fiable avec des dénombrements de pistes comparés à des ventes de peaux de mustélidés, l'écureuil roux et la marte, 2) si la sélection de l'habitat du lièvre est influencée par la densité de l’espèce, 3) si la profondeur de la neige exerce une influence sur l'utilisation de l’habitat du lièvre, 4) et si l’association spatiale entre la martre et le lièvre est réduite lorsque l’abondance de prédateurs concurrents, le lynx du Canada et le renard roux, augmente. Chaque année, 91,3 km ± 28,9 km (moyenne ± SD) de transects ont été parcourus. Pour le premier objectif, des modèles linéaires généralisés du nombre de pistes de chaque espèce ont été développés, en fonction de l'effet de l'année (variable catégorique) et des descripteurs de la végétation. Les estimations des effets de l'année étaient étroitement associées avec les ventes des peaux d'écureuil roux et de belettes. Le nombre moyen de pistes par effort d’échantillonnage étaient associés avec les ventes de peaux de martre. La fréquentation de jeunes peuplements (20-40 ans) était influencée par l’indice de population de lièvres durant l'année précédente. À l’intérieur d’un hiver, le lièvre était davantage associé à feuillage au-dessus de 2 m (données LiDAR) à mesure que la neige devenait plus profonde. Finalement, la relation de causalité entre le lièvre, la martre, l'écureuil roux, le renard roux et le lynx a été déterminée par l'analyse de piste (path analysis). L’association spatiale entre les lièvres et la martre diminuait lorsque l’abondance de lynx dans l'année précédente était élevée. Cette étude démontre l’importance de la prise en compte de la dynamique écosystémique à long terme tel que le climat et la dynamique de la population, et de l’espèce focale, lors de l’étude de la sélection de l’habitat. Elle incite à la prudence dans les projections à long terme basées sur des approches simples telles que les indices de qualité des habitats. Dans un contexte d’aménagement forestier, il est probable que les changements à court terme et à long terme dans la végétation et l’enneigement, suite aux pratiques forestières et aux changements climatiques, auront des effets complexes sur la répartition spatiale des mammifères hivernants. / Habitat selection by animals has rarely been the focus of long term studies. Based on 11 years study of snow tracking, I investigated whether 1) population indices derived from snow tracking agreed with pelt sales in marten, red squirrel and weasels, 2) habitat selection by snowshoe hare is influenced by conspecific density, 3) snow depth influenced habitat use pattern of snowshoe hare, 4) spatial association between marten and hare is reduced when other hare predators, lynx and fox, are more abundant. Each year, 91.3km ± 28.9 km (mean ± SD) of transects were surveyed. For the first objective, generalized linear models were used for track count of each species as function of year effect (categorical variable) and vegetation variables. Estimates of year effects agreed strongly with pelt sales of red squirrel and weasels. Mean track counts by sampling effort agreed with marten pelt sales. Hare track counts in young (20-40y) forest stands declined with an increase of conspecific density with one year lag. Hare track counts were increasingly associated to stands with high foliage density above 2m (measured with LiDAR), as snow became deeper in the course of winter. Finally, path analyses of the causal relationship between spatial distributions of hare, marten, red squirrel, red fox and Canada lynx suggested that the hare-marten spatial association declined when lynx abundance in the previous year was high. This thesis underlines the importance of accounting for long term ecosystem dynamics such as population and climate, including those of the focal species, in the study of habitat selection. It raises questions about the validity of long-term projections based on simple approaches such as habitat suitability indices. In a forest management context, short- and long-term changes in the vegetation and snow cover, following forest management and climate change, will have complex effect on wintering mammal spatial distribution.

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.

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.

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.