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.

Les feux sont un phénomène naturel dans la forêt boréale du Canada. Ils sont étroitement liés à la croissance et au développement de cet écosystème. Cependant, l’augmentation des activités anthropiques associées au changement climatique graduel peuvent provoquer un accroissement des épisodes de feux. Un tel accroissement pourrait avoir des effets indési-rables sur l'industrie forestière en raison d’une rupture de l'approvisionnement en bois sur une période de planification à long terme. Cette thèse explore une approche alternative pour concevoir des stratégies qui réduiront l'impact potentiel des feux de forêt sur les revenus à long terme générés par la vente de produits forestiers ciblés, et ce, au moyen d’une politique d’aménagement forestier spécifique. L'étude est basée sur les données de trois unités d’aménagement forestier localisées dans la région boréale de la province de Québec au Ca-nada. Les modèles de politique de planification de la récolte forestière ont été résolus en utilisant la programmation linéaire intégrée avec un taux de brûlage constant. Les options de récolte prescrites par les modèles de planification ont été évaluées à l’aide d’un modèle de simulation de paysage intégré avec un taux de brûlage stochastique. Parmi les quatre modèles pris en compte, le modèle verticalement intégré (modèle 4) a géné-ré les revenus les plus élevés tout en ayant les variations les moins importantes de revenu au sein et entre les périodes pour l'horizon de planification. Ce modèle a permis de maximiser la valeur actuelle nette des recettes provenant de la vente de produits de première transfor-mation pour les deux premières périodes soumis à une récolte forestière constante et à des volumes de bois récupérés durant une période de planification complète. Les revenus plus élevés et les variations plus faibles suggèrent que le modèle peut réduire le risque des im-pacts des feux de forêt sur les revenus comparativement aux trois autres modèles, y compris le modèle de rendement soutenu qui maximise le volume de la récolte soumis à des flux constants du volume de récolte durant une période de planification (modèle 1). L'analyse des dépenses de gestion des incendies a démontré que l’augmentation de telles dépenses peut réduire le coût de lutte contre les feux et augmenter les revenus de la récolte tout en diminuant la variabilité. Cependant, il y a un niveau optimal de dépense qui dépend de la structure forestière et des régimes de feux. Par conséquent, une répartition optimale des dépenses de prévention peut réduire le risque d'impact du feu sur l’économie forestière à long terme. La pérennité des écosystèmes est importante en gestion forestière. Par conséquent, l'intégri-té écologique est de plus en plus préoccupante en ce qui concerne les forêts publiques cana-diennes qui sont aménagées à des fins commerciales. La mise en œuvre d’une politique de récolte exigeant la conservation des vieilles forêts tout en tenant compte de l'impact poten-tiel du feu peut avoir des effets négatifs sur les revenus. Les impacts peuvent être réduits en choisissant une politique de gestion forestière alternative. La réduction des revenus à court terme peut être compensée par des retours à long terme générés par la valeur ajoutée asso-ciée à l'âge du bois en utilisant des politiques alternatives. Finalement, les résultats démontrent que le modèle de planification de la récolte intégrée verticalement et l’optimisation des efforts de gestion du feu peuvent accroître les revenus à moyen et à long terme de l'industrie forestière. Le modèle réduit le risque de perte de reve-nus lié à la rupture de l'approvisionnement lorsque l'impact du feu est inclus dans le proces-sus de planification. De plus, les solutions prescrites dans ce modèle aident à réduire le taux de récolte et à augmenter le volume des stocks qui peut être un coussin en prévision des feux qui surviennent de façon très variable au cours des périodes de l’horizon de planification. / Forest fire is a natural process in the boreal forest region of Canada and it is strongly con-nected to forest growth and development. Yet, increasing anthropogenic activities coupled with gradual climate change can increase fire occurrence and area burned. Such an increase may cause adverse impacts on the forest-based economy by the potential disruption of tim-ber supply over a long-term planning horizon. This thesis explores an alternative approach to designing strategies to reduce the potential impact of fire on long-term revenues generated by the sale of prescribed harvest products using a specified forest management policy. The study is based on data from three commercially-managed forests located in the boreal forest region of the province of Quebec, Canada. The harvest planning policy models were solved using a constant average annual burn rate-embedded in a linear programming model. The harvest solutions prescribed by the planning model were evaluated by implementing them in a stochastic landscape simulation model. Among the four policy models examined, vertically integrated model (model 4) generated the highest revenue with the least within- and among-period variation in revenue over the planning horizon. This model maximized the net present value from the sale of primary-processed wood products for the first two periods subjecting to the constant flows of har-vest timber and recovered lumber volumes for an entire planning horizon. The higher reve-nue and lower variation suggest that the model can have lower risk of fire impacts on reve-nue compared with the other three models including the status quo sustained-yield policy model (model 1) that maximizes harvest timber volume subject to constant flows of the harvest volume over the planning horizon. Analysis of fire management expenditures demonstrated that increased presuppression ex-penditure can reduce suppression costs and increase the revenue from the harvest while lowering the variability. However, there is an optimal level of expenditure, which depends on the structure of the forest and fire regimes. Hence, an optimal allocation of presuppres-sion expenditure can reduce the risk of the fire on the long-term economics of the forest. Ecosystem sustainability is important for forest management. Therefore, ecological integrity is of increasing concern with respect to commercially-managed public forests in Canada. Implementation of a harvest policy with strict requirement of old-growth forest area con-straint while accounting for the possible impact of fire can have adverse impacts on reve-nue. The impacts can be reduced by selecting alternative forest management policies. The short-term reduction in revenue from harvests can be compensated for by long-term eco-nomic returns provided by age-related value accumulation of the harvest timber using alter-native policies. Finally, based on the results, the vertically integrated harvest planning model coupled with optimal fire management efforts can increase long-term average revenue to wood industry. The model lowers the risk of loss of revenue due to supply disruptions when the impact of fire is accounted for in the planning process. In addition, the solutions prescribed by this model help reduce the harvest rate and increase stock volume which can act as a buffer for the highly variable potential fires in the successive periods over a planning horizon.

Cette thèse examine la consommation de champignons hypogés par les micromammifères dans la forêt boréale de l’Est du Canada, dans le but de mieux comprendre la diversité et l’habitat de ces organismes. Le premier chapitre dresse un portrait de la diversité des champignons hypogés potentiellement consommés par les micromammifères, à partir d’échantillons fongiques provenant du raclage du sol. Ces échantillons ont été identifiés grâce à des caractères morphologiques macroscopiques, microscopiques et moléculaires obtenus par séquençage Sanger de l’espaceur transcrit interne du ribosome nucléaire (ITS - le « code à barres » fongique). De plus, cette thèse présente un metabarcoding de l’ADN fongique retrouvé dans les fèces de micromammifères mycophages grâce à la technologie de pyroséquençage 454 FLX+. L’identification des micromammifères ayant produit ces fèces a été obtenue en utilisant la technologie de séquençage Sanger sur une section du cytochrome b de l’ADN animal. La présence de 28 espèces de champignons hypogés fut confirmée. Ces espèces provenaient des phyla Ascomycotina, Basidiomycotina et Zygomycotina, incluant onze nouvelles mentions pour cette région. Dans le deuxième chapitre, la répartition spatiale des champignons hypogés, tirée de l’ADN de 230 échantillons fécaux de micromammifères, a été mise en relation avec des caractéristiques des peuplements forestiers. Douze espèces hypogées ont été identifiées dans cet ADN, incluant quatre espèces assez fréquentes pour permettre une analyse des facteurs de répartition. Deux de ces espèces, Chamonixia caespitosa et Cortinarius pinguis, étaient associées principalement à la présence de bryophytes. Une autre, Hydnotrya cubispora, était associée à une faible quantité de débris ligneux au sol et à une faible présence d’essences d’arbres à feuilles caduques. Une dernière espèce, Endogone sp.1, n’était associée à aucune de ces caractéristiques. Sur la base de 596 échantillons fécaux prélevés en 2011 et 2012, le troisième chapitre présente les espèces de micromammifères mycophages, examinant la proportion d’individus ayant consommé au moins un champignon hypogé et les espèces fongiques retrouvées dans l’alimentation de chacune des espèces animales étudiées. Cette troisième partie de l’étude a été réalisée dans 131 différents sites qui furent échantillonnés dans cinq régions de la forêt boréale de l’Est du Canada, constituées principalement sapinière à bouleaux blancs. Les données furent extraites de neuf espèces de micromammifères avec une proportion de mycophagie variant entre 0% et 81%. Un total de 27 champignons hypogés furent identifiés dans les échantillons fécaux. Nos résultats concordent avec la littérature et révèlent de nouvelles informations relativement à la mycophagie animale dans l’Est du Canada telles que la consommation de Barssia sp., Leucangium carthusianum, Alpova cf. diplophloeus, Chamonixia caespitosa et Cortinarius pinguis par le campagnol à dos roux de Gapper (Myodes Gapperi); la consommation d’Hydnotrya spp. par la grande musaraigne (Blarina brevicauda); de Chamonixia caespitosa et de Cortinarius pinguis par la souris sylvestre (Peromyscus maniculatus) et d’Endogone sp. par l’écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus). / This thesis examines the consumption of hypogeous, sequestrate fungi by micro-mammals in the eastern Canadian boreal forest, in order to gain a better understanding of the diversity and habitat of these fungi. The first chapter surveys hypogeous, sequestrate fungi potentially available for consumption by micromammals, based on samples obtained from ground-scraping. We identified these samples using morphological and cellular criteria, as well as molecular criteria based on Sanger sequencing of the nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS - fungal barcode). Additionally, this thesis presents fungal metabarcoding of feces obtained from mycophagous micromammals using 454 FLX+ technology. We identified micromammals with Sanger sequencing over a section of cytochrome b of the animals’ DNA. We confirmed the occurrence of 28 species of hypogeous, sequestrate fungi. Those species came from phyla Ascomycotina, Basidiomycotina and Zygomycotina, including eleven new species records for the area. In the second chapter, we examinated the spatial distribution of hypogeous, sequestrate fungi from 230 fecal samples in relation to forest stand characteristics. This subsample yielded twelve hypogeous, sequestrate species, four of them occurring frequently enough for their distribution to be analyzed. Two of these species, Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis, were associated mostly with the occurrence of bryophytes. Another species, Hydnotrya cubispora, was negatively associated with two characteristics: coarse woody debris and deciduous trees. Endogone sp. 1 was not associated with any specific characteristic. Based on 596 fecal samples collected in 2011 and 2012, Chapter 3 documents which micromammal species are mycophagous, their proportion of mycophagy, and finally which hypogeous, sequestrate fungal species occur in diet of each animal species. This third chapter was based on 131 sites sampled in five regions of eastern Canadian boreal forest mostly consisting of balsam fir and white birch. From the nine micromammals species, the mycophagous extent ranged from 0% to 81%. A total of 27 hypogeous, sequestrate fungi were identified in the fecal samples. Our results are consistent with the current literature and significantly broadens the documented range of fungal species consumed by micromammals of eastern Canada, such as Barssia sp., Leucangium carthusianum, Alpova cf. diplophloeus, Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis by the red-backed vole (Myodes gapperi); Hydnotrya spp. by the great shrew (Blarina brevicauda); Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis by the Scots mouse (Peromyscus maniculatus); and Endogone sp. by the red squirrel (Tamiasciurus hudsonicus).

La forêt boréale recouvre 30% de la surface du Canada et 14% de la surface émergée de la terre. Les changements climatiques vont fortement l’affecter, et ces écosystèmes vont significativement impacter la climatologie et l’hydrologie mondiale avec des échanges importants d’eau, d’énergie et de carbone entre le sol et l’atmosphère. Il est maintenant crucial de bien comprendre le bilan d’énergie de surface sur ce biome pour efficacement prévoir son comportement et son évolution dans un climat changeant. Beaucoup d’études ont analysé le bilan d’énergie de la forêt boréale, mais des lacunes importantes subsistent : il y a peu d’études en terrain non plat, ou dans des zones recevant d’importantes précipitations, ou encore avec des mesures à des échelles spatiales variées, et encore moins des combinaisons de ces trois possibilités. Le principal but de cette thèse est d’attaquer ces lacunes de front en offrant l’analyse du bilan d’énergie et de l’évapotranspiration d’une forêt boréale humide couvrant une topographie prononcée, et ce à plusieurs échelles spatiales (point : ~m²; locale : ~ha; régionale : ~km²). Les résultats sont principalement basés sur une campagne de mesures ayant cours à la forêt Montmorency de l’Université Laval, à 80 km au nord de Québec, Canada. La forêt est une sapinière à bouleau blanc avec des arbres à divers degrés de maturité. Là, deux tours à flux mesurant tous les termes du bilan d’énergie sont installés depuis l’automne 2015. Trois objectifs spécifiques sont associés à trois échelles spatiales de mesure ou de modélisation dans un gradient allant de l’échelle ponctuelle vers l’échelle régionale. Dans un premier objectif, l’hétérogénéité spatiale du couvert forestier est caractérisée par des mesures de rayonnement solaire sous-canopée. Ensuite, l’évaluation de la densité de végétation permet de paramétrer un schéma de surface pour obtenir la variabilité de l’évapotranspiration et de ses composantes. Les résultats montrent que même si la transmission du rayonnement est très variable de point en point (entre 7% et 69% sur toute la saison), une moyenne spatiale à l’échelle locale représente bien la zone. Les résultats de modélisation indiquent qu’une forêt plus dense cause légèrement plus d’évapotranspiration totale, car elle évapore plus de précipitations interceptées et transpire plus. Une forêt plus dense évapore toutefois moins d’eau au sol, ce qui peut mener à une humidité du sol accrue dans des conditions de sécheresse momentanée. / Dans le deuxième objectif, l’impact de fortes précipitations sur le bilan d’énergie à l’échelle locale et l’évapotranspiration en forêt boréale est évalué. Pour ce faire, le site principal de la forêt Montmorency est d’abord comparé avec 13 sites en forêt boréale dans le monde sur la base du bilan d’énergie et de l’évapotranspiration. La forêt Montmorency est le site qui reçoit le plus de précipitations avec ~1600 mm a⁻¹. Pour tous les sites, la précipitation reçue est liée à l’évapotranspiration annuelle, et c’est aussi le site principal qui a la plus forte évapotranspiration, avec ~550 mm a⁻¹. Grâce à des mesures précises des débits sortants du bassin versant de 3.5 km² contenant les sites de mesure, le bilan hydrique est clairement établi : l’eau excédentaire provenant des précipitations est principalement évacuée par des débits sortants dans les cours d’eau du bassin versant, à une hauteur de ~1050 mm a⁻¹. Pour le troisième objectif, la méthode de la scintillométrie à deux longueurs d’onde est testée sur le site d’étude et ses mesures du bilan d’énergie à l’échelle régionale sont comparées à celles à l’échelle locale. Les scintillomètres sont installés à travers une vallée où est également présente une des deux tours à flux. Les faisceaux électromagnétiques parcourent 1347 m à une hauteur variant entre 5 et 100 m et une hauteur efficace de 88 m. Les résultats montrent que les deux montages expérimentaux ont une faible concordance au niveau des paramètres de structure météorologiques, mais une concordance plus qu’acceptable au niveau des flux turbulents. Pour ces derniers, la corrélation entre les scintillomètres et la tour à flux est optimale lorsque les faisceaux électromagnétiques sont entièrement inclus dans la couche de surface atmosphérique. Cependant, comme la hauteur des faisceaux est hautement variable, ceux-ci se retrouvent la plupart du temps en partie dans la couche de surface atmosphérique, ce qui mène à une corrélation tout de même acceptable dans ces circonstances. Néanmoins, les mesures des scintillomètres sont souvent de qualité douteuse lors des périodes nocturnes et lorsque l’atmosphère est stable. En bref, la forêt boréale étudiée exhibe un bilan d’énergie et une évapotranspiration significativement différents d’autres sites dans des biomes semblables recensés dans la littérature. Cette thèse apporte des précisions importantes sur ce type d’environnement. De plus, la thèse offre des outils méthodologiques rigoureux pour évaluer le bilan d’énergie à diverses échelles spatiales et élabore sur le passage entre ces échelles, une contribution à ne pas négliger pour les modélisateurs hydrologiques et du climat au Canada et dans le monde. / For the third objective, the two-wavelength scintillometry method is evaluated at the study site and its regional energy balance measurements are compared to those at the local scale. The scintillometers are installed across a valley where one of the two flux towers is localized. The scintillometers’ electromagnetic beams travel 1347 m at a height varying between 5 and 100 m and an effective height of 88 m. The results show that the two experimental systems have a low agreement in terms of the meteorological structure parameters, but a more than acceptable agreement for the turbulent fluxes. For the latter, the correlation between scintillometers and flux tower is optimal when the electromagnetic beams are entirely included in the atmospheric surface layer. However, since the beam height is highly variable, they are more often than not partially present in the atmospheric surface layer anyway, which leads to a correlation that is still acceptable in these circumstances. However, measurements of scintillometers are often unrealistic during nocturnal periods and when the atmosphere is stable. In short, the studied boreal forest exhibits an energy balance and evapotranspiration significantly different from other sites in similar biomes referenced in the literature. This thesis provides important details on this type of environment. In addition, the thesis offers rigorous methodological tools to assess the energy balance at various spatial scales and elaborates on the possibility of upscaling and/or downscaling results, a contribution not to be overlooked for hydrological and climate modelers in Canada and around the world. / The boreal forest covers 30% of Canada's surface and 14% of the earth's land surface. Climate change will severely affect it, and these ecosystems will in turn impact climate and global hydrology with significant exchanges of water, energy and carbon between the soil and the atmosphere. It is now crucial to understand the surface energy balance of this biome to effectively predict its behavior and evolution in a changing climate. Many studies have analyzed the energy balance of the boreal forest, but significant gaps remain: there are little studies in non-flat terrain, or in areas receiving significant rainfall, or with measurements at various spatial scales, let alone combinations of these three possibilities. The main aim of this thesis is to fill these gaps with a rigorous analysis of the energy balance and evapotranspiration of a boreal forest covering a pronounced topography, and this at several spatial scales (point: ~m², local: ~ha, regional: ~km²). The results are mainly based on a measurement campaign taking place at the Montmorency Forest of Université Laval, 80 km north of Québec, Canada. The forest is a balsam fir – white birch forest with trees of varying degrees of maturity. There, two flux towers are measuring all the energy balance terms since autumn 2015. Three specific objectives are associated with three spatial scales of measurement or modeling in a gradient from the point scale to the regional scale. In a first objective, the spatial heterogeneity of the forest cover is characterized by sub-canopy solar radiation measurements. Then, the vegetation density evaluation makes it possible to parameterize a land-surface scheme to obtain the variability of the evapotranspiration and its components. The results show that even though the transmission of radiation is highly variable from point to point (seasonal average between 7% and 69%), a spatial average at the local scale represents the area quite well. Modeling results indicate that a denser forest causes slightly more total evapotranspiration because it evaporates more intercepted precipitation and generates more transpiration. A denser forest, however, evaporates less water on the ground, which can lead to increased soil moisture under conditions of momentary drought. In the second objective, the impact of heavy rainfall on the local energy balance and evapotranspiration in the boreal forest is evaluated. To do this, the main site of Montmorency Forest is first compared with 13 boreal forest sites around the world on the basis of energy balance and evapotranspiration. The Montmorency Forest is the site receiving the most rainfall with ~1600 mm y⁻¹. For all sites, the precipitation received is positively related to annual evapotranspiration, which means the main site has the highest evapotranspiration rates, with ~550 mm y⁻¹. With accurate measurements of the outflow from the 3.5 km² watershed containing the Montmorency Forest measurement sites, the water balance is clearly established: excess water from precipitation is mainly discharged through outflows of the watershed, to an extent of ~1050 mm y⁻¹.

Chaque année en forêt boréale, les feux génèrent de grandes quantités d’arbres morts au Québec. Considérés comme une perte de revenu potentiel pour l'économie, le gouvernement demande qu'une partie de ces arbres soit récupérée. C'est d'ailleurs une pratique connaissant une tendance à la hausse au niveau mondial. Par contre, la récupération de ce bois est régie par diverses contraintes, dont la rentabilité des opérations et le respect des normes d'aménagement forestier écosystémique (AFE) visant la conservation de la biodiversité associée aux forêts brûlées. La mise en application de l'AFE nécessite de connaître l'impact du feu sur la forêt et ce de façon spatialement explicite. Dans cette optique, nous avons d’abord évalué la sévérité du feu sur le terrain dans 60 sites d’études répartis à travers cinq brûlis. Nous avons ensuite évalué le potentiel du « differenced Normalized Burn Ratio » (dNBR), une méthode de télédétection développée par des chercheurs américains pour estimer la sévérité du feu, à offrir une représentation fidèle des conditions de terrain. Les résultats positifs de cette étape nous ont permis de considérer le dNBR pour bonifier les outils d’aménagement utilisés en forêts brûlées. Du point de vue de la rentabilité de la récupération, nous avons utilisé le dNBR pour prédire la densité des attaques de Monochamus spp. (Coleoptera: Cerambycidae), qui constituent une source importante de dégradation de la qualité du bois et incidemment de sa valeur. Les connaissances acquises sur l’écologie des Monochamus spp. et les modèles établis permettent de prédire les niveaux d’attaques de ces insectes en fonction de l’essence, du diamètre des tiges et de la sévérité du feu (dNBR). Ensuite, suivant le cadre de l'AFE, nous avons cherché à identifier les forêts à haute valeur de conservation pour la biodiversité, en utilisant les coléoptères saproxyliques comme groupe indicateur, et les variables clés que sont l’essence, la dimension des arbres et la sévérité du feu (dNBR). Cela nous a permis d’identifier six groupes d’espèces écologiquement liées, desquels nous avons identifié trois groupes ayant un fort lien avec l'habitat brûlé. Puisque ces trois groupes contiennent des espèces associées aux brûlis et qu'elles sont liées à des habitats prisés par la récupération, comme le pin gris et les tiges de gros diamètres, ces espèces pourraient être négativement affectées par la récupération. Les résultats de nos travaux, grâce à l'utilisation d'un indicateur spectral de la sévérité du feu (dNBR) dans les outils d'aménagement, rendront possible l'optimisation de la récupération après feu, tant des points de vue économique que de la conservation, et ce dans le respect de l'AFE. / Each year in the boreal forest, wildfires generate large amounts of dead trees in Quebec. Considered a potential loss of revenue for the economy, the government asks that a part of those trees is salvaged. This is also a practice experiencing a rising trend worldwide. On the other hand, post-fire salvage logging is governed by various constraints, concerning both the profitability of operations and compliance with the standards of the forest ecosystem management (FEM) aiming at conserving the biodiversity associated with burned forests. The implementation of FEM requires knowledge on the impact that fire has on the forest in a spatially explicit manner. In this light, we first evaluated on site burn severity for 60 study sites distributed accross 5 burns. We then assessed the ability of the differenced Normalized Burn Ratio (dNBR), a remote sensing method developed by US researchers to estimate burn severity, at providing an accurate representation of the terrain conditions. The positive results of this step allowed us to consider the dNBR improve management tools of burned forests. From the viewpoint of the profitability of salvage logging, we then evaluated the density of Monochamus spp. (Coleoptera: Cerambycidae) attacks, which constitute an important source of quality degradation of wood and incidentally their value. The knowledge acquired on the ecology of Monochamus spp. and established models predict the levels of these insects attacks based on tree species, stem diameter and burn severity (dNBR). Thirdly, following part of the FEM, we sought to identify high conservation value stands for biodiversity, using saproxylic beetles as an indicator group, and key variables that are tree species and diameter, as well as burn severity (dNBR). This allowed us to identify six groups of ecologically related species, of which, we identified three groups having a strong association with the burned habitat. Since these three groups contain species associated to burns, that are linked to habitats often salvaged such as jack pine and large diameters, they may be adversely affected by salvage logging. The results of our work, by using a spectral index of burn severity (dNBR) in management tools, make possible the optimization of post-fire salvage logging, from both the economic and conservation points of view, in compliance with the FEM.

Dans un contexte d’aménagement forestier, la dynamique spatio-temporelle des habitats est susceptible d'isoler les oiseaux nicheurs durant des périodes de plusieurs années, exerçant une pression pour une grande mobilité chez les oiseaux en dispersion. Les grandes distances migratoires de certaines espèces s'ajoutent aux pressions favorisant la mobilité. Par contre, les déplacements dans un feuillage dense peuvent imposer de fortes contraintes aux attributs conférant une grande mobilité aux oiseaux. Du point de vue de la conservation, il serait très utile de prévoir la réponse des différentes espèces d'oiseaux à la fragmentation de leur habitat, à partir de leurs traits écologiques. La morphologie des ailes d’oiseau, notamment la projection des rémiges primaires, est un indicateur clé de mobilité, et pourrait donc servir à de telles prédictions. Malgré les contraintes aérodynamiques, la projection primaire varie considérablement d’une espèce à l’autre. Afin de mieux comprendre les facteurs déterminant cette diversité, j’ai mesuré les ailes de 1017 spécimens vivants de 22 espèces d’oiseaux à la Forêt Montmorency (Québec) en 2013 et 2014. Conformément à mes prédictions, les espèces d’oiseaux dont la projection des primaires était plus longue migrent sur de plus longues distances et vivent dans des habitats ayant un faible indice de densité végétale. Par contre, je n'ai trouvé aucun lien entre la densité moyenne des populations en nidification, un indicateur d'isolement, et la morphologie des ailes. Ces résultats suggèrent que les réponses variées des oiseaux forestiers face à la fragmentation de leurs habitats seraient difficilement prévisibles par la morphologie liée au vol. Mots clés : fragmentation d’habitat, isolement de l’habitat, morphologie des ailes, écomorphologie, distance migratoire, densité de végétation. / In a forest management context, spatiotemporal dynamics of habitats may isolate nesting birds for several years, thus favoring individuals with greater mobility during dispersal. Great migration distances in some species add to the factors selecting for greater mobility. However, high foliage density may exert a negative influence on morphological attributes conferring great mobility. It would be useful from a conservation perspective, to predict responses of different species to habitat fragmentation based on their traits. Wing morphology, particularly the projection of primary flight feathers, is a key indicator of mobility, and could help such predictions. Despite strong aerodynamic constraints, primary projection varies considerably among species. To better understand factors leading to interspecific differences in mobility, I measured the wings of 1017 live birds of 22 species in 2013 and 2014. Bird species that had a longer primary projection migrate over long distances and are tended to live in habitats with low density index, in accordance to our predictions. However, I found no link between the mean breeding population density, an indicator of isolation, and primary projection. Those results suggest that the varied responses of forest birds to habitat fragmentation would be difficult to forecast based on wing morphology. Keywords: habitat fragmentation, isolation of habitat, wing morphology, trait-based ecology, migration distance, vegetation density.

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.