Un des principes de l'aménagement forestier écosystémique consiste à émuler les perturbations naturelles lors des activités de récoltes forestières. Les coupes progressives irrégulières (CPI) sont un nouveau type de traitement sylvicole prometteur en forêt mixte, mais leurs conséquences sur la biodiversité sont méconnues. La salamandre cendrée (Plethodon cinereus), étroitement liée aux débris ligneux, joue un rôle important dans l'écosystème des sols forestiers. Le but de ce projet était de déterminer l'impact de trois types de CPI (coupes en lisière, en trouée et en micropeuplement), relativement à des sites témoins, sur les dynamiques de populations et la condition corporelle de salamandres cendrées. En tout, 64 sites de la région du Témiscamingue ont été échantillonnés à 10 reprises réparties durant l'été 2015 et 2016 dans lesquels deux méthodes d'échantillonnage ont été testées soit les refuges artificiels et des quadrats d'échantillonnage. Les analyses de dynamiques d'abondance ont montré que l'abondance des salamandres des individus ne variaient pas selon les trois différents patrons de coupes de CPI, ni selon les paramètres environnementaux mesurés. Par contre, nos résultats montrent des effets annuels: la condition corporelle des adultes était supérieure en 2015 qu'en 2016 et la probabilité de détection des salamandres adultes était plus élevée en 2016. Pour les juvéniles, leur condition corporelle diminuait avec la progression de la saison et elle était la meilleure dans les traitements en plein et était la plus faible dans les trouées. Ces résultats suggèrent globalement que les CPI maintiennent les attributs d'habitat nécessaires au maintien des populations de salamandres cendrées, 5 à 7 ans après la première coupe. Mots-clés : salamandre cendrée, Plethodon cinereus, dynamiques de populations, coupe partielle, débris ligneux, coupe progressive irrégulière. / Ecosystem-based management aims to preserve old-growth forest attributes using techniques mimicking natural disturbances. Irregular shelterwood logging is a new method applied to mixed forests, but its impacts on forest floor organisms are poorly known. The aim of this study was to quantify the effects on the population dynamics and body condition of terrestrial salamanders of three different treatments of irregular shelterwood (strips, uniform and gaps) 5 – 7 years following harvesting compared to old-growth forest controls. A total of 64 sites in the Témiscamingue region were sampled on 10 occasions during the summer of 2015 and 2016. Two sampling methods were tested, namely artificial refuges and sampling quadrats. Analyses showed that salamander abundance and body condition of individuals did not vary according to the three different irregular shelterwood cut patterns or the environmental parameters measured at the sites. However, the body condition of adult salamanders was lower in 2016 than in 2015 and the detection probability of adult salamanders was greater in 2016 than in 2015. For juvenile salamanders, the body condition decreased with increasing Julian day and the body condition was also highest in uniform treatments and lowest in gap treatments. We conclude that environmental conditions 5 to 7 years following treatments in the three patterns of irregular shelterwood harvesting, are similar to controls in terms of their capacity to support terrestrial salamander populations. Key words : eastern red-backed salamander, Plethodon cinereus, population dynamics, partial cutting, woody debris, irregular shelterwood harvesting

Cette étude a été réalisée dans des peuplements mixtes à feuillus intolérants du domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc dans trois différentes régions du Québec (Portneuf, Mauricie et Lac St-Jean). Quatre-vingt-seize tiges de sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill) et d’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) provenant de trois traitements d’éclaircie précommerciale (ÉPC) ont été analysées et comparées à des tiges de peuplements témoins (non éclaircis). Deux traitements alternatifs d’ÉPC ont été comparés à la norme de 2001. Un premier traitement alternatif consistait à maintenir des tiges résiduelles dans un seul quadrant de la tige dégagée. Le second consistait à espacer de cinq mètres les feuillus intolérants. Les effets de l’ÉPC, cinq ans après traitement, ont été mesurés en fonction des traitements et du nombre de compétiteurs (dans un rayon de quatre mètres autour de la tige échantillon). Les résultats démontrent qu’un nombre élevé de compétiteurs a un effet négatif sur l’accroissement quinquennal en diamètre des tiges et sur le diamètre des branches, mais un effet positif sur le pourcentage moyen de bois final dans le cerne de croissance. Le diamètre des branches cinq ans après ÉPC varie selon le traitement d’ÉPC et la position de la branche par rapport à l’apex de la cime. Le pourcentage moyen de bois final est influencé par le traitement d’ÉPC, le nombre de compétiteurs, le diamètre initial de la tige et la position par rapport à l’apex de la cime. Cette étude a permis de mieux comprendre les effets de l’ÉPC sur la qualité du bois dans des peuplements mixtes et de les comparer aux effets observés dans les peuplements à dominance résineuse. À la lumière des résultats obtenus, et selon l’application visée du produit fini, il est suggéré de maintenir un certain nombre de compétiteurs autour de la tige pour atténuer les effets négatifs que peut avoir l’ÉPC sur la qualité du bois. / A precommercial thinning (PCT) trial was conducted in mixedwood stands of balsam fir – white birch bioclimatic domain in three different regions of Quebec (Portneuf, Maurice, Lac St-Jean). Ninety-six stems (balsam fir and black spruce) were selected in three different PCT treatments. These stems were analyzed and compared to stems from control stands. Two alternative PCT treatments were compared to 2001 PCT standard. The first one consists in the preservation of residual stems in a quarter circle. The second one consists in spacing out to five meters intolerant hardwood stems. The five year impact of PCT was analyzed against PCT treatments and the number of competing stems (in a four meters radius). Results suggest that the number of competing stems has a negative impact on five-year increment in stem diameter and on branch diameter, but a positive impact on latewood content. Branch diameter five years after PCT varies according to PCT treatment and branch position in the stem. Latewood content varies according to PCT treatment, initial stem diameter and position in the stem. Latewood content is also affected by the number of competing stems. This study provides a better understanding of PCT effects on wood quality in mixedwood stands and allowed us to compare those results to the situation that prevails in softwood- dominated stands. In the light of our results, we suggest to preserve some competing stems in order to weaken negative impacts of PCT on wood quality.

Pour être fiables au niveau opérationnel, les plans stratégiques d'aménagement forestier doivent inclure des indicateurs de performance financière. Autrement, récolter l’entièreté ou une partie de la possibilité forestière (PF) aboutit à un approvisionnement en bois d’une valeur inconnue pour l’industrie. Nous proposons une méthodologie afin de désagréger les volumes par groupe d’essences de la PF, d’y insérer des indicateurs de performance financière et d’estimer le potentiel de création de valeur de la PF au moyen d’un modèle d’optimisation tout en simulant différentes configurations du réseau d’usine et différents prix des produits forestiers vendus. Cette méthodologie nous permet de lier la solution optimale d’un modèle d’approvisionnement en bois à long terme avec la capacité de transformation du réseau d’usines de premières transformations et d’estimer les actions de récolte qui génèrent un flux financier positif. L’incertitude liée à l ’évolution du prix des produits forestiers est prise en compte puisqu’il s’agit du facteur le plus imprévisible dans la chaîne de valeur. Les variations de prix ont été modélisées grâce au processus géométrique d’Ornstein-Ulhenbeck. Nous appliquons notre méthodologie dans une unité d’aménagement comportant une majorité de peuplements forestiers mixte s au Québec, Canada. Les résultats démontrent que la faible demande pour le feuillu de faible qualité est un frein important à la réalisation du potentiel de création de valeur. Dans la majorité des cas, récolter l’entièreté de la PF conduit à un profit estimé non maximal. De ce fait, nous simulons l’implémentation d’une usine de granule transformant le feuillu de faible qualité. Les résultats montrent une amélioration du potentiel de création de valeur et démontrent l’utilité de la notion de potentiel de création de valeur lors de la planification stratégique en foresterie.

La présente thèse vise à documenter à différentes échelles spatiales les relations existantes entre la forêt mixte et les oiseaux forestiers. Plus précisément, elle a pour objectif de déterminer si la forêt mixte possède une avifaune qui se distingue de celles des forêts boréales de conifères et des forêts tempérées de feuillus ou si elle est seulement un écotone regroupant les espèces d’oiseaux associées à ces deux types d’écosystèmes. Le premier chapitre présente une étude réalisée à une échelle régionale qui met en relation les données de répartition d’oiseaux des Atlas des oiseaux nicheurs du Québec et de l’Ontario avec des données de couverture forestière tirées d’images du satellite Landsat. Cette étude modélise la présence de 71 espèces d’oiseaux dans 1551 carrés de 100 km2 en fonction de la proportion de couverture de trois types forestiers : les forêts mixte, de conifères et de feuillus. Le deuxième chapitre traite de la question à des échelles plus fines. Il met en relation la présence, à 57 points d’observation, de 32 espèces d’oiseaux avec la couverture forestière (mixte tempérée, à dominance de conifères et à dominance de feuillus) présente dans des rayons de 50, 100 et 1000 m. Le troisième chapitre tente d’expliquer la présence dans la forêt mixte tempérée de 8 espèces d’oiseaux à partir de leur utilisation des arbres. Les résultats obtenus dans les deux premiers chapitres montrent que plusieurs espèces d’oiseaux ont des relations plus importantes avec la forêt mixte qu’avec les forêts de conifères et de feuillus et ce à plusieurs échelles spatiales. La paruline à gorge orangée se distingue particulièrement à cet égard à de multiples échelles. Les résultats obtenus au chapitre 3 indiquent que le besoin intrinsèque de conifères et de feuillus pour les activités de chant et d’alimentation n’est pas le critère de sélection motivant la présence dans la forêt mixte des huit espèces d’oiseaux étudiés à cette échelle. La fréquentation préférentielle de certaines espèces d’oiseaux dans la forêt mixte permet de conclure que certaines espèces d’oiseaux perçoivent bien cette forêt comme une forêt possédant des caractéristiques qui lui sont propres et souligne l’importance de considérer la nature distincte de cette forêt dans nos stratégies de conservation et d’aménagement. / This thesis documents at different spatial scales relationships between mixedwood forest and forest birds. More precisely, its objective is to determine if these birds perceive mixedwood forest as a forest with a unique identity or whether as an ecotone, a contact zone between coniferous boreal and deciduous temperate forests. The first chapter presents a study realized at a regional scale which related bird distribution data from the Breeding Bird Atlases of Quebec and Ontario to land cover data from Landsat satellite imagery. This study modeled the relationship between the presence, within 1551 squares of 100 km2, of 71 forest bird species and the cover proportion of three forest types: coniferous, deciduous and mixedwood forests. The second chapter asks the same question at finer scales. It modeled the occurrence at 57 observation points of 32 bird species with the amount of forest cover (temperate mixedwood, coniferous dominant, and deciduous dominant) present within 50, 100, and 1000 m radius. The third chapter attempts to explain the occurrence of eight bird species in mixedwood forest by their use of trees. The results obtained in the first two chapters show that at many scales several bird species present more important relations with mixedwood forest than with coniferous and deciduous forests. The blackburnian warbler particularly distinguishes itself at multiple scales. The results obtained in chapter 3 indicate that the intrinsic need of coniferous and deciduous trees in equal proportion for singing and foraging activities is not the selection criteria that motivates the occurrence within mixedwood forest of the eight bird species studied at that scale. We conclude that certain bird species do perceive mixedwood forest as a forest that possesses its own characteristics and we point out the importance of considering the distinct nature of that forest in our conservation and management strategies.

Les coupes à blanc à grande échelle ont mené à la raréfaction des essences résineuses dans les forêts mixtes de l’est de l’Amérique du Nord. Cette situation a conduit les intervenants forestiers à considérer des traitements sylvicoles alternatifs, comme les coupes partielles. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer la capacité des coupes partielles industrielles à limiter l’enfeuillement de peuplements dominés par les feuillus intolérants. Au total, 90 placettes-échantillons ont été visitées avant et cinq ans après traitement afin d’obtenir des informations sur les arbres prélevés, le couvert arborescent ainsi que la régénération pré- et post-intervention. Les résultats obtenus indiquent que les probabilités de transition (abondance relative projetée) du peuplier faux-tremble sont influencées positivement par l’intensité de prélèvement et la surface terrière initiale en peuplier. Le degré d’importance de la régénération préétablie en sapin baumier a une influence négative sur les probabilités de transition du peuplier.

Titre de l'écran-titre (visionné le 25 septembre 2023) / Dans les forêts mixtes tempérées, les coupes forestières du passé ont occasionné un manque en régénération d'essences compagnes souhaitées, généralement des conifères, de même que la raréfaction de certaines essences qui croissent lentement, telles que l'épinette rouge (Picea rubens Sarg.) et le thuya occidental (Thuja occidentalis L.). De précédentes études ont démontré qu'il existe un fort lien d'association entre les débris ligneux et la régénération de ces essences. De plus, la récolte communément hâtive du sapin baumier, dont les propriétés permettent de générer des débris ligneux sur une base régulière, pourrait diminuer le potentiel de substrats d'établissement adéquats pour certaines essences. De ce fait, si le rôle du sapin s'avère si important, une réduction de son abondance pourrait entraîner des impacts négatifs sur les écosystèmes étudiés. Parmi les coupes partielles, le procédé de régénération de la coupe progressive irrégulière peut s'avérer un choix sylvicole judicieux pour préserver une quantité suffisante de débris ligneux. Ainsi, l'utilisation de ce type de coupe pourrait constituer une solution prometteuse permettant de favoriser la régénération des essences principales de la forêt mixte tempérée, soit le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.), l'érable rouge (Acer rubrum L.) et le bouleau jaune (Betula alleghaniensis), puis assurer la pérennité de celles en raréfaction. Le présent mémoire a pour objectif principal de déterminer si les différentes caractéristiques associées aux débris ligneux au sol, en particulier, ceux de sapin baumier, affectent l'abondance de la régénération de l'épinette rouge, du thuya occidental, du sapin baumier, de l'érable rouge et du bouleau jaune en forêt mixte tempérée. Plus spécifiquement, l'effet du substrat d'établissement, du stade de décomposition et de l'essence des débris ligneux sur leur régénération a été évalué en absence de coupe et en conditions traitées par coupe progressive irrégulière. Cela a permis de documenter l'influence de la coupe partielle sur le processus de régénération de ces essences et la dynamique du bois mort. Les résultats en absence de coupe suggèrent que les débris ligneux de bouleau possédant un stade de décomposition avancé constituent, comparativement à ceux de sapin baumier, un substrat plus favorable pour les semis d'épinette rouge et de sapin baumier de la forêt mixte tempérée. Les propriétés physiques et chimiques qu'ils possèdent pourraient potentiellement expliquer ces résultats. De plus, sous les conditions créées par une coupe progressive irrégulière avec un niveau de prélèvement modéré de 40 %, nous avons observé des tendances similaires pour les semis d'érable rouge et de bouleau jaune. Nos résultats mettent en lumière l'importance d'assurer un apport constant en débris ligneux, tout en portant une attention particulière à ceux de bouleaux, dans l'optique d'un aménagement forestier durable. Les résultats de cette étude permettront d'améliorer les pratiques forestières en proposant des stratégies sylvicoles adaptées aux essences de la forêt mixte. / In temperate mixedwood forests, past forest harvesting has caused a lack of regeneration of desired companion species, generally conifers, as well as the decline of certain slow-growing species, such as red spruce (Picea rubens Sarg.) and northern white cedar (Thuja occidentalis L.). Previous studies have shown the strong association between coarse woody debris and the regeneration of several species. In addition, early harvesting of balsam fir, whose properties allow to produce coarse woody debris on a regular basis, could reduce the potential for suitable establishment substrates for certain species. Therefore, if the role of balsam fir the coarse woody debris tends to be important in the regeneration process of these species, a reduction of its abundance could lead to a negative impact on the ecosystems. Partial cuts such as irregular shelterwood can prove to be a wise silvicultural choice to preserve a sufficient amount of coarse woody debris. Thus, the use of this regeneration method could constitute a promising solution for promoting the regeneration of the main species such as balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.), red maple (Acer rubrum L.) and yellow birch (Betula alleghaniensis), and ensure the sustainability of declining species. The main objective of this study was to determine whether the various characteristics associated to the coarse woody debris, in particular those of balsam fir, affect the abundance of the regeneration of red spruce, northern white cedar, balsam fir, red maple and yellow birch of the temperate mixedwood forest. More specifically, the effect on their regeneration of the establishment substrate, the decay stage and the species of coarse woody debris was evaluated in absence of cutting and under irregular shelterwood conditions. This made it possible to document the influence of partial cutting on the regeneration process of these species and on the deadwood dynamics. Results in uncut stands show that birch woody debris with advanced decay is a more favorable substrate for red spruce and balsam fir seedling germination of the temperate mixed forest compared to those of balsam fir woody debris. Their physical and chemical properties could potentially explain these results. Moreover, following irregular shelterwood cutting with a moderate level of 40% removal, the same patterns were observed for red maple and yellow birch seedlings. Our results highlight the importance of ensuring a constant supply of coarse woody debris, while paying a particular attention to those of birches, from the perspective of sustainable management. The results of this study will help to improve forestry practices by proposing silvicultural strategies adapted to the mixedwood forest species.

Cette étude a été réalisée dans le domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc. Trois traitements d’éclaircie précommerciale (EPC) différents, répartis dans cinq blocs, ont été comparés à des stations témoin non éclaircies. Un traitement conventionnel a été effectué selon la norme en vigueur au Québec en 2001 (MRN 2001) et deux traitements alternatifs ont été élaborés en fonction d’objectifs régionaux. Dans chaque bloc, il y a 4 placettes témoins, 4 placettes traitées selon la norme de 2001 et 4 placettes traitées selon une modification à la norme de 2001 (traitement alternatif). Dans les blocs 1 et 2, ce traitement alternatif consiste au maintien de tiges résiduelles, à une distance de moins de 2 m, dans un seul quadrant (un quart de cercle). Dans les blocs 3, 4 et 5, le traitement alternatif consistait à espacer de cinq mètres les feuillus intolérants. Les effets des traitements et de la compétition sur la croissance en hauteur et en diamètre ont été modélisés pour la période de cinq ans suivant la réalisation d’une éclaircie précommerciale. À densité élevée, la compétition intra et interspécifique affecte grandement tous les aspects de la croissance des tiges résineuses, mais à densité faible elle affecte seulement la croissance en diamètre et la grosseur des branches. Les effets de l’EPC sur l’évolution du coefficient de distribution, du diamètre moyen quadratique et de la surface terrière ont également été modélisés. L’EPC affecte négativement les coefficients de distribution résineux et feuillus, mais c’est surtout les feuillus qui sont affectés. Le traitement d’EPC conventionnel favorise l’accroissement des 1 500 plus grosses tiges résineuses à l’hectare, mais ne favorise pas nécessairement l’accroissement en surface terrière. Les compétiteurs feuillus ou résineux, plus petits que la tige dégagée et situés dans un quadrant à une distance inférieure à deux mètres, influencent peu la croissance des tiges résineuses dégagées par éclaircie précommerciale, mais ils affectent négativement le développement des branches. Ceci suggère qu’une EPC dans laquelle quelques compétiteurs plus petits que l’arbre d’avenir sont laissés dans un quadrant de compétition, peut constituer une solution de compromis tant au niveau de la croissance de l’arbre que de la qualité de la tige. / This study was realized in the bioclimatic domain dominated by balsam fir and white birch. Three different treatments of precommercial thinning (PCT), distributed in five blocks, were compared with a control. A conventional treatment was made according to the standards current in Quebec in 2001 and two alternative treatments were elaborated according to the regional objectives. In every block, there are four control plots, four plots treated according to the 2001 MRNF standards of precommercial thinning and four plots treated according to a modification in the standards of 2001. In blocks 1 and 2 the alternate treatment consists in the preservation of residual stems, at a distance of less than 2 m, in a quarter circle. In blocks 3, 4 and 5 the alternate treatment consisted in spacing out to 5 metres the intolerant broad-leaved trees. The effects of treatments and competition on the growth in height and in diameter were modelized for the period of five years following a precommercial thinning. At high density, the intra and interspecific competition affect largely all the aspects of the growth of the coniferous stems, but in low density it affects only the growth in diameter and the thickness of branches. The effects of the PCT on the stem stocking, the average diameter and of the stand basal area were also modelized. The precommercial thinning negatively affects the stocking of broadleaved and coniferous species, but it affects especially the broadleaved trees. The treatment of precommercial thinning improve the increment of the 1 500 largest coniferous stems per hectare, but does not facilitate the increase of stand basal area. The broadleaved or coniferous competitors, shorter than the crop trees, located in a quarter circle within a distance of 2 meters, do not influence the growth of the coniferous stems but they influence negatively the development of branches. This suggests that a precommercial thinning in which some competitors smaller than the studied tree are left as residual stems, could constitute a good alternative method to both tree growth and quality.

À la suite de plusieurs décennies de pratiques sylvicoles inadaptées à l'autécologie de certaines espèces de la forêt mixte du Québec, la qualité commerciale du bouleau jaune s'est vue grandement diminuée. Afin de maintenir, voire augmenter, la composition en espèces et la qualité commerciale des tiges, il est nécessaire de développer des pratiques mieux adaptées aux peuplements mixtes tempérés. L'objectif de cette étude est d'évaluer comment la croissance juvénile du bouleau jaune, telle qu'influencée par la taille des trouées et la dynamique de régénération, affecte la qualité commerciale des tiges de bouleau jaune dans la bétulaie jaune résineuse. Des données de suivi individuel de tiges, des inventaires de gaules, des cellules de compétition et des données dendrochronologiques prises dans deux dispositifs expérimentaux ont été utilisées pour les analyses statistiques. Nous avons mesuré différentes variables dendrochronologiques et construit des modèles non linéaires mixtes permettant d'évaluer l'influence de la taille des trouées sylvicoles, 20 m, 30 m, 40 m et 100x100m, et de la nature et l'intensité de la compétition, sur la qualité commerciale des tiges à l'étude. Nos résultats indiquent que la rectitude du fût, la hauteur du fût et la somme des débits clairs de nœuds sont influencées positivement par un patron de croissance juvénile présentant une croissance très rapide dans les 10 premières années, car cela permet à l'arbre d'atteindre le couvert dominant, suivi d'une stabilisation de la croissance radiale. De plus, la taille des trouées, leur composition ainsi que la densité de la végétation concurrente peuvent influencer la qualité des tiges. Les analyses statistiques suggèrent qu'un patron de croissance juvénile d'abord rapide, puis suivi d'une stabilisation de la croissance induite par la présence d'essences concurrentes commerciales et non-commerciales qui permet d'améliorer la qualité commerciale du bouleau jaune. Les résultats montrent aussi que les trouées de grandes tailles (2H et parquet d'un hectare, H = hauteur moyenne des arbres dominants) favorisent la qualité du bouleau tant par leur composition en espèces que par l'accès accru à la lumière. Nous suggérons l'utilisation des grandes ouvertures (2H et parquet) pour favoriser la régénération naturelle et la production de bouleau jaune de qualité au sein des bétulaies jaunes résineuses appauvries ou dégradées par les pratiques passées. Pour optimiser la qualité des bois dans les grandes trouées des bétulaies jaunes résineuses, nous suggérons de maintenir une densité totale de 2300 tiges par hectare 20 ans après la coupe ou lorsque les bouleaux jaunes ont un DHP moyen de 11,2 cm. Cette densité semble créer une compétition latérale suffisante qui favorise la rectitude du fût et l'élagage naturel des tiges.