Les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette jouent un rôle important dans la dynamique de la forêt boréale nord-américaine et peuvent avoir des répercussions importantes sur la production forestière. L'histoire récente des épidémies de la tordeuse est relativement bien connue grâce à la contribution de la dendroécologie qui a permis de retracer près de 400 ans d'histoire. Afin de retourner plus loin dans le passé et d'obtenir une perspective plurimillénaire sur les fluctuations des niveaux de population de la tordeuse, des analyses macrofossiles ont été réalisées sur des sections de quatre petites tourbières situées au Saguenay. Elles étaient entourées de pessières et de sapinières touchées par les épidémies récentes de cet insecte et avaient un fort potentiel d'accumulation et de conservation de la pluie macrofossile associée aux épidémies, soit les crottins et les capsules céphaliques de l'insecte. Dans un premier temps, l'histoire épidémique reconstituée à partir des crottins observés dans deux sections de tourbe et dans une section d'humus provenant d'un site, localisé dans les monts Valin a été comparée à des dendroehronologies régionales publiées par Biais (1965), Morin (1994, 1998) et Krause (1997). Cette comparaison a permis de confirmer le potentiel de cet indicateur pour la reconstitution de l'histoire des épidémies. Il a ainsi été possible de détecter dans les sections de tourbe et d'humus les épidémies bien documentées survenues au cours des années 1950 et 1970. Quant aux épidémies survenues à la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, certaines différences ont été notées entre les reconstructions paléoécologiques et dendrochronologiques. Au total, pour les 200 dernières années, cinq épidémies ont pu être retracées à l'aide de l'analyse macrofossile comparativement à trois à l'aide de l'étude des cernes de croissance. L'analyse macrofossile a permis de reconstituer un plus grand nombre d'épidémies et de palier à certaines des limites temporelles de la dendrochronologie. Lors du deuxième volet de la thèse, il a été possible de reconstituer 8 200 ans d'histoire épidémique en effectuant une analyse macrofossile à haute résolution d'une section de la tourbière du lac des Ilets. D'importantes variations dans l'abondance des crottins de la tordeuse ont été observées et deux périodes d'activité plus importante ont pu être identifiées, soit entre 6815 et 6480 cal. BP et lors du 20e siècle. Cette perspective temporelle plurimillénaire suggère que les périodes d'activité épidémique importante furent des phénomènes rares au cours de l'Holocène. Le troisième volet de la thèse visait à caractériser les variations des niveaux de populations de la tordeuse en comparant l'histoire épidémique des quatre tourbières à l'étude. Il a ainsi été possible de détecter pour la première fois des niveaux élevés de population de tordeuse pouvant être associés à des épisodes épidémiques, entre 8200 et 7700, vers 7310, entre 6700 et 6300, et approximativement vers 5800, 4800, 1900, 1600, 1500 et 1000 cal. BP. La plupart de ces épisodes n'ont été observés que dans un seul des quatre sites à l'étude, alors que les trois épidémies survenues lors du 20e siècle ont été détectées dans tous les sites. Cela suggère que les épidémies récentes étaient plus étendues et plus synchronisées que celles survenues au cours de la majeure partie de l'Holocène. Trois indicateurs macrofossiles ont été utilisés lors de cette thèse pour détecter les épidémies de la tordeuse, soit les crottins et les capsules céphaliques de l'insecte, de même que les sections transversales de Lophoremium picea, un champignon s'attaquant aux feuilles d'épinette et de sapin sénescents. Des trois indicateurs, les crottins de la tordeuse étaient les plus abondants et les plus fréquemment observés lors des 8 200 ans d'histoire reconstituée.

Un des enjeux importants pour la conservation de la biodiversité dans l'environnement forestier est la raréfaction de l'épinette noire et l'ensapinage des anciennes pessières noires suite à une coupe de régénération (Grondin et Cimon 2003). Nous avons voulu vérifier le phénomène d'envahissement par le sapin baumier (ensapinage) dans le secteur de la Gaspésie où les pessières noires sont concentrées, soit au centre-est de la région, plus particulièrement sur les bassins supérieurs des rivières York, Saint- Jean, Dartmouth et Madeleine. Ce document fait donc état de la forêt résineuse présente sur ce territoire antérieurement à la coupe, de l'ensapinage qu'y subissent les pessières ainsi que de l'utilisation de Péclaircie précommerciale comme moyen de contrôler ce phénomène, d'une part en augmentant la proportion d'épinette noire par rapport au sapin baumier et d'autre part en diminuant la compétition exercée par ce dernier sur les épinettes éclaircies. Plus de 63 parcelles de 1/100 d'hectare ont été implantées sur cinq sites coupés il y a dix à quinze ans et ayant contenu d'anciennes pessières noires. Les résultats montrent que, sur l'ensemble des parcelles, la proportion des tiges d'épinette noire a évolué de la façon suivante : - Avant la coupe de régénération, l'épinette noire représentait plus de 64 % du nombre de tiges totales dans les peuplements analysés; - Avant l'éclaircie précommerciale, elle ne représentait plus que 28 % de l'ensemble des tiges; - La priorité accordée à l'épinette lors de ce traitement a permis de faire augmenter le pourcentage des tiges d'épinette noire à 43 %. L'ensapinage est donc bien présent dans ces peuplements et l'éclaircie précommerciale a permis d'augmenter de façon souvent importante la proportion en tiges d'épinette noire. Cette étude a également fait ressortir une problématique particulière en ce qui concerne les espèces compagnes, qui disparaissent presque complètement après l'éclaircie. De plus, l'étude n'a pas démontré de différence notable entre les équipes de travailleurs en ce qui concerne la variation en épinette noire avant et après traitement. Par la suite, 119 parcelles de quatre mètres carrés ont été implantées sur trois sites éclaircis depuis 3 ou 4 ans pour comparer la croissance des épinettes dégagées et des sapins et analyser la compétition exercée par le sapin sur les épinettes noires éclaircies. Si les résultats montrent une réaction positive à l'éclaircie de l'épinette noire au niveau de la croissance en diamètre et en hauteur, les analyses suggèrent que les épinettes dégagées ne subissent pas de compétition quatre ans après l'éclaircie. Les résultats indiquent également que la croissance en hauteur des épinettes noires est égale ou supérieure aux sapins baumiers de même grandeur et que les gaules plus petites ne semblent pas exercer de compétition sur les tiges éclaircies.

La coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM) est un traitement sylvicole qui vise la récole de 70 à 90 % du volume marchand d'un peuplement et au cours de laquelle la régénération, les gaules ainsi que les petites tiges marchandes de 10 à 14 cm de diamètre sont soigneusement protégées. L'ouverture du milieu résultant d'un type de coupe partielle comme la CPPTM offre aux arbres résiduels de nouvelles conditions (plus de lumière, d'eau et d'éléments nutritifs disponibles), ce qui résulte en un gain de croissance au niveau de la tige. Par contre, cette augmentation de croissance peut entraîner une diminution de la qualité du bois, notamment en ce qui concerne les propriétés mécaniques et la densité du bois. L'objectif du projet est d'évaluer l'effet de la CPPTM sur la croissance et sur certaines caractéristiques déterminant la qualité du bois chez le sapin baumier et l'épinette noire en forêt boréale. Pour ce faire, la croissance en diamètre et en volume de tiges dominantes et codominantes a été évaluée, de même que la croissance radiale et en longueur des branches. Les propriétés mécaniques (module d'élasticité, module de rupture), le pourcentage de bois final, la masse volumique et le diamètre des branches dans les verticilles ont aussi été évalués. Les tiges résiduelles ont réagi positivement à la CPPTM dans une forte proportion. Un délai de quatre ans pour l'épinette noire et de deux ans pour le sapin baumier a toutefois été nécessaire avant d'observer un effet positif significatif sur la croissance en volume de la tige. Une réponse semblable a été observée au niveau des branches, alors que les branches de la partie inférieure de la cime vivante ont présenté une augmentation de la croissance radiale et en longueur après un délai de deux à cinq ans. Quant à la qualité du bois produit après la CPPTM, aucun changement significatif par rapport aux arbres témoins n'a été observé pour le pourcentage de bois final, les propriétés mécaniques, le diamètre des plus grosses branches et la masse volumique. Les résultats suggèrent que la coupe avec protection des petites tiges marchandes peut améliorer la production en diamètre et en volume des tiges résiduelles sans trop affecter certains paramètres de qualité du bois.

Le domaine de la pessière à mousses du Québec présente à certains endroits, des îlots de forêts clairsemés où la densité arborescente est inférieure à 40 %. Ces milieux sont appelés dénudés secs (DS), ils sont fréquemment recouverts de lichens accompagnés d'éricacées et ils représentent 7 % du domaine bioclimatique de la pessière à mousses sous la limite nordique des forêts attribuables. Les dénudés secs sont la conséquence d'accidents de régénération et se créent naturellement à la suite de perturbations naturelles successives. Jusqu'à présent, aucun mécanisme naturel de retour à un peuplement dense ne fut observé. Par contre, plusieurs études ont démontré que le boisement des DS par la régénération naturelle, soit par les semis naturels issus de graines et par la régénération pré-établie, suite à des traitements sylvicoles, était possible, du moins à court terme. L'objectif principal du projet était donc de déterminer l'impact des approches sylvicoles sur la régénération naturelle d'épinette noire des DS afin d'évaluer leur contribution dans les efforts de boisement des DS. Deux dispositifs distincts ont donc été mis en place. Un dispositif en sept blocs aléatoires complets fut installé en 1999-2001, comprenant deux types de peuplements (dénudés secs (DS) et pessières noires à mousses (PM)) ayant subi des traitements sylvicoles (PM coupées et scarifiées et DS scarifiés). Un autre dispositif en cinq blocs aléatoires complets fut installé en 2005, comprenant également deux types de peuplements (DS et PM) ayant subi des traitements sylvicoles (coupé sans scarifiage, coupé avec scarifiage et le scarifiage seul pour les DS seulement). Ces dispositifs visaient à comparer la croissance et le rendement de la régénération naturelle des deux types de peuplements et des différents degrés d'intensité des perturbations en termes de hauteur, de diamètre, d'âge et de biomasse. L'étude a démontré la nécessité du scarifiage afin d'assurer l'installation de semis naturels. Bien que les résultats aient démontré que les semis naturels des DS accusaient un retard de croissance, ils ont également démontré qu'une perturbation plus agressive améliorait cette croissance. Malgré tout, le nombre plus élevé de semis dans les DS a compensé pour leur croissance moindre. Les résultats n'ont pas démontré d'impacts positifs des traitements sylvicoles sur la régénération pré-établie, tant dans les DS que dans les PM. L'étude a permis de démontrer qu'il était possible d'envisager la contribution de la régénération naturelle (soit les semis naturels et la régénération préétablie) dans les efforts de boisement des dénudés secs.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1996. / Bibliogr.: f. 85-88. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.) --Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. 60-64. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 1997. / Bibliogr.: f. [126]-129. Publié aussi en version électronique.

Akademisk avhandling--Kulturgeografiska institutionen--Göteborg, 1995. / Résumé en anglais.

Les coupes partielles sont de plus en plus utilisées au Québec. Elles consistent à prélever une partie seulement des arbres d’un peuplement forestier, ce qui permet de maintenir un certain couvert forestier. Les coupes partielles permettent généralement une augmentation de la croissance des tiges résiduelles et une récolte plus hâtive des secteurs traités (temps de révolution plus court). La croissance plus rapide pourrait toutefois causer des changements indésirables dans les propriétés du bois qui pourraient éventuellement réduire l’aptitude du bois à être utilisé pour un usage précis. Plus précisément, une augmentation de croissance se traduit généralement au niveau du cerne par une augmentation du nombre de cellules de bois initial, mais souvent sans grand changement au niveau du bois final, ce qui résulte en une diminution du pourcentage de bois final et de la masse volumique chez plusieurs espèces. Toutes les propriétés du bois sont liées de près avec les structures anatomiques des cellules du xylème, de sorte que la quantité et la qualité du bois produit ont toutes deux leur origine dans la région cambiale. Ainsi, tous les facteurs ayant une influence sur l’activité cambiale, comme par exemple les traitements sylvicoles, auront donc également une influence sur la quantité et la qualité du bois qui sera produit par l’arbre. Cependant, bien que les connaissances soient essentielles pour l’utilisation du bois transformé, il existe encore peu d’informations sur les effets des pratiques sylvicoles sur les propriétés du bois de l’épinette noire et du sapin baumier. De plus, l’ouverture du milieu suite à des coupes partielles peut rendre les peuplements forestiers plus susceptibles aux chablis. La stabilité des arbres, qui dépend fortement du développement adéquat du système racinaire, doit être maintenue afin de pouvoir soutenir la croissance améliorée attendue après la coupe partielle. Les racines doivent également être en mesure de puiser et transporter une quantité plus importante d’eau en raison de la transpiration plus élevée après l’ouverture du peuplement. Malgré son importance dans le succès des coupes partielles, le système racinaire des arbres matures reçoit moins beaucoup d'attention que la tige dans les études scientifiques. L’objectif général de la thèse est donc d’évaluer l’effet de différents types de coupes partielles sur la croissance et sur les propriétés du bois produit dans la tige et les racines de l’épinette noire et du sapin baumier. Pour ce faire, trois différents types de coupe partielle ont été étudiés. Tout d’abord, pour évaluer l’effet d’une coupe partielle sur la xylogénèse, une éclaircie expérimentale a été réalisée à la forêt d’enseignement et de recherche Simoncouche, dans la réserve faunique des Laurentides. Les résultats ont montré qu’une augmentation du taux de trachéides produites après la coupe partielle était responsable de l’augmentation de croissance observée dans les années après la coupe et non un changement dans le timing ou la durée des phases de la xylogénèse. Puisque la saison de croissance n’est pas décalée ou étendue sur une plus longue période de temps, cela laisse supposer qu’une coupe partielle ne place pas les arbres dans une situation de risques accrus de dommages dus aux gels au moment de l’initiation de la croissance ou plus tard en fin saison. Par la suite, une coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM) a été étudiée pour évaluer la réaction des tiges résiduelles après une coupe partielle. Quatre sites répartis entre le Saguenay-Lac-Saint-Jean et la Côte-Nord ont été utilisés. Les tiges résiduelles d’épinette noire et de sapin baumier ont augmenté leur croissance radiale après l’application de la CPPTM. Cette augmentation de croissance n’a toutefois pas entrainé de changement majeur dans les propriétés du bois mesurées chez l’épinette noire. Dans le cas du sapin baumier, des diminutions ont été observées, mais globalement, le bois produit avant la coupe partielle n’est pas significativement différent de celui produit après la coupe. Cela suggère que la CPPTM peut augmenter la croissance des tiges sans trop affecter les propriétés du bois à court terme. Finalement, un traitement d’éclaircie commerciale a permis de comparer la réaction entre les racines et la tige. Quatre sites répartis dans entre l’Abitibi et la Côte-Nord ont été étudiés. Les résultats ont montré que la masse volumique est plus élevée dans les racines que dans la tige, en particulier dans le bois initial. La majorité du transport d’eau ayant lieu dans cette partie du cerne de croissance, la masse volumique plus élevée rend le réseau hydraulique des racines sécuritaire et confère une protection accrue contre les embolies dues à la cavitation. Cette protection supérieure est nécessaire puisque les racines sont généralement considérées comme étant plus vulnérables à la cavitation que la tige. Les résultats offrent une meilleure compréhension de la fonction des racines chez l’épinette noire et portent à croire que le système racinaire de l’épinette noire est peut-être moins vulnérable à la cavitation que l’on suppose. En somme, l’étude de la formation du bois, de la croissance et des propriétés du bois dans la tige et les racines de l’épinette noire et du sapin baumier après une coupe partielle apporte de précieuses informations sur la structure du xylème et sur la variation des propriétés du bois dans les arbres, en particulier dans les racines, qui sont souvent négligées. Ces résultats, qui confirment le maintien à court terme des propriétés du bois à un niveau satisfaisant chez les deux espèces, intéresseront certainement les gestionnaires de la forêt.

Les perturbations naturelles ont de gros impacts sur la dynamique des peuplements de la forêt boréale. Les feux de forêt et les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) demeurent les perturbations les plus importantes de la forêt boréale du Québec. Les réchauffements climatiques changeraient la dynamique de ces perturbations, ce qui pourrait avoir des impacts majeurs sur la composition et la structure de la forêt. Il est important de faire un historique de ces perturbations afin d’évaluer les effets qu’auront ces changements climatiques sur la forêt boréale. L’historique des feux, qui ont lieu au cours de l’Holocène, est effectué grâce aux charbons de bois trouvés dans les sédiments. Toutefois, l’historique des épidémies de la TBE ne remonte qu’au dernier millénaire avec les analyses dendrochronologiques. Le dénombrement des capsules céphaliques et des fèces des larves de la TBE a déjà été effectué, mais leur identification est difficile et leur quantité est limitée. Ce mémoire présente une nouvelle méthode d’extraction d’un nouveau microfossile afin de déceler les épidémies de la TBE de l’Holocène, les écailles de papillons. Il présente aussi une comparaison entre la fréquence des épidémies de la TBE et celle des feux enregistrés pendant l’Holocène, afin de déterminer une interaction entre ces deux perturbations. Les écailles de papillons et les charbons ont été dénombrés dans des carottes de sédiment provenant du lac Flévy situé dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. En utilisant le logiciel CharAnalysis, les pics d’accumulation élevés d’écailles de papillons ont été interprétés comme étant des épidémies de la TBE. L’augmentation de la fréquence des épidémies coïncide avec les périodes chaudes de l’Holocène étant favorables au développement des larves de la TBE. Une relation inverse a été déterminée entre la fréquence de ces deux perturbations naturelles. Lorsque la fréquence des activités de la TBE était élevée, celle des feux de forêts était moins importante. En effet, une diminution de la fréquence des feux augmente la proportion des sapins baumiers dans le paysage favorisant l’expansion et l’impact des épidémies de la TBE. Ces analyses permettront, à long terme, de développer des plans de gestion afin de répondre aux différents impacts de l’interaction entre les feux et les épidémies de la TBE qui seront causés dans le futur.