La dendrochronologie a été utilisée pour reconstruire les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)) dans 16 peuplements âgés de la forêt boréale du nord-ouest québécois. Épidémiques ont pu être déduites à partir de sept périodes prolongées de réduction de la croissance radiale chez Abies balsamea (L.) Mill. and Picea glauca (Moench) Voss: 1801-1813, 1823-1838, 1851-1867. L'estimation du temps de retour des épidémies était de 28-30 ans alors que la durée des épidémies était de 12-15 ans. La plus sévère épidémie observée depuis les 200 dernières années (1923-1934) a été associée aux températures élevées d'hiver, aux périodes humides prolongées et à l'abondance des Abies balsamea matures. Vingt-huit peuplements dominés par des sapins baumiers ont été échantillonnés pour déterminer l'influence de la composition du paysage et des caractéristiques locales sur la sévérité des diminutions de croissance radiale causées par la dernière épidémie de TBE dans le nord-ouest du Québec (1971-1985). Les peuplements ont été classifiés en trois groupes distincts selon que les effets de l'épidémie sur la croissance y étaient légers, modérés ou sévères, avec des diminutions de croissance moyennes de 24 %, 44 % et 61 % respectivement. Les épidémies furent plus sévères dans les peuplements où les hôtes ont été abondants et où le pourcentage des peuplements feuillus dans le paysage forestier a été plus faible. Les résultats de cette étude soulignent la nécessité de considérer le contexte spatial des peuplements pour évaluer leur vulnérabilité aux épidémies de TBE. Dans ces peuplements sensibles aux épidémies, les patrons de mortalité des sapins suite à la dernière épidémie ont été étudiés en relation avec l'abondance de feuillus dans le paysage. Le pourcentage de sapins morts diminue significativement (p<0,05) dans les peuplements à forte présence de feuillus à proximité. Alors que les gros sapins (> 20 cm) ont tous le même risque de mourir durant les épidémies, les plus petits sont dans 20% des cas moins susceptibles de mourir dans des peuplements entourés par des forêts feuillues. Les patrons temporels de mortalité des arbres varient également selon la présence de feuillus dans le paysage. Alors que la plupart des sapins ont été tués en 1984 dans les paysages contenant moins de 50% de feuillus, les peuplements entourés de plus de feuillus ont connu aussi de la mortalité mais sur une plus longue période. La variabilité des patrons de mortalité du sapin baumier qui a été observée est susceptible d'entraîner des trouées dans la forêt pouvant varier considérablement quant à leurs tailles et taux de formation, ceci pouvant avoir d'importantes implications dans les patrons de succession de la forêt suivant des épidémies de TBE. À ce sujet, quatre voies de succession potentielle sont proposées. La variation dans la réduction de la croissance radiale des sapins lors de la dernière épidémie de TBE au Nouveau-Brunswick a été examinée en relation avec l'abondance des peuplements dominés par des feuillus dans la mosaïque forestière, l'historique des pulvérisations d'insecticides ainsi que la topographie. L'abondance des peuplements feuillus dans la mosaïque forestière a expliqué 12% à 33% de la variation dans la diminution de la croissance entraînée par la TBE. Les différences dans la diminution de la croissance entre les peuplements étaient plus marquées au cours des années initiales de l'épidémie (1972-1980), particulièrement en 1976 alors que les réductions moyennes furent autour de 40% dans les peuplements composés de moins de 50% de feuillus et de 20% dans les peuplements composés de plus de 50% de feuillus. Les relations entre la variation dans la réduction de croissance entre les peuplements et la topographie ou l'historique des pulvérisations d'insecticides étaient moins constantes que celles avec l'abondance de feuillus dans la mosaïque forestière. Nos résultats laissent croire qu'augmenter l'abondance d'arbres feuillus dans le paysage forestier pourrait contribuer à réduire l'impact des épidémies de TBE sur les espèces résineuses commerciales. Le Système d'Aide à la Décision concernant la tordeuse des bourgeons de l'épinette (SAD TBE) a été utilisé pour estimer les volumes de bois qui seraient perdus suite à une autre épidémie à la Forêt d'enseignement et de recherche du Lac Duparquet dans le nord-ouest du Québec. Les pertes de sapins et d'épinettes estimées ont varié de 0 à 92000 m³ pour tous les scénarios d'épidémies modérées et de 80000 à 148 000 m³ pour des scénarios d'épidémies sévères. Dans le premier cas, les variations dans les pertes estimées pourraient refléter des différences régionales dans la sévérité de la défoliation bien que cette tendance puisse être masquée par les types de données desquelles les modèles de prédiction ont été dérivés. Par ailleurs, les pertes prédites par les scénarios d'épidémies sévères ont différé sensiblement lorsque l'effet de la présence des feuillus dans les forêts sur les patrons de défoliation a été pris en considération. Les pertes estimées étaient de 17% moins importantes quand les modèles de défoliation tenaient compte de l'abondance des feuillus dans le paysage entourant le peuplement et de 46 % quand les modèles tenaient compte à la fois de l'abondance des feuillus dans les peuplements à l'étude de même que dans ceux les entourant. Les résultats de la présente thèse ont permis d'enrichir les connaissances fondamentales concernant les épidémies de TBE, une perturbation naturelle et importante des forêts boréales et mixtes de l'est du Canada. Ces informations constituent une base de laquelle on pourrait mieux prédire les impacts des épidémies de TBE à venir et offrent des solutions de gestion pour minimiser leurs effets socio-économiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana), Sapin baumier (Abies balsamea), Les impacts des épidémies d'insectes, Dendrochronologie, Biodiversité et le paysage forestier, Le Système d'Aide à la Décision concernant la tordeuse des bourgeons de l'épinette.

Dans plusieurs écosystèmes, les pics sont considérés comme des espèces clés. Cette désignation provient principalement de leur capacité à excaver des cavités qui seront ensuite disponibles pour plusieurs animaux cavicoles incapables de creuser leur propre cavité. De plus, leur sensibilité à la perte d'attributs forestiers, comme le bois mort et les arbres de gros diamètre, en font de bons bio-indicateurs de la qualité de l'habitat et de la biodiversité. Dans notre aire d'étude, le Pic maculé (Sphyrapicus varius) représente l'excavateur fournissant le plus grand nombre de cavités et les utilisateurs secondaires de petite taille sont grandement liés à la disponibilité des cavités créées par cette espèce. La sensibilité du Pic maculé à la perte de substrats de nidification, la perte de forêt mature et la fragmentation ont déjà été relevées dans la littérature scientifique. La présente étude a donc pour but d'évaluer la qualité des parcelles résiduelles linéaires de forêt mature qui ont été épargnées par la coupe forestière, pour les besoins écologiques du Pic maculé. Cette étude s'inscrit dans une évaluation de l'importance du maintien de ces parcelles résiduelles de forêts âgées (> 80 ans) alors que la réglementation québécoise ne garantit pas leur protection à long terme. Le premier chapitre compare la disponibilité et l'utilisation des substrats de nidification et d'alimentation du Pic maculé entre les parcelles de forêts âgées d'un paysage aménagé par la coupe et la forêt âgée d'un paysage sous régime de perturbations naturelles. Les données proviennent essentiellement d'un inventaire des arbres de 10 cm et plus de diamètre à hauteur de poitrine (dhp) dans des quadrats de 0,04 hectare (ha). Ces quadrats ont été disposés de façon systématique dans les sites des deux paysages, mais également autour d'arbres de nidification actifs. Les analyses montrent que la densité de substrats de nidification est similaire entre les deux types de paysages. Par contre, les parcelles résiduelles du paysage aménagé sont les hôtes d'une plus forte infection par un champignon (Phellinus tremulae) qui facilite l'excavation des substrats par le Pic maculé. De plus, les peupliers faux-tremble (Populus tremuloides) de gros diamètres sont davantage présents dans les quadrats situés autour des substrats de nidification que dans les quadrats systématiques situés dans les sites d'étude et ce, pour les deux types de paysages. Enfin, le Pic maculé utilise davantage le sapin baumier (Abies balsamea), l'aulne rugueux (Alnus rugosa) et les saules (Salix sp.) comme substrats d'alimentation dans le paysage aménagé. Le deuxième chapitre évalue dans les mêmes paysages la qualité de l'habitat au moyen de mesures directes portant sur les paramètres de l'activité reproductrice et de l'activité d'alimentation du Pic maculé pendant la saison de reproduction. Ces données ont été recueillies en effectuant, pendant quatre étés, le suivi de nids actifs à l'aide d'une caméra fixée à une pôle télescopique. Nous avons également effectué des suivis du comportement d'alimentation des oisillons par les adultes à l'aide d'un télescope et d'une caméra. Ces suivis nous ont permis de comparer la fréquence à laquelle les adultes nourrissent les jeunes et la grosseur des bols alimentaires qu'ils rapportent au nid. Nous avons également fait le suivi des trajectoires utilisées par les adultes lorsqu'ils recherchent la nourriture dans le milieu. Les résultats montrent que 1) le succès reproducteur, 2) la fréquence d'alimentation des jeunes, 3) la grosseur des bols alimentaires rapportés aux jeunes ainsi que 4) les patrons de déplacement des adultes pour rechercher la nourriture, sont tous similaires entre les deux types de paysages. Dans l'ensemble, les forêts résiduelles dans le territoire aménagé représentent un habitat de bonne qualité pour répondre aux besoins écologiques du Pic maculé, notamment par leur disponibilité en substrats d'alimentation et de nidification. De plus, cette étude suggère que l'activité reproductrice du Pic maculé dans les forêts résiduelles du paysage aménagé peut contribuer au maintien de populations locales dans cet environnement. Elle indique également par la productivité élevée qui y est observée, que les forêts résiduelles des paysages aménagés ne sont pas des habitats "fuites" (Pulliam, 1988) pour le Pic maculé, mais qu'au contraire ils peuvent contribuer de manière positive au maintien de populations locales de cette espèce dans notre secteur d'étude. Enfin, cette étude montre que le rôle fonctionnel du Pic maculé quant à sa capacité à creuser des cavités utilisables par d'autres espèces est maintenu dans les forêts âgées résiduelles de paysages aménagés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pic maculé, qualité d'habitat, succès de reproduction, alimentation, parcelle résiduelle de forêt âgée, paysage aménagé, forêt boréale mixte, aménagement forestier.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Un profil pollinique provenant d'un lac possédant des sédiments laminés (varves), le lac Brûlé (45°43'09" N, 75°26'32"O 270m), a servi à étudier l'histoire de la végétation et du climat dans l'Outaouais au cours de l'Holocène tardif. Au cours des 1400 dernières années, la végétation de l'Outaouais a été dominée par des espèces arboréennes telles que Tsuga, Fagus, Betula, Acer, Pinus et Picea. Des modifications majeures s'opèrent dans les spectres polliniques vers 1375 AD. Les analyses des micro-charbons et les évidences d'une succession écologique secondaire indiquent que ces changements sont attribuables à un incendie forestier. Une diminution abrupte de l’influx pollinique entre 1600 et 1700 AD suggère qu’une dégradation du climat sous un certain seuil a entraîné une réponse rapide du milieu forestier. Les changements observés lors du Petit-Âge glaciaire suggèrent que les variations climatiques de courte durée affectent la production pollinique et que ces changements sont enregistrés par les diagrammes polliniques à haute résolution temporelle.

Thèse (D. en sciences de l'environnement)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Bibliogr.: f. [226]-241. Publié aussi en version électronique.

Thèse (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 11 mars 2009). In ProQuest dissertations and theses. Publié aussi en version papier.

La surface foliaire des arbres est un des paramètres majeurs pour comprendre l’écosystème forestier. Par ailleurs, les données du lidar terrestre peuvent être utilisées pour estimer la surface et la distribution spatiale fine du feuillage et du bois dans la forêt. Malheureusement, ces données sont affectées par des problèmes d’occlusion et d’échantillonnage inégal. C’est pourquoi, ce projet vise à développer une méthode de normalisation des données du lidar terrestre afin de permettre une évaluation juste de la distribution 3D du matériel végétatif. Dès lors, la voxélisation du nuage de points en petits cubes élémentaires complétés par une technique d’interpolation pour les voxels trop occlus a été mise en place pour corriger ces effets. Toutefois cet ensemble de méthodes n’a jamais été vérifié, car il est très difficile de procéder à des mesures fines de distribution de la végétation in situ. Dans un premier temps, quatre maquettes qui reproduisent finement des placettes forestières d’inventaire ont été générées de manière à les comparer avec les résultats du processus de correction. Les résultats de cette première approche démontrent, que ce processus de correction permet de retrouver les profils verticaux de végétation avec plus de 90 % d’exactitude sur tous les emplacements forestiers mis à l’essai. Dans un second temps et pour appuyer ces premiers résultats, une méthode de normalisation a été expérimentée sur des nuages de points issus de forêts réelles. Cette deuxième partie de l’étude a été réalisée sur six placettes d’inventaire situées dans l’est du Québec, principalement composées de sapins et d’érables. L’objectif de ce jeu de données était de voir à quel point la méthode précédemment développée permettait de retrouver le profil de végétation de l’arbre cible avant le dégagement de la végétation occultante dans les conditions réelles. Les résultats montrent des corrélations des profils verticaux en moyenne autour de 70 % et allant jusqu’à 85 % dans le meilleur pour les profils exprimés en indice de surface foliaire, c’est-à-dire avant leur conversion en densité de surface totale (DST). Pour conclure, cette étude montre qu’il est possible de corriger significativement les biais relatifs à l’occlusion et à un échantillonnage inégal pour en déduire des profils de densité de la végétation réalistes et réutilisables. En outre, plusieurs défis restent à relever dans la quantification du matériel végétal à partir de l’utilisation du lidar en forêt. Par exemple, en développant des algorithmes d’interpolation capables de compenser la perte d’information quand la végétation ne laisse passer aucun rayon du lidar ou en améliorant l’estimation du feuillage en fonction des différentes espèces d’arbres.

En été, la cueillette des bleuets sauvages est une activité de loisir ou une activité génératrice de revenus, qui est très répandue au Saguenay-Lac-Saint-Jean ainsi que dans d’autres régions du Canada. Aucun modèle prédictif validé de présence ou de production en fonction des caractéristiques des peuplements forestiers et des facteurs climatiques n’est disponible actuellement. La présente étude se base sur les données d’une campagne d’échantillonnage en 2016 qui a documenté 13 variables environnementales de 157 sites, pour analyser les liens avec la présence des plants de bleuets sauvages. À l’issue de ces analyses, les variables telles que le type de perturbation, l’âge depuis la dernière perturbation, la densité du couvert forestier, la hauteur du couvert, et le type écologique se sont avérées pertinentes pour prédire le pourcentage de recouvrement en plants de bleuets sauvages. De plus, les données météorologiques de sept stations couvrant la période de 2009 à 2016 ont permis de développer un modèle prédictif de la productivité relative annuelle qui peut servir de modèle d’aide à la décision pour la planification de la cueillette. Les résultats montrent que l’intégration des variables environnementales issues des tests statistiques permet d’augmenter de façon significative la capacité de prédiction du potentiel de présence des plants de bleuets sauvages. Sur les 126 sites retenus pour les analyses, le nouveau modèle qui utilise les variables issues des tests statistiques a prédit avec exactitude le potentiel de présence de 70 sites, contrairement à l’ancien modèle basé sur les connaissances théoriques des experts, qui prédit avec exactitude le potentiel de présence de 46 sites, soit une augmentation de 19 %. De plus, les modalités qui favorisent la présence des plants de bleuets sauvages comme : (1) une faible densité du couvert forestier, (2) une faible hauteur du peuplement, et (3) une perturbation récente due à un feu ou à une coupe forestière, démontrent que le bleuet sauvage n’est pas une plante compétitrice. De plus, le lien établi entre le rendement moyen annuel et les variables climatiques démontrent que la variabilité interannuelle du rendement est étroitement liée à la quantité de neige accumulée pendant la période hivernale, à la température minimale moyenne entre mai et juin et au nombre de jours du mois de juin ou les températures minimales sont négatives.

En été, la cueillette des bleuets sauvages est une activité de loisir ou une activité génératrice de revenus, qui est très répandue au Saguenay-Lac-Saint-Jean ainsi que dans d’autres régions du Canada. Aucun modèle prédictif validé de présence ou de production en fonction des caractéristiques des peuplements forestiers et des facteurs climatiques n’est disponible actuellement. La présente étude se base sur les données d’une campagne d’échantillonnage en 2016 qui a documenté 13 variables environnementales de 157 sites, pour analyser les liens avec la présence des plants de bleuets sauvages. À l’issue de ces analyses, les variables telles que le type de perturbation, l’âge depuis la dernière perturbation, la densité du couvert forestier, la hauteur du couvert, et le type écologique se sont avérées pertinentes pour prédire le pourcentage de recouvrement en plants de bleuets sauvages. De plus, les données météorologiques de sept stations couvrant la période de 2009 à 2016 ont permis de développer un modèle prédictif de la productivité relative annuelle qui peut servir de modèle d’aide à la décision pour la planification de la cueillette. Les résultats montrent que l’intégration des variables environnementales issues des tests statistiques permet d’augmenter de façon significative la capacité de prédiction du potentiel de présence des plants de bleuets sauvages. Sur les 126 sites retenus pour les analyses, le nouveau modèle qui utilise les variables issues des tests statistiques a prédit avec exactitude le potentiel de présence de 70 sites, contrairement à l’ancien modèle basé sur les connaissances théoriques des experts, qui prédit avec exactitude le potentiel de présence de 46 sites, soit une augmentation de 19 %. De plus, les modalités qui favorisent la présence des plants de bleuets sauvages comme : (1) une faible densité du couvert forestier, (2) une faible hauteur du peuplement, et (3) une perturbation récente due à un feu ou à une coupe forestière, démontrent que le bleuet sauvage n’est pas une plante compétitrice. De plus, le lien établi entre le rendement moyen annuel et les variables climatiques démontrent que la variabilité interannuelle du rendement est étroitement liée à la quantité de neige accumulée pendant la période hivernale, à la température minimale moyenne entre mai et juin et au nombre de jours du mois de juin ou les températures minimales sont négatives.

Un profil pollinique provenant d'un lac possédant des sédiments laminés (varves), le lac Brûlé (45°43'09" N, 75°26'32"O 270m), a servi à étudier l'histoire de la végétation et du climat dans l'Outaouais au cours de l'Holocène tardif. Au cours des 1400 dernières années, la végétation de l'Outaouais a été dominée par des espèces arboréennes telles que Tsuga, Fagus, Betula, Acer, Pinus et Picea. Des modifications majeures s'opèrent dans les spectres polliniques vers 1375 AD. Les analyses des micro-charbons et les évidences d'une succession écologique secondaire indiquent que ces changements sont attribuables à un incendie forestier. Une diminution abrupte de l’influx pollinique entre 1600 et 1700 AD suggère qu’une dégradation du climat sous un certain seuil a entraîné une réponse rapide du milieu forestier. Les changements observés lors du Petit-Âge glaciaire suggèrent que les variations climatiques de courte durée affectent la production pollinique et que ces changements sont enregistrés par les diagrammes polliniques à haute résolution temporelle.