Thèse (M.Sc. )--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 44-51. Publié aussi en version électronique.

CroBas-PipeQual a été élaboré pour étudier les effets de croissance des arbres sur la qualité du bois. Ainsi, il s’agit d’un modèle d’intérêt pour maximiser la valeur des produits extraits des forêts. Nous avons évalué qualitativement une version de CroBas-PipeQual calibrée pour le pin gris (Pinus banksiana Lamb.) de façon à vérifier l’intérêt de l’utiliser comme outil de planification forestière. Par la suite, nous avons fait une analyse de sensibilité et une calibration bayesienne à partir d’une table de production utilisée au Québec. Les principales conclusions sont: 1. Les prédictions de hauteur sont les plus sensibles aux intrants et aux paramètres liés à la photosynthèse; 2. La performance de CroBas est améliorée en tenant compte de la relation observée entre deux paramètres utilisés pour estimer la productivité nette et l'indice de qualité de station; et 3. CroBas requiert d’autres améliorations avant de pouvoir être utilisé comme outil de planification. / CroBas-PipeQual is a process-based forest growth model designed to study foliage development and how growth processes relate to changes in wood quality. As such, CroBas-PipeQual is of interest as a component model in a forest level decision support model for value assessment. In this thesis, the version of CroBas-PipeQual calibrated for jack pine (Pinus banksiana Lamb.) in Québec, Canada was qualitatively evaluated for use in forest management decision-making. Then, sensitivity analyses and Bayesian melding were used to create and calibrate a stand-level version of CroBas-PipeQual to local empirical height yield models in a hybrid-modelling approach. Key findings included: 1. Height predictions were most sensitive to input values and to parameters related to net photosynthesis; 2. Model performance was improved by varying two net-productivity parameters with site quality; and 3. Model performance needs further improvement before CroBas-PipeQual can be used as a component of a forest-management decision tool.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 23 février 2006). Bibliogr.

Les champignons ectomycorhiziens forment des symbioses racinaires avec des arbres des forêts boréales. Malgré leur importance dans cet écosystème, leurs exigences en matière d’habitat demeurent mal connues. Deux champignons comestibles, une chanterelle (Cantharellus cibarius var. roseocanus Redhead, Norvell & Danell) et la dermatose des russules (Hypomyces lactifluorum (Schwein.) Tul. & C.Tul. / Russula brevipes Peck.), ont été étudiés dans cette thèse. Trois expériences ont été menées en peuplements aménagés et non aménagés de pin gris (Pinus banksiana Lamb.). Cette étude visait à caractériser les paramètres environnementaux qui influencent la production de carpophores chez ces champignons, à déterminer l’impact d’une peturbation forestière sur ces derniers et à préciser l’importance de la phénologie du pin gris pour la fructification de C. cibarius var. roseocanus. Les résultats relient la distribution (présence/absence des carpophores) et la productivité (biomasse fraîche et densité des carpophores) de ces champignons à des paramètres du sol, du peuplement, de la végétation et du climat. L’aménagement de sentiers n’a pas augmenté la production de carpophores de dermatose des russules, mais l’a maintenu durant les périodes de faibles précipitations. La productivité de ce champignon présente des corrélations positives avec l’abondance de plantes intolérantes à l’ombre et l’ammonium extractible et négatives avec le pH du sol. La productivité de C. cibarius var. roseocanus s’équivaut entre le peuplement aménagé et non aménagé malgré l’absence de carpophores dans les sentiers du peuplement aménagé. L’association végétale Solidago puberula – Comptonia peregrina – Pinus banksiana et la présence de mousses représente un habitat propice à la fructification de cette chanterelle, alors que la présence de plantes éricacées la défavoriserait. Les précipitations et la température de l’air ont aussi un impact sur la quantité de carpophores. Le pic de fructification de C. cibarius var. roseocanus suit la transition du bois juvénile vers le bois mature. Durant la saison de croissance, la respiration du carpophore est synchronisée avec la respiration totale du sol et ces deux respirations sont corrélées avec les variations de températures du sol. Les résultats permettront de mieux prédire la distribution et la productivité de ces espèces en peuplements de pin gris. Ces connaissances contribueront au développement et à l’exploitation durable de cette ressource. / Ectomycorrhizal fungi form root symbioses with boreal tree species. Despite their importance in that ecosystem, their requirements in term of habitat remain unknown. Two edible mushrooms, a chanterelle (Cantharellus cibarius var. roseocanus Redhead, Norvell & Danell) and the lobster mushroom (Hypomyces lactifluorum (Schwein.) Tul. & C.Tul. / Russula brevipes Peck.) were studied in this thesis. Three experiments were conducted in managed and unmanaged jack pine (Pinus banksiana Lamb.) stands. This research aimed to characterize the ecological parameters related to the production of sporocarps of these fungi, to determine the impact of a specific forest disturbance on the latter and to specify the importance of jack pine phenology on the pattern of C. cibarius var. roseocanus carpophore production. Results allowed us to link the mushroom distribution (sporocarp presence/absence) and the productivity (fresh sporocarp biomass and sporocarp density) to specific soil, stand, plant and meteorological parameters. Trail management did not increase lobster mushroom carpophore production but maintained it during periods of reduced precipitation. Productivity of this fungus was positively related to the abundance of shade-intolerant plant species and to extractable ammonium concentration, and negatively related to soil pH. C. cibarius var. roseocanus sporocarp productivity was similar for the managed and the unmanaged stands despite the absence of carpophore on trails of the managed stand. The Solidago puberula – Comptonia peregrina– Pinus banksiana association and mosses presence indicated high-quality environments for chanterelle fructification, whereas ericaceous species presence restricted it. Rainfall and air temperature also had an impact on the carpophore productivity. The C. cibarius var. roseocanus fructification peak followed the earlywood–latewood transition within days. Over the growing season the carpophore respiration was in synchrony with the total soil respiration and these respirations were correlated to the soil temperature patterns. Results will enable the prediction of the distribution and the productivity of these species in jack pine stands. This knowledge will contribute to the sustainable development and use of this natural resource.

Les aires actuelles de distribution de deux espèces de pin de la forêt boréale nord-américaine, le pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et le pin tordu (Pinus contorta Dougl. ex. Loud), étaient presque entièrement recouvertes par la calotte de glace au moment du dernier maximum glaciaire, il y a 21 000 ans. Afin d’élucider l’histoire glaciaire et postglaciaire de ces deux espèces, la distribution géographique de la variabilité génétique a été étudiée à l’aide de marqueurs de l’ADN mitochondrial (ADNmt) et de l’ADN chloroplastique (ADNcp). L’étude de la diversité génétique de l’ADNmt a permis de détecter une structure géographique forte pour chacune de ces deux espèces. Aussi, trois lignées glaciaires, probablement représentatives d’autant de refuges glaciaires génétiquement distincts ont été identifiées pour le pin gris. Pour les deux sous-espèces principales du pin tordu, contorta et latifolia, respectivement deux et possiblement trois refuges distincts ont été inférés. L’utilisation de ces marqueurs de l’ADNmt a mis en évidence l’implication de plusieurs chaînes de montagnes comme facteurs de vicariance pour ces deux espèces au cours de la glaciation. De larges zones de contacts secondaires, issues de la rencontre des fronts de migration ont aussi été identifiées, dans le centre du Québec pour le pin gris et dans le centre et le nord de la Colombie-Britannique pour le pin tordu. En comparaison, l’utilisation de marqueurs microsatellites de l’ADNcp n’a pas permis de détecter une structure des populations comparable à ce qui avait été obtenu avec l’ADNmt chez le pin gris, une conséquence de l’effet homogénéisateur du flux génique provenant du pollen. Enfin, l’utilisation de marqueurs issus des deux génomes cytoplasmiques a permis d’étudier les patrons d’introgression entre les deux espèces qui s’hybrident dans l’ouest de l’Alberta. La distribution atypique de la diversité génétique de l’ADNmt a révélé une expansion postglaciaire du pin tordu jusqu’au centre du Canada, suivie d’un déplacement de l’espèce par le pin gris. De plus, l’association significative détectée entre l’identité de l’ADNcp des arbres de la zone hybride et leur morphologie et les caractéristiques écologiques des sites a mis en évidence l’effet tampon du flux du pollen provenant des peuplements environnants dans la limitation de l’introgression récente entre les deux espèces. / The contemporary natural ranges of lodgepole (Pinus contorta Dougl. Ex. Loud) and jack pines (Pinus banksiana Lamb.) were almost entirely covered by ice sheets at the last glacial maximum, 21 000 years ago. To better understand the impact of this last glacial episode on these North American boreal pines, the analysis of their genetic diversity was conducted using markers from both mitochondrial DNA (mtDNA) and chloroplast DNA (cpDNA). A strong geographical structure of mtDNA genetic diversity was detected for both species. Three glacial lineages, presumably representative of as much genetically distinct refugia, were inferred for jack pine. Concerning the two principal subspecies of lodgepole pine, contorta and latifolia, respectively two and possibly three distinct glacial refugia were proposed. These mtDNA results indicated the significant role of vicariance played by several mountain ranges on both species during the last glaciation. Larges zones of secondary contacts, resulting from the meeting of migration fronts, were also identified: in central Québec for jack pine and in central and northern British Columbia for lodgepole pine. The analysis of the cpDNA diversity of jack pine revealed no geographical structure, a possible consequence of the homogenizing effect of pollen gene flow. Finally, introgression patterns between the two species, which hybridize in western Alberta, were studied using markers from both cytoplasmic genomes. The atypical distribution of mtDNA diversity revealed an early post-glacial expansion of lodgepole pine all the way into central Canada, followed by range displacement by jack pine. Moreover, a significant association between the cpDNA identity of trees and their morphological attributes as well as ecological site characteristics was detected in stands of the hybrid zone, indicating the buffer effect of pollen gene flow from surrounding stands on limiting recent introgression between the two species.

Ce mémoire présente les résultats d’une étude ayant pour but de modéliser la remontée de la cime du pin gris en vue de son utilisation par le modèle de croissance forestière CROBAS. Pour ce faire, des peuplements de pin gris présentant des différences en termes d’âge, de densité et de qualité de station ont été échantillonnés. Différents modèles de hauteur de la base de la cime vivante ont été calibrés, certains provenant d’adaptations de modèles présents dans la littérature scientifique, d’autres provenant d’une sélection pas-à-pas de variables. Les équations des modèles de hauteur de la base de la cime vivante ont été dérivées par rapport au temps afin de les transformer en modèles de remontée de cime. Les valeurs prédites par les équations ont ensuite été comparées à des taux de remontée de cime calculés à l’aide de la datation de la mort des branches situées sous la base de la cime vivante. La dérivée, par rapport au temps des équations de la hauteur de la base de cime vivante, a permis de modéliser avec succès la remontée de la cime vivante. La croissance en hauteur du pin gris, de même que l’intensité de la compétition latérale expérimentée par l’arbre, semblent être les deux principaux facteurs qui déterminent le taux de remontée de la base de la cime vivante. Les modèles expliquent une quantité significative de la variation de la remontée de la cime calculée à l’aide de l’analyse rétrospective des branches mortes. / Jack pine crown recession was studied using data from stands varying in age, density and site index. The resulting model should be included in the CROBAS forest growth model. As a first step, several crown height equations were derived from previously published results and from a stepwise selection. These equations were then derived with respect to age to estimate crown recession rates. Predicted crown recession rates were then compared to a data set of crown recession values calculated from dated branch mortality. The proposed method of using the time was able to explain a significant amount of the observed crown recession rate. Height growth and stand competition seem to be the main factors that influence crown recession rate.

Les peuplements mixtes (formés à la fois de feuillus et de conifères) font partie de la dynamique naturelle de la forêt boréale québécoise. Toutefois, les pratiques forestières au Québec ont eu comme conséquences de séparer les essences incluses dans ces peuplements. Hors, de récentes études suggèrent que la gestion forestière des peuplements mixtes pourrait procurer des avantages tant économiques, qu'écologiques. Cependant, nous connaissons encore mal la dynamique naturelle menant à la formation de peuplements mixtes d'essences pionnières telles que le peuplier et le pin gris et encore moins les conséquences qu'une telle mixité peut avoir sur les propriétés physico-chimiques et biologiques du sol. Cette thèse de doctorat a, comme principal objectif, de mieux comprendre les causes et les conséquences souterraines de la mixité forestière entre le peuplier faux-tremble et le pin gris dans la forêt boréale abitibienne. En premier lieu j'évalue l'hypothèse que la fertilité du matériau parental détermine l'occurrence des peuplements mixtes de peuplier et de pin gris. Un recensement des peuplements mixtes dans le nord-ouest de l'Abitibi ainsi qu'une expérience contrôlant la fertilité du sol ont permis de confirmer cette hypothèse. En ce sens, les peuplements mixtes de peuplier et de pin gris sont exclusifs aux dépôts argileux plus riches que les dépôts sableux tels le till. En second lieu, j'évalue les conséquences de la mixité forestière sur les propriétés édaphiques, notamment, la composition et la stabilité des communautés microbiennes du sol. Ainsi, je suppose que la plus grande diversité végétale des peuplements mixtes favorise la stabilité de la biomasse des communautés microbiennes qui y sont associées. J'ai donc mesuré trois indices de stabilité de la biomasse microbienne soient : la résistance, la résilience et la tolérance. Mes résultats indiquent dans un premier temps que les communautés microbiennes des peuplements mixtes sont plus résistantes que celles des peuplements purs et, dans un deuxième temps, que la tolérance des communautés microbiennes des peuplements mixtes est assurée dans une plus grande diversité de conditions par opposition aux communautés microbiennes provenant des peuplements purs. Quant à la résilience, cet indice était plus fortement déterminé par la fertilité du matériau parental que par la composition végétale. En troisième et dernier lieu, j'explore les conséquences souterraines de frontières abruptes entre les peuplements purs de peuplier et de pin gris. Même si dans de tels cas, il n'y a pas de mixité forestière, je présente des évidences que de tels écotones constituent des écosystèmes uniques en ce qui a trait à leurs propriétés souterraines et que le peuplier, par la dispersion de sa litière, possède une plus forte influence que le pin gris sur ces propriétés, notamment, la composition des communautés microbiennes. Les résultats et les conclusions découlant de ce projet de doctorat permettront, dans un premier temps de mieux comprendre la dynamique naturelle de la forêt boréale, et dans un second temps, de comprendre les conséquences souterraines de l'hétérogénéité du paysage de la forêt boréale. Finalement, ces résultats pourraient justifier le développement de pratiques sylvicoles préservant la diversité du paysage forestier québécois.

Au fur et à mesure de sa décomposition, le bois mort s'intègre à la couverture morte (horizon LFH) du sol sous forme de bois enfoui et fini par s'incorporer à la fraction stable de la matière organique du sol. Nous avons émis l'hypothèse que le bois mort enfoui contribue à la rétention en eau des sols grossiers et de ce fait, participe à la productivité des peuplements de pin gris occupant ces sols. Douze peuplements naturels de pin gris (Pinus banksiana L.) issus de feu, ont été échantillonnés à travers l'Abitibi ouest. À l'intérieur de chaque peuplement, nous avons procédé à l'échantillonnage des débris ligneux grossiers (DLG), du sol ainsi que de trois arbres dominants pour estimer l'indice de qualité de la station (IQS). La quantité de bois mort enfouie dans la couverture morte variait entre 1 à 57 m3 ha -1 et pouvait représenter jusqu'à 92 % de la masse totale de bois mort (incluant les chicots et les billes). La rétention en eau disponible du bois mort est négligeable comparativement à celle du sol minéral et n'était pas un facteur déterminant dans la productivité des sites. Nous n'avons pas pu faire ressortir une relation entre la rétention en eau des bois mort enfouis et la productivité. Cependant, le bois enfoui avait un effet positif sur la capacité d'échange cationique (CEC) de la couverture morte alors que cette dernière expliquait 64 % de l'indice de qualité des stations. La conservation du bois mort sur les dépôts grossiers doit être envisagée si on veut assurer le maintien de la productivité de ces sites. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pin gris, Succession, Bois mort, Productivité, Sols forestiers.

L'installation des zones de sylviculture intensives vise à établir un équilibre entre les objectifs de conservation et de production de fibre ligneuse. En Abitibi-Témiscamingue le reboisement des friches agricoles constitue un élément de l'aménagement forestier durable des régions périphériques. Le milieu agricole offre t-il une productivité comparable au milieu forestier, compte tenu du compactage causé par l'utilisation des machines et le labourage plus accentué? Les objectifs de l'étude étaient de comparer la croissance du pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et de l'épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss) en plantations établies sur sols agricoles et forestiers, d'évaluer les indices de qualité du sol et la productivité des espèces. L'échantillonnage comprenait 20 plantations de pin gris et 20 plantations d'épinette blanche en milieu agricole et forestier dans la région écologique de la sapinière à bouleau blanc de l'ouest du Québec. Les paramètres de croissance des arbres mesurés étaient la hauteur totale, le diamètre et la longueur des cinq derniers verticilles. Les indices de qualité du sol évalués comprenaient les propriétés physiques et chimiques du sol. La comparaison des propriétés des sols entre les deux milieux a révélé que les sols agricoles sont modifiés par l'effet du compactage. Les macroporosités étaient plus élevées de 3 et 4% en milieu forestier. La capacité au champ était de 3 et 5% plus élevée en milieu agricole et les points de flétrissement de 6 et 5% supérieurs à ceux des sols forestiers. L'épinette blanche augmentait la masse volumique du sol au fil du temps, le pin gris favorisait une macroporosité plus élevée des sols. Les sols forestiers avaient un taux de minéralisation de l'azote plus élevé et une meilleure qualité de la matière organique. L'augmentation de la capacité au champ en milieu agricole favorisait la croissance en hauteur du pin gris, l'azote minéralisé favorisait la croissance de l'épinette blanche. La croissance des deux essences n'a pas été pour autant différente d'un milieu à l'autre. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Pin gris, Épinette blanche, Plantations, Croissance, Compactage du sol, Propriétés physiques et chimiques du sol, Région écologique de la sapinière à bouleau blanc du Québec (5a).