Dans le contexte d'études visant à établir des liens entre les paysages forestiers naturels actuels et la façon dont ils se sont transformés au cours de l'Holocène (variabilité naturelle), il est important de définir des stratégies sylvicoles qui répondent aux critères de la mise en place de l'aménagement écosystémique. Au sein du domaine bioclimatique de la pessière à mousses de l'Ouest du Québec, certains paysages forestiers sont aujourd'hui caractérisés par de vastes peuplements de début de succession dominés par le peuplier faux-tremble et le pin gris. Les objectifs de cette étude étaient 1) de reconstituer l'histoire postglaciaire de la végétation et des feux d'un secteur dominé par de tels peuplements, et 2) de préciser leur variabilité naturelle plurimillénaire. À cette fin, les paysages forestiers d'un territoire couvrant une superficie de 4000 km2 dans la région de la plaine du lac Matagami ont d'abord été caractérisés. Dans un deuxième temps, l'histoire de la végétation et des feux a été reconstituée à l'aide de l'analyse pollinique et anthracologique de deux tourbières. Les lieux de prélèvement des sédiments ont été choisis en fonction d'obtenir un enregistrement local et extra-local de l'histoire des forêts jouxtant chacune des tourbières. Les résultats montrent que la majeure partie de l'Holocène (7000 à 1000 ans A.A.) a été caractérisée des feux peu fréquents qui ont permis le maintien de paysages dominés par la pessière noire à sapin baumier. Au cours des 1000 dernières années, des feux plus fréquents et sans doute plus sévères et de plus grandes étendues ont provoqué une diminution de l'abondance du sapin et une augmentation des espèces de début de succession. Les feux du dernier millénaire seraient ainsi à l'origine des actuels peuplements de début de succession qui se maintiendraient selon une dynamique de récurrence.

Le caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) est menacé au Canada. La perte et la fragmentation de son habitat constituent des conséquences négatives de l'aménagement forestier. Le caribou forestier requiert de larges massifs d'habitat pour combler ses besoins vitaux. De plus, la configuration de ces massifs doit lui permettre d'effectuer des déplacements à l'abri des prédateurs et du dérangement humain. L'aménagement forestier écosystémique est maintenant préconisé afin de créer des conditions écologiques auxquelles les espèces sont possiblement adaptées. Ainsi, l'émulation par les coupes de la fréquence, de la superficie et de la sévérité des perturbations naturelles (eg. feux en forêt boréale) pourrait constituer un filtre brut pour le maintien de la biodiversité. Le premier chapitre de ce mémoire porte sur l'identification des facteurs qui influencent la localisation des réseaux de pistes de caribou forestier à la fin de l'hiver ainsi que sur la mesure de l'importance des parcelles d'habitat pour la connectivité du paysage. Les résultats démontrent qu'à l'échelle du réseau de piste, la proportion d'habitat de qualité aurait un effet positif sur la probabilité d'occurrence du caribou forestier. Lorsqu'une cartographie de ces habitats de qualité est effectuée, l'analyse de la connectivité du paysage démontre que les parcelles les plus importantes se situent dans la partie nord du territoire, moins soumise à l'aménagement forestier jusqu'à présent. La parcelle d'habitat la plus importante se situe principalement dans un territoire cri géré sous l'entente de la «Paix des Braves» où la coupe en mosaïque est préconisée afin de favoriser l'augmentation des densités d'orignaux. Cette stratégie d'aménagement pourrait faire augmenter la prédation sur le caribou forestier en plus de fragmenter les derniers grands massifs d'habitats intacts. Le deuxième chapitre consiste à tester l'effet de la révolution forestière et de la superficie des agglomérations de coupes sur la connectivité structurelle entre les habitas du caribou forestier. Pour ce faire, un modèle spatiotemporel qui inclue des événements de feux et de coupes a été développé. Les résultats indiquent que la révolution forestière et la superficie des agglomérations de coupes ont un effet sur la connectivité du paysage. Pour une même révolution forestière, la connectivité est meilleure lorsqu'une plus grande proportion de grandes agglomérations de coupes est réalisée. Par ailleurs, nous avons évalué la plage de variabilité naturelle de connectivité du paysage en simulant seulement des événements de feux selon les cycles historiques connus. Puisque les chemins n'ont pas été considérés dans ces scénarios, la connectivité est meilleure par rapport aux scénarios de coupes. Seule la révolution forestière la plus longue (360 ans) permettrait d'occasionner des valeurs de connectivité qui se situent à l'intérieur de plage de variabilité naturelle. En conclusion, les différents outils utilisés ont permis de contribuer à l'acquisition de connaissances sur l'habitat de la harde frontalière de caribou forestier ainsi que d'émettre certaines recommandations relatives à la gestion de son habitat. ______________________________________________________________________________

En forêt boréale de l'est du Canada, les pessières à mousses sont souvent pourvues de peupliers faux-trembles qui s'y retrouvent parsemés en petits îlots. Ces pessières sont alors aménagées de manière à confirmer leur vocation principale, en tentant de réduire du mieux possible la présence de tremble lors des pratiques d'éclaircies précommerciales. Bien que des études suggèrent qu'à long terme, le peuplier faux-tremble pourrait augmenter le rendement de ces pessières en limitant l'accumulation de matière organique au sol, des inquiétudes persistent quant à son effet compétitif sur la croissance des épinettes à court et moyen termes. Cette étude cherche donc à quantifier et préciser les interactions compétitives entre le peuplier faux-tremble et l'épinette noire en mesurant leurs effets sur la croissance radiale. Ces interactions sont étudiées à l'échelle de l'arbre, de manière à évaluer plus spécifiquement l'importance de l'espèce, la taille, la distance, la position et l'abondance des voisins sur la croissance. Plus précisément on cherche à déterminer si (1) la croissance radiale d'une épinette noire mature serait meilleure en présence d'un peuplier faux-tremble que d'une épinette noire voisine, (2) la croissance radiale d'un peuplier faux-tremble mature serait meilleure en présence d'un peuplier faux-tremble que d'une épinette noire voisine, (3) la présence de peupliers faux-tremble en pessière dite « pure » ne diminuerait pas le volume total d'épinette noire dans un voisinage et (4) ni la distance, ni la position des voisins n'influenceraient la croissance radiale des arbres matures dans ces forêts. Une analyse de compétition est effectuée à partir de la croissance radiale de 373 arbres témoins, répartis sur 122 placettes. Le modèle estime la croissance radiale potentielle maximale et distingue les effets de la compétition pour la lumière de ceux découlant de situations de surnombre. Les hypothèses sont représentées sous forme de modèles alternatifs, créés en retirant certains paramètres du modèle complet. La sélection de modèle, qui utilise les techniques de vraisemblance maximale combinées à la théorie de l'information permet de tester plusieurs hypothèses simultanément et de les comparer entre-elles. Le meilleur modèle pour l'épinette noire inclut un effet d'ombrage spatialement explicite, mais également un effet de densité indépendant des distances. Celui du tremble exclut quant à lui toutes composantes spatiales mis à part le rayon de voisinage. Les résultats montrent qu'une épinette noire est jusqu'à 4 fois moins affectée par le voisinage d'un tremble que celui d'un congénère de même taille. La dominance des trembles sur les épinettes entraîne cependant certains effets négatifs sur la croissance de ces dernières, particulièrement en tremblaie dite pure. Donc la croissance radiale optimale de l'épinette noire est atteinte en milieu mixte, où les proportions de tremble et d'épinette noire sont équivalentes et où la dominance des trembles est réduite. La croissance des trembles est quant à elle favorisée en tremblaie pure, où les faibles densités lui sont favorables. Les analyses laissent présager la présence d'un certain effet améliorant du tremble sur la croissance des arbres en pessière. En termes de rendement, on observe un effet additif de ces deux essences; c'est-à-dire qu'on peut ajouter jusqu'à 30 % de tremble dans le peuplement sans diminuer le volume total d'épinette noire. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Compétition, Épinette noire, Peuplier faux-tremble, Forêt boréale, Analyse de voisinage.

La présente étude a été réalisée dans le cadre du projet SAFE (Sylviculture et aménagement forestier écosystémique), dont l'objectif est de tester différents traitements sylvicoles s'inspirant de la dynamique naturelle des peuplements dans un contexte d'aménagement écosystémique. Les deux volets du présent mémoire touchent la régénération naturelle, un processus clé de l'aménagement forestier durable et visent les processus fins impliqués dans l'établissement et la croissance de la régénération forestière. Dans un premier chapitre, nous avons profité d'une année semencière en 2006 pour comparer l'établissement et la survie des semis d'arbres sur les débris ligneux grossiers (DLG) et sur la couverture morte issue de litière fine. La densité et la survie des semis de l'année suivant la pluie de graine ont été évaluées en 2007 et 2008 dans le cadre d'un échantillonnage où chaque bille était appariée à une superficie équivalente sur le sol adjacent à la bille. Un dénombrement des semis plus âgés a aussi été réalisé sur les billes. L'essence, le stade de décomposition, la dureté et la densité du bois, la capacité de rétention d'eau et le ratio C/N des billes ont été caractérisés. Le recouvrement d'herbacées, le recouvrement et l'épaisseur des feuilles et des mousses, ont été mesurées sur les billes et au sol. Il en ressort que la probabilité qu'un semis s'établisse augmente avec l'humidité du bois et diminue avec la dureté de la surface des billes. La survie des semis diminue au cours de l'année suivant leur établissement dans des peuplements ayant une surface terrière en feuillus plus élevée. Les résultats montrent que les essences produisant de petites semences, soit le bouleau blanc (Betula papyrifera Marsh.), l'épinette noire (Picea mariana Mill.) et l'épinette blanche (Picea glauca Moench) s'établissent préférentiellement sur le bois mort, tandis que le sapin (Abies balsamea L. Mill), une espèce qui produit des semences plus grosses, s'établit davantage au sol. Les peuplements surannés de sapin et bouleau blanc offrent de bonnes conditions pour l'établissement de la régénération sur les débris ligneux. Dans un deuxième chapitre, la réponse en termes de croissance et de densité de la régénération du sapin baumier (Abies balsamea L Mill.) et du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx) à quatre traitements de coupe a été évaluée ainsi que l'impact relatif des compétitions intra- et inter- spécifiques sur la croissance des deux essences. Les quatre traitements étaient: coupe partielle dispersée, coupe partielle par trouées, coupe totale et témoin non coupé. Des inventaires de la régénération ont été effectués un, deux, cinq et huit ans après coupe. Nous avons aussi caractérisé la croissance en diamètre en hauteur des gaules des deux essences pour la période immédiatement avant coupe et les années subséquentes. Dans la moitié des placettes échantillonnées, un sapin situé au milieu de la placette a servi d'arbre d'étude et dans l'autre moitié un peuplier a servi d'arbre d'étude. Un échantillon de coupe transversale à la base du tronc de l'arbre d'étude a été cueilli afin de déterminer l'âge minimal et de mesurer la croissance radiale au collet. Nos résultats confirment que la densité du tremble augmente avec le degré d'ouverture du couvert, mais diminue avec le temps depuis la coupe, tandis que la densité du sapin continue à augmenter (recrutement) dans tous les traitements. La croissance du sapin répond bien à l'ouverture du couvert. Ces résultats démontrent la possibilité d'influencer la composition des peuplements futurs à l'aide des pratiques sylvicoles adaptées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Régénération, plasticité du sapin, gradient de lumière, aménagement écosystémique, débris ligneux grossiers, billes nourricières, semis, forêt boréale.

La structure des communautés de lichens épiphytes de la forêt boréale demeure peu décrite, particulièrement dans les forêts d'épinette noire de l'est de l'Amérique du Nord. Il est important de mieux décrire ces communautés et de mieux comprendre les facteurs qui déterminent l'abondance des différentes espèces ou groupes d'espèces de lichens épiphytes. Ces connaissances seront utiles pour formuler des recommandations d'aménagement, dans l'optique où il est de plus en plus reconnu que les pratiques d'aménagement forestier ne doivent pas mettre en péril le maintien de la biodiversité et des processus écosystémiques. Le premier chapitre contient une évaluation de l'influence du temps depuis le dernier feu, de la structure du peuplement, de la taille et de l'âge des arbres ainsi que la hauteur des branches sur la biomasse de lichens épiphytes dans la forêt boréale de l'Ouest du Québec. Nous avons échantillonné 12 sites appartenant à quatre stades de développement (de 50 à >200 ans). Nous avons estimé la biomasse de trois groupes de lichens épiphytes (Bryoria, Evernia et Usnea) sur 12 arbres dans chaque site. Nos résultats ont montré que la biomasse de Bryoria et d'Usnea était plus élevée dans les stades intermédiaires de développement (entre 101 et 200 ans) comparativement aux plus jeunes (50-100 ans) et plus vieux stades (>200 ans). La biomasse des trois groupes était supérieure sur les arbres de plus gros diamètres (>16 cm) comparativement aux plus petits arbres (<16 cm). Ces résultats indiquent que la protection des peuplements après feu âgés de 101 à 200 ans devrait être priorisée afin de maintenir le rôle fonctionnel des lichens épiphytes dans les paysages aménagés. Le second chapitre vise à comparer les communautés de lichens épiphytes dans différents types de forêts résiduelles laissées après coupe et de comparer les effets de lisière entre des forêts résiduelles linéaires étroites et de plus grandes forêts. Nous avons comparé la biomasse totale de différents groupes de lichens épiphytes (Bryoria spp., Usnea spp., and Evernia mesomorpha) dans quatre différents types de forêts : séparateurs de coupe linéaires, bandes riveraines, grands blocs de forêts résiduelles et forêts d'intérieur. Nous avons aussi examiné si les effets de lisières sur la biomasse lichénique étaient présents dans deux types de forêts résiduelles parmi les quatre, soit les séparateurs linéaires et les grands blocs de forêts résiduelles. Les résultats indiquent que la biomasse de Bryoria était plus élevée dans les grands blocs résiduels et dans les forêts d'intérieur par rapport aux bandes riveraines et aux séparateurs de coupe, et que la biomasse d'Evernia était plus élevée dans les bandes riveraines que dans les autres types de forêts. La biomasse d'Usnea ne variait pas selon les types de forêts. Le long des transects localisés perpendiculairement à la lisière dans les deux types de forêts résiduelles linéaires, la biomasse de Bryoria à 0 et 15 m à l'intérieur de la lisière était significativement plus basse qu'à 30 m. La biomasse d'Evernia et d'Usnea était significativement plus basse à la lisière de la coupe totale (0 rn) comparativement aux parcelles localisées à l'intérieur (30 rn). Nos résultats suggèrent que dans un paysage où seuls des séparateurs de coupe et des bandes riveraines seraient laissés en guise de forêts résiduelles, les communautés de lichens épiphytes typiques des forêts d'intérieur pourraient ne pas se maintenir, particulièrement les biomasses élevées de Bryoria observées dans les forêts d'intérieur. Le troisième chapitre porte sur la colonisation des jeunes peuplements par les lichens épiphytes, un phénomène important pour le maintien de populations viables dans les paysages forestiers affectés périodiquement par les perturbations sévères. Nous avons examiné la colonisation de différentes espèces relativement communes de lichens foliacés et fruticuleux épiphytes dans des peuplements d'épinette noire en régénération dans la forêt boréale de l'ouest du Québec. Le nombre de thalles ainsi que l'abondance des espèces ont été mesurés sur des branches prélevées sur des jeunes arbres localisés dans des coupes totales, à différentes distances de forêts matures adjacentes (de 5 m à 100 m). Nous avons échantillonné des peuplements régénérés de deux façons, soit des peuplements issus d'une régénération naturelle qui s'est établie en sous-étage avant la coupe totale, et des peuplements régénérés par plantation suite à la coupe. Les lichens ont aussi été inventoriés dans deux classes d'âge de coupes, soit des coupes âgées de 12 à 18 ans et des coupes âgées de 6 à 12 ans. Les résultats indiquent que pour les jeunes coupes, le nombre de thalles et l'abondance par branche étaient supérieurs dans les peuplements issus de régénération naturelle pour la plupart des espèces de lichens épiphytes, alors que cette différence entre les deux types de régénération s'estompait dans les peuplements plus âgés. La distance par rapport au peuplement adjacent exerçait peu d'influence sur l'abondance des thalles pour la plupart des espèces, sauf pour celles qui se dispersent principalement par fragments de thalles, et particulièrement Bryoria spp., pour lesquelles le nombre de thalles était significativement plus élevé à 5 m qu'à 100 m. Ces résultats suggèrent donc que la plupart des espèces de lichens parviennent à coloniser les microsites présents dans les peuplements en régénération, peu importe l'origine de cette régénération. Dans le quatrième chapitre, nous examinons les taux de croissance de deux espèces de lichens épiphytes, Bryoria nadvornikiana et Evernia mesomorpha, en fonction de différents gradients d'ouverture du couvert. Les taux de croissance ont été évalués à partir de transplants installés dans deux types de peuplements, soit de vieux peuplements vierges et des vieux peuplements récemment traités par coupe partielle. Les accroissements ont été mesurés sur une période de deux ans, et plusieurs variables environnementales ont été mesurées directement sur les sites pour faciliter l'interprétation des résultats. Les résultats indiquent que malgré une variation importante dans les taux de croissance chez les deux espèces de lichens dans les différents types de peuplements, la création d'ouvertures dans le couvert dominant suite à des coupes partielles a un effet significatif et affecte négativement la croissance des deux espèces. La réponse négative est proportionnelle au degré d'ouverture dans le couvert dominant et B. nadvornikiana, une espèce généralement davantage associée aux couverts forestiers fermés, est significativement plus affectée qu'E. mesomorpha, une espèce plutôt associée aux couverts forestiers plus ouverts. Dans la discussion, nous soulignons que cette réponse négative contraste avec ce qui est généralement rapporté dans la littérature en ce qui concerne l'effet de la création d'ouvertures sur la croissance des lichens épiphytes. En fonction de l'analyse des différents paramètres environnementaux mesurés, nous suggérons que la réduction de la durée d'hydratation dans les coupes partielles, le risque accru de la fragmentation des thalles dans les coupes partielles, le climat relativement sec qui prévaut dans cette région, ainsi qu'une année particulièrement sèche lors de la deuxième année de l'étude peuvent expliquer ces résultats. Les résultats ne remettent pas en cause le fait que les coupes partielles peuvent contribuer au maintien des populations de lichens épiphytes au niveau du paysage, surtout lorsque l'on compare cette pratique aux coupes totales qui prévalent généralement dans cette région. Ils suggèrent néanmoins que, dans notre région, les peuplements récemment traités par coupe partielle offrent des conditions de croissance inférieures à celles que l'on retrouve dans les peuplements non coupés. Dans l'ensemble, cette thèse a permis de faire avancer significativement les connaissances sur les mécanismes déterminant la structure et la composition des communautés de lichens épiphytes en forêt boréale, en particulier en ce qui concerne la dispersion et la croissance de différentes espèces en fonction de différentes variables environnementales. Nous avons montré que la biomasse en lichens varie en fonction de la qualité et de la quantité de substrats disponibles pour la colonisation, tant à l'échelle de la branche, de l'arbre, du peuplement et du paysage. La qualité et la quantité de substrats pour les lichens sont intimement liées au temps écoulé depuis la dernière perturbation. La structure du couvert forestier influence fortement les conditions environnementales prévalant dans les forêts et ces conditions amont une influence importante sur les populations de lichens épiphytes. Les forêts d'intérieur semblent les plus propices au maintien de populations qui pourront servir de foyers pour la recolonisation des superficies perturbées récemment. Le maintien d'une proportion significative de parcelles de forêts matures (100 à 200 ans) présentant des conditions de forêt d'intérieur apparaît donc comme une mesure de précaution intéressante à adopter dans un contexte d'aménagement forestier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : lichens alectorioides, effets de lisière, coupes partielles, croissance, dispersion, colonisation.