Les conophytes sont un groupe d'insectes spécialisés dans l'exploitation des cônes: leur développement est lié obligatoirement à la présence de ceux-ci. Plusieurs espèces conophytes se nourrissent du cône et des graines et ont un impact important sur la production semencière. Les espèces s'attaquant au sapin baumier (Abies balsamea) sont mal connues, tout comme leur impact sur la production de graines et sur la régénération des peuplements. Le présent projet vient pallier le manque de connaissances. Il présente l'inventaire des insectes présents et la structure de la communauté, fait la relation entre les périodes de colonisations de conophytes et le développement du cône et établit certaine interactions entre les différentes espèces de conophytes. Au niveau de la production semencière, le projet a permis d'évaluer l'impact des conophytes sur la production semencière du sapin baumier. Il constitue également une première tentative de relier les pertes observées au niveau des cônes et la densité des émergents de sapin baumier. Un dispositif d'échafaudage, installé dans une sapinière boréale, a permis l'accès aux cimes des arbres, permettant la récolte des cônes sur une base périodique. Ces récoltes ont permis 1) d'identifier les insectes qui parasitent les cônes du sapin baumier, en forêt boréale, 2) d'estimer les périodes d'attaques des conophytes, 3) d'établir des relations entre les différentes espèces et 4) d'évaluer leur impact sur la production semencière. Les trois premiers points sont traités dans le chapitre 2, alors que l'impact des conophytes sur la production de graines fait l'objet du chapitre 3. Un deuxième dispositif, comprenant des grilles de trappes à graines et des quadrats pour le suivi de l'émergence des semis, a été installé dans huit sapinières (chapitre 4). Il a été possible d'établir un lien entre la prédation prédispersion et la régénération, en se concentrant essentiellement sur l'émergence des semis. Au cours des années 2003 et 2004, les conophytes ont colonisé l'ensemble des cônes récoltés à l'aide du dispositif d'échantillonnage. Douze espèces ont été inventoriés, principalement des espèces phytophages. Si trois de ces espèces sont abondantes (Dasineura sp., Earomyia aterrima et Megastigmus specularis), les autres demeurent relativement rares. La communauté est par conséquent très peu diversifiée. Les périodes d'attaque s'échelonnent sur plus de deux mois, par contre, la plupart des espèces colonisent le cône avant la lignification de celui-ci. Malgré la cohabitation de plusieurs espèces au sein d'un même cône, peu de relations de compétition ont pu être établies entre les espèces phytophages. Les tests ont toutefois permis de faire ressortir, en 2004, une relation négative entre Dasineura sp. et Earomyia aterimma, et une relation positive entre Dasineura sp. et Megastigmus specularis. La présence des conophytes, dans les cônes, a engendré des pertes au niveau de la production semencière. Ces pertes sont relativement faibles en 2003, alors que 26,6 % des graines produites ont été endommagées. Par contre, le taux de prédation a augmenté significativement en 2004. La faible production semencière en 2004 a concentré les larves dans peu de cônes: l'abondance des larves a doublé et le taux de prédation a atteint 89,3 % de la production de graines. Par conséquent, très peu de graines pleines ont été produites cette année-là. Les données de prédation, obtenues à l'aide du dispositif de trappes à graines, reflètent ce qui a été observé dans les cônes. Les deux dispositifs permettent de constater qu'il existe une relation entre la production semencière et l'abondance des larves. Les variations interannuelles dans la production semencière engendrent des variations inverses dans l'abondance des conophytes et les dégâts associés. Ainsi les taux de prédation sont faibles lors des années de forte production semencière. Par contre, les dégâts sont très importants en 2004, une année de faible production semencière. Cet effet se répercute au niveau des semis puisque la densité des émergents est quasiment nulle lors de ces faibles années de production semencière. Cela résulte de l'effet combiné d'un très faible taux de graines pleines et d'un important taux de prédation. Les conophytes ont donc, non seulement un effet sur la production de graines pleines, mais également sur la densité des émergents de sapin baumier. Il est cependant peu probable, dans des sapinières naturelles, que cet impact se répercute sur l'établissement des semis et donc sur la régénération des peuplements. Dans ces peuplements, la régénération est assurée par la présence d'une banque de semis permanente. Pour que les conophytes aient un impact sur la régénération, il faudrait que des taux de prédation élevés soient atteints au cours de plusieurs années consécutives, au moment de la constitution de la banque de semis permanente. Il serait toutefois intéressant d'étudier l'effet de ces insectes dans des sapinières en phase de régénération. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Abies balsamea, Conophytes, Prédation, Prédispersion des graines, Production semencière, Régénération, Sapin baumier.

Dans la forêt boréale du nord-ouest du Québec (Canada), une plus grande abondance de feuillus dans la portion sud du domaine résineux pourrait créer des conditions plus favorables à l'établissement des espèces associées au domaine mixte. En effet, les propriétés du sous-bois et la réponse à divers types de perturbation sont grandement influencées par la composition des peuplements. Ainsi, la présence du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) en pessière pourrait offrir des conditions plus propices à l'établissement et à la croissance du sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) au nord de sa zone de dominance. L'objectif général de cette étude consiste à déterminer si la présence du peuplier faux-tremble facilite la régénération du sapin baumier au sein de la pessière à mousses de l'ouest du Québec. Pour ce faire, des sites présentant une transition au niveau du couvert, allant d'une dominance de l'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP) à un peuplement mixte de peuplier faux-tremble et d'épinette noire, ont été sélectionnés. Des transects disposés de façon à traverser la transition entre les 2 types de peuplement ont été utilisés pour caractériser la régénération du sapin baumier et les conditions environnementales le long du gradient mixte-résineux. Les résultats indiquent que la régénération du sapin baumier est généralement plus abondante lorsque le peuplier est présent dans la canopée. Des différences au niveau de la distribution le long du gradient des trois groupes de hauteur utilisés pour décrire l'abondance du sapin en sous-couvert (petits, < 30cm; moyens, de 30 à 100cm; grands, >100 à 300cm) suggèrent que l'établissement est probablement lié davantage à la proximité des semenciers qu'à la disponibilité des substrats. Par contre, des conditions de croissance plus favorables sous le couvert mixte augmenteraient le taux de survie des semis, ce qui expliquerait l'abondance de la régénération avancée. Cette meilleure croissance pourrait être liée au fait que la litière de peuplier, en étant facilement décomposable, ralentit le processus de paludification qui s'observe avec le temps dans les peuplements dominés par l'épinette noire de la région de la ceinture d'argile et qui crée des conditions qui nuisent au développement du sapin baumier. Ainsi, en facilitant la régénération du sapin baumier dans le domaine résineux, la présence du peuplier faux-tremble en pessière pourrait contribuer à l'expansion nordique du domaine de la sapinière à bouleau blanc. Les résultats de cette étude témoignent de l'importance des interactions biotiques positives dans les mécanismes de succession secondaire, en particulier dans les zones où les contraintes environnementales sont plus importantes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Abies balsamea, Populus tremuloides, Facilitation, Régénération, Pessière, Peuplements mixtes.

La forêt boréale est un écosystème hétérogène et dynamique façonné par les perturbations naturelles comme les feux, les épidémies d'insectes, le vent et la régénération. La dynamique des trouées joue un rôle important dans la dynamique forestière parce qu'elle influence le recrutement de nouveaux individus au sein de la canopée et la croissance de la végétation avoisinante par une augmentation des ressources. Bien que l'importance des trouées en forêt boréale fut reconnue, les connaissances nécessaires à la compréhension des relations entre le régime de trouées et la dynamique forestière, en particulier sur la croissance, sont souvent manquantes. Il est difficile d'observer et de mesurer extensivement la dynamique des trouées ou les changements de la canopée simultanément dans le temps et l'espace avec des données terrain ou des images bidimensionnelles (photos aériennes,...) et ce particulièrement dans des systèmes complexes comme les forêts ouvertes ou morcelées. De plus, la plupart des recherches furent menées en s'appuyant sur seulement quelques trouées représentatives bien que les interactions entre les trouées et la structure forestière furent rarement étudiées de manière conjointe. Le lidar est un système qui balaye la surface terrestre avec des faisceaux laser permettant d'obtenir une image dense de points en trois dimensions montrant les aspects structuraux de la végétation et de la topographie sous-jacente d'une grande superficie. Nous avons formulé l'hypothèse que lorsque les retours lidar de tirs quasi-verticaux sont denses et précis, ils permettent une interprétation de la géométrie des trouées et la comparaison de celles-ci dans le temps, ce qui nous informe à propos de leur influence sur la dynamique forestière. De plus, les mesures linéaires prises à différents moments dans le temps permettraient de donner une estimation fiable de la croissance. Ainsi, l'objectif de cette recherche doctorale était de développer des méthodes et d'accroître nos connaissances sur le régime de trouées et sa dynamique, et de déterminer comment la forêt boréale mixte répond à ces perturbations en termes de croissance et de mortalité à l'échelle locale. Un autre objectif était aussi de comprendre le rôle à court terme des ouvertures de la canopée dans un peuplement et la dynamique successionelle. Ces processus écologiques furent étudiés en reconstituant la hauteur de la surface de la canopée de la forêt boréale par l'utilisation de données lidar prises. en 1998, 2003 (et 2007), mais sans spécifications d'études similaires. L'aire d'étude de 6 km² dans la Forêt d'Enseignement et de Recherche du Lac Duparquet, Québec, Canada, était suffisamment grande pour capter la variabilité de la structure de la canopée et de la réponse de la forêt à travers une gamme de peuplements à différents stades de développement. Les recherches menées lors de cette étude ont révélé que les données lidar multi-temporelles peuvent être utilisées a priori dans toute étude de télédétection des changements, dont l'optimisation de la résolution des matrices et le choix de l'interpolation des algorithmes sont essentiels (pour les surfaces végétales et terrestres) afin d'obtenir des limites précises des trouées. Nous avons trouvé qu'une technique basée sur la croissance de régions appliquée à une surface lidar peut être utilisée pour délimiter les trouées avec une géométrie précise et pour éliminer les espaces entre les arbres représentant de fausses trouées. La comparaison de trouées avec leur délimitation Iidar le long de transects linéaires de 980 mètres montre une forte correspondance de 96,5%. Le lidar a été utilisé avec succès pour délimiter des trouées simples (un seul arbre) ou multiples (plus de 5 m²). En utilisant la combinaison de séries temporelles de trouées dérivées du lidar, nous avons développé des méthodes afin de délimiter les divers types d'évènements de dynamique des trouées: l'occurrence aléatoire de trouées, l'expansion de trouées et la fermeture de trouées, tant par la croissance latérale que la régénération. La technique proposée pour identifier les hauteurs variées arbre/gaulis sur une image lidar d'un Modèle de Hauteur de Couvert (MHC) a montré près de 75 % de correspondance avec les localisations photogrammétriques. Les taux de croissance libre suggérés basés sur les donnés lidar brutes après l'élimination des sources possibles d'erreur furent utilisés subséquemment pour des techniques statistiques afin de quantifier les réponses de croissance en hauteur qui ont été trouvées afin de faire varier la localisation spatiale en respect de la bordure de la trouée. À partir de la combinaison de donnés de plusieurs groupes d'espèces (de conifères et décidues) interprétée à partir d'images à haute résolution avec des données structurales lidar nous avons estimé les patrons de croissance en hauteur des différents groupes arbres/gaulis pour plusieurs contextes de voisinage. Les résultats on montré que la forêt boréale mixte autour du lac Duparquet est un système hautement dynamique, où la perturbation de la canopée joue un rôle important même pour une courte période de temps. La nouvelle estimation du taux de formation des trouées était de 0,6 %, ce qui correspond à une rotation de 182 ans pour cette forêt. Les résultats ont montré aussi que les arbres en périphérie des trouées étaient plus vulnérables à la mortalité que ceux à l'intérieur du couvert, résultant en un élargissement de la trouée. Nos résultats confirment que tant la croissance latérale que la croissance en hauteur de la régénération contribuent à la fermeture de la canopée à un taux annuel de 1,2 %. Des évidences ont aussi montré que les trouées de conifères et de feuillus ont des croissances latérales (moyenne de 22 cm/an) et verticales similaires sans tenir compte de leur localisation et leur hauteur initiale. La croissance en hauteur de tous les gaulis était fortement positive selon le type d'évènement et la superficie de la trouée. Les résultats suggèrent que la croissance des gaulis de conifères et de feuillus atteint son taux de croissance maximal à des distances respectives se situant entre 0,5 et 2 m et 1,5 et 4 m à partir de la bordure d'une trouée et pour des ouvertures de moins de 800 m² et 250 m² respectivement. Les effets des trouées sur la croissance en hauteur d'une forêt intacte se faisaient sentir à des distance allant jusqu'à à 30 m et 20 m des trouées, respectivement pour les feuillus et les conifères. Des analyses fines de l'ouverture de la canopée montrent que les peuplements à différents stades de développement sont hautement dynamiques et ne peuvent systématiquement suivre les mêmes patrons successionels. Globalement, la forêt est presqu'à l'équilibre compositionnel avec une faible augmentation de feuillus, principalement dû à la régénération de type infilling plutôt qu'une transition successionelle de conifères tolérants à l'ombre. Les trouées sont importantes pour le maintien des feuillus puisque le remplacement en sous-couvert est vital pour certains résineux. L'étude à démontré également que la dernière épidémie de tordeuse des bourgeons de l'épinette qui s'est terminée il y a 16 ans continue d'affecter de vieux peuplements résineux qui présentent toujours un haut taux de mortalité. Les résultats obtenus démontrent que lidar est un excellent outil pour acquérir des détails rapidement sur les dynamiques spatialement extensives et à court terme des trouées de structures complexes en forêt boréale. Les évidences de cette recherche peuvent servir tant à l'écologie, la sylviculture, l'aménagement forestier et aux spécialistes lidar. Ces idées ajoutent une nouvelle dimension à notre compréhension du rôle des petites perturbations et auront une implication directe pour les aménagistes forestiers en quête d'un aménagement forestier écologique et du maintien des forêts mixtes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Perturbation naturelle, Dynamique forestière, Dynamique des trouées, Croissances latérales, Régénération, Succession, Lidar à retours discrets, Grande superficie, Localisation des arbres individuels, Croissance en hauteur.

Dans la région de la ceinture d'argile du nord-ouest québécois, l'absence de feu prolongée (> 100 ans) favorise l'ouverture des peuplements. Après un feu sévère qui expose le sol minéral, les peuplements d'épinettes noires sont denses et équiens. Puis, les arbres matures commencent à mourir entraînant une dynamique de trouées et le bris de peuplement. Avec le temps, les forêts de la ceinture d'argile sont sujettes à la paludification caractérisée par une accumulation de la couche organique, un mauvais drainage et une invasion des sphaignes. Devenues improductives, les forêts de la ceinture d'argile s'ouvrent et adoptent une structure inéquienne. L'objectif général consistait à étudier la transition entre peuplements denses et peuplements ouverts sous l'angle de la dynamique des trouées. Plus spécifiquement, il s'agissait: 1) de déterminer si la proportion de forêt en trouée augmente et si les trouées s'agrandissent avec le temps; 2) d'évaluer si la mort des arbres est reliée à des facteurs exogènes ou endogènes et si l'ouverture des forêts se produit de façon subite ou graduelle; 3) d'établir si l'ouverture des forêts est due à un manque de régénération, à une croissance limitée de la régénération ou à ces deux contraintes. Dans le contexte de l'aménagement forestier, nous nous sommes demandés quel type de coupe serait le mieux adapté aux forêts étudiées et si la dynamique des trouées pourrait servir de base au régime sylvicole de la région. Neuf peuplements d'épinettes noires âgés entre 50 et 250 ans ont été choisis pour représenter la période du bris de peuplement. Des transects établis dans chaque site ont permis de mesurer les caractéristiques des trouées et de prendre des données sur les arbres morts et la régénération dans les trouées. Les proportions de forêt en trouée augmentent de 18 à 77% proportionnellement avec l'âge des peuplements. Les plus petites trouées mesurées (moyenne de 12m²) se retrouvent davantage dans les jeunes peuplements (50-80 ans) et les plus grandes (moyenne de 33 m²), dans les peuplements surmatures (110-140 ans). Cependant, les trouées n'ont pu être délimitées dans les peuplements plus vieux que 140 ans. La faible densité de ces forêts et leur structure inéquienne font en sorte que les trouées sont interconnectées. Ainsi, la transmission lumineuse dans les trouées augmente en fonction de l'âge du peuplement plutôt qu'en fonction de l'aire des trouées. Les trouées compte en moyenne 4 à 5 arbres morts avec 87% des trouées ayant plus d'un arbre mort. Ces arbres créateurs de trouée sont souvent cassés (69%), sans orientation dominante pour les troncs au sol. L'année de mortalité des échantillons datés varie de 1951 à 2004, mais 75% des individus sont morts entre 1980 et 1999. Le vent aurait un impact faible sur la mortalité, alors que la présence de la tordeuse des bourgeons de l'épinette (TBE) a pu se faire ressentir lors de la dernière épidémie. Malgré l'ouverture des peuplements, la présence de sphaignes et d'éricacées, les trouées ont une densité de régénération moyenne assez élevée (1,7 tiges/m²). Par contre, la régénération est en majorité (89%) de taille inférieure à 105 cm et dominée à 95% par des marcottes d'épinettes noires. Peu de gaules (15%) ont montré une reprise de croissance significative dans les trouées. La régénération dans les trouées est abondante mais sa croissance est limitée en raison des sols organiques froids et humides de la ceinture d'argile. Afin de favoriser des conditions propices à la croissance et à la germination, les coupes partielles devraient être effectuées seulement sur les sites productifs et non paludifiés alors qu'une technique qui perturbe davantage le sol devrait être privilégiée pour les sites improductifs. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Épinette noire, Trouée, Mortalité, Régénération, Transmission lumineuse.

En Abitibi, à l'ouest du Québec, l'exploitation forestière a été, et reste encore, le moteur de l'économie de la région. Cette activité forestière a laissé des empreintes sur le paysage forestier qui se caractérise par une augmentation de la proportion des peuplements feuillus. En effet, au 20ème siècle et en ce début du 21ème siècle, la récolte des conifères dans les peuplements mixtes ou à dominance résineuse a marqué le développement de l'industrie forestière. Les peuplements résiduels sont aujourd'hui envahis par les feuillus e.g. le peuplier faux-tremble (processus d'enfeuillement). En conséquence, on observe une diminution de la proportion des conifères aux échelles du peuplement et du paysage. Ces activités anthropiques (i.e. Coupes) sont-elles seules à l'origine de la modification de ce paysage ou l'augmentation de la fréquence de ces coupes? Pour tenter de répondre à cette question et mieux comprendre la dynamique de l'enfeuillement sur les argiles de l'Abitibi, nous avons comparé l'effet de la coupe et du feu sur les attributs (composition, structure et diversité) des peuplements. Ensuite, nous avons analysé l'influence de la composition d'origine sur ces attributs. Nos résultats montrent que la composition des tremblaies issues de feu et de coupes d'origine mixte ou résineuse est actuellement comparable. Seule la régénération diffère sensiblement. Les tremblaies d'origine résineuses renferment une proportion élevée de sapin baumier et de peuplier baumier comparativement à celles d'origine mixte dominées par le peuplier faux-tremble. La diversité alpha et bêta ne montrent pas de différences marquées. Seule la structure des tremblaies dégage une tendance. Les tremblaies issues de feu et de composition d'origine résineuse se caractérisent par une abondance de gaules et de grosses tiges. Celles issues de coupes d'origine mixte, renferment plus de perches et de chicots de toutes grosseurs. Ces résultats montrent que le type, l'intensité et la fréquence des coupes adoptées avant l'avènement de l'ère industrielle, n'aurait pas significativement altéré les attributs des tremblaies. Contrairement, de nos jours, l'industrialisation de l'exploitation forestière semble modifier significativement les attributs des peuplements en Abitibi. À l'issue de ces travaux, notre compréhension de la dynamique des tremblaies dans la plaine argileuse reste fragmentaire et très limitée. Une analyse plus approfondie est nécessaire pour mieux cerner la dynamique des tremblaies de la plaine argileuse d'Abitibi. Cette analyse devra viser à quantifier la perte de superficie de peuplements résineux au profit de tremblaies et identifier les processus à la base de cette dynamique. En outre, une analyse spatio-temporelle des communautés végétales à l'intérieur des tremblaies et à l'échelle du paysage abitibien permettrait de quantifier les écarts entre les proportions actuelles et historiques, et d'élaborer des stratégies d'aménagement adaptées au contexte régional. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Enfeuillement, Peuplier faux-tremble, Composition, Structure, Diversité, Argile, Perturbation, Feu, Coupe, Abitibi.

Au fur et à mesure que le cycle de feu se prolonge, les perturbations naturelles mineures, causant des ouvertures ou des trouées dans le couvert forestier, augmentent en importance. Dès lors, elles influencent davantage la dynamique et la structure forestière. Au Labrador, le cycle de feu peut aller au-delà de 400 à 500 ans; un nombre d'années largement supérieur à la longévité des espèces dominantes de la strate arborescente. De cette manière, le développement de la structure forestière et l'établissement de la régénération varient d'un endroit à un autre selon la fréquence des feux et selon les espèces favorisées après le passage d'un feu. Cependant, à ce processus de régénération post-feu, il ne faut pas négliger les conditions du stand qui influent sur la composition en espèces, la taille des arbres et la susceptibilité aux pathogènes et aux chablis. Des études antérieures ont supporté deux hypothèses de dynamique des espèces dans ce type de forêt: la dynamique des espèces est influencée par les trouées qu'engendrent les perturbations, ou la différence des espèces s'établissant suivant une perturbation est causée par la productivité du stand. Nous émettons donc l'hypothèse que la densité de conifères est influencée par la taille de trouée, la productivité du stand ou de la combinaison de ces deux facteurs. Dans cette région boréale, l'épinette noire et le sapin baumier sont les deux espèces dominantes. En raison de leurs tolérances à l'ombre et de leurs caractéristiques de croissance différentes, il nous porte à croire que le sapin baumier, espèces à croissance rapide, sera plus abondant que l'épinette noire dans les stands plus productifs. Étant donné que l'épinette noire a un spectre de croissance plus vaste et une tolérance à l'ombre moins élevée que le sapin baumier, nous pensons que l'épinette noire sera plus abondante dans les grandes trouées et ceci, indépendamment de la productivité du stand. De plus, l'absence d'insectes défoliateurs dans les stands pauvres nous laisse envisager un renouvellement continu des individus d'une même espèce en sous couvert, en d'autres mots la régénération suit une tendance de remplacement cyclique. Afin de déterminer l'importance de la dynamique de trouées dans les forêts du centre du Labrador, nous avons étudié de vieux peuplements d'épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) -sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) selon un gradient de productivité (faible, moyen et élevé). Un total de dix-huit transects (300 m de long) ont permis d'étudier le régime de trouées où les données suivantes ont été recueillies pour chacune des trouées interceptant un transect :Ia taille de la trouée, le dénombrement des arbres créateurs de la trouée ainsi que le nombre d'arbres se retrouvant à l'intérieur de la trouée. La proportion de trouées était relativement élevée avec 47 % pour l'ensemble des trois peuplements. La taille des trouées était petite (une moyenne de 65 m² - 139 m²), mais elle était significativement différente selon la productivité du stand; les grandes trouées étant plus fréquentes dans le stand le plus productif. La densité de régénération des conifères variait significativement selon la productivité du stand, mais non selon la taille des trouées. Les sapins baumiers étaient plus abondants dans le stand le plus productif, tandis que les épinettes noires étaient plus nombreuses dans les peuplements faiblement et moyennement productifs. Une proportion équivalente entre les arbres créateurs de trouées et la régénération indiquent un remplacement cyclique alors que des recherches préliminaires de dendroécologie supporte que l'établissement de la régénération est régulier, voire un remplacement continu. Ces résultats démontrent que les caractéristiques des trouées ne sont pas des indicateurs adéquats de la succession forestière à cette latitude. De plus, la productivité forestière est le principal facteur de détermination de l'établissement de la régénération dans ces forêts. Conséquemment, les pratiques sylvicoles visant à émuler les perturbations forestières risquent de ne pas avoir l'effet escompté sur la régénération. Cependant, la formation de trouées entraîne une hétérogénéité de la structure indépendamment de la productivité, ceci étant reconnu comme ayant une influence indirecte sur la faune. Conséquemment, les pratiques traditionnelles d'aménagement forestier équienne (coupe totale) demandent donc à être modifiées afin de répondre plus adéquatement à cette différence. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sapin baumier, Épinette noire, Trouées, Productivité, Densité de régénération.

L'exportation d'importantes quantités de biomasse hors des écosystèmes forestiers peut réduire leurs réserves en nutriments et diminuer la fertilité des sols. Afin d'assurer le maintien de la productivité des stations forestières, le développement des critères relatifs aux choix des sites à récolter est primordial. Ce travail fait partie d'une étude plus large visant à étudier la vulnérabilité des stations forestières à l'exportation de biomasse. Nous nous intéressons à l'incidence de la récolte de biomasse forestière sur le statut nutritif des sols et sur la croissance de la régénération au cours des 14 premières années suivant la coupe en fonction de la fertilité initiale du sol. L'étude s'est déroulée dans la forêt boréale du Québec, en Abitibi-Témiscamingue. Au total, 117 sites couvrant deux procédés de récolte (par troncs seulement et par arbres entiers), trois types de dépôt de surface (argiles et limons lacustres, till et sables) et deux espèces (épinette noire et pin gris) ont été échantillonnés. Les données regroupent aussi deux périodes de coupe soit 7 à 9 et 13 à 14 ans après récolte. Dans chaque site, quatre placettes d'une superficie de 100 m2 ont été localisées. À l'intérieur de chaque placette, les tiges d'essences commerciales ont été dénombrées et la hauteur totale de trois arbres dominants par essence présente a été mesurée. Sur ces mêmes arbres, les aiguilles ont été récoltées afin d'en mesurer la composition en éléments nutritifs. Deux échantillons de la couverture morte et du sol minéral ont été prélevés par placette. Des modèles linéaires mixtes ont été appliqués aux données. Nos résultats montrent une quantité significativement plus faible de la matière organique des horizons supérieurs du sol à la suite de la récolte par arbres entiers, indépendamment du dépôt de surface et de la période après coupe. Cette réduction se reflète aussi dans les réserves du carbone et d'azote de la couverture moite et les concentrations en C du sol minéral. Les concentrations en cations basiques des deux horizons du sol sont plus importantes dans les sites de récolte par arbres entiers pour la période de 13-14 ans après coupe. Ces différences sont en partie liées à la richesse initiale plus élevée des argiles et limons lacustres et des tills récoltés par arbres entiers. Sur les sites récoltés 7 à 9 ans avant l'étude, les résultats montrent des réserves plus faibles en cations basiques, mais variables d'un dépôt à l'autre. Les relations entre les réserves en cations basiques du sol et la croissance des arbres sont faibles. Pour la période 13-14 ans après coupe, la hauteur du pin gris est moins élevée sur les sites récoltés par arbres entiers qui sont caractérisés par des réserves plus élevées en cations basiques. Par contre, l'épinette noire n'affiche aucune différence de croissance en hauteur entre les procédés. Pour la période 7 à 9 ans après coupe, la croissance en hauteur du pin gris sur les sites récoltés par arbres entiers est moindre que celle observée sur les sites récoltés par troncs seulement. Les concentrations foliaires en nutriments et le rapport (Ca+Mg+K)/Al de la couverture morte montrent une sensibilité meilleure à l'intensité d'exportation de biomasse que les concentrations en cations basiques. Une meilleure caractérisation de la minéralogie des argiles et limons glaciolacustres de la région d'étude s'impose afin de mieux caractériser les différences initiales des sites. Pour le suivi nutritionnel des stations forestières, le potentiel des indicateurs foliaires demande d'être exploré plus intensivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : exportation de biomasse forestière, fertilité du sol, nutrition foliaire, croissance.

Traditionnellement, les décisions en écologie sont prises en présumant que la structure spatiale de peuplements forestiers est homogène. Or, dans la sapinière à bouleau jaune, la mortalité individuelle des arbres et les perturbations qui génèrent des trouées, telles les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l'épinette ou les coupes partielles, changent continuellement la structure spatiale interne des peuplements. Nous posons comme hypothèse que l'hétérogénéité spatiale joue un rôle important sur la dynamique des peuplements en modifiant la distribution spatio-temporelle de la lumière, ce qui a pour effet d'accentuer ou non l'abondance et la croissance d'arbustes qui peuvent intervenir sur la succession des arbres. Nous avons utilisé un indice d'hétérogénéité spatiale pour identifier 12 paysages de 1 km2 présentant différents niveaux d'hétérogénéité (hétérogène, modéré et homogène). Dans ces paysages, des données d'abondance et de croissance d'espèces d'arbustes et de la régénération d'espèces d'arbres ont été prises dans des trouées de différentes tailles et sous couvert forestier. Nos résultats indiquent que le noisetier à long bec est deux fois plus abondant dans les paysages hétérogènes et que le bouleau jaune est trois fois plus abondant dans les paysages d'hétérogénéité modérée que dans les paysages fortement hétérogènes. Notre recherche indique que les forêts hétérogènes contiennent significativement moins d'arbres et plus d'arbustes en régénération que les paysages moins hétérogènes. Cependant, ni la compétition par les arbustes et ni la croissance de la régénération des arbres ne diffèrent entre les paysages avec différents niveaux d'hétérogénéité, suggérant que les mécanismes de dispersion et d'établissement seraient successibles d'être à la base des patrons observés. ______________________________________________________________________________

Le tremble est une espèce pionnière qui joue un rôle important dans la reprise forestière après perturbation puisqu'il se reproduit très efficacement. En effet, le tremble produit beaucoup de graines et peut se reproduire localement par le drageonnement de racines. Plusieurs études réalisées en forêt boréale mixte ont démontré que, comparé à la coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS), les coupes partielles peuvent limiter le retour massif des trembles. Le but de cette étude est de vérifier si la coupe partielle peut limiter le retour du tremble en peuplement résineux parsemé de trembles. Dans notre traitement de coupe partielle, tous les trembles ont été prélevés ainsi que 33 à 75% de la surface terrière totale. La CPRS était le traitement de référence. Dans les parcelles expérimentales, la régénération ligneuse a été quantifiée par espèce. De plus, les tiges mères de tremble étaient cartographiées et les sentiers ont été localisés à l'intérieur des parcelles expérimentales. Bien qu'à court terme (2 ans après coupe) le traitement n'avait pas d'effet sur la régénération de tremble, à moyen terme (6 ans après coupe), la coupe partielle défavorisait la régénération de tremble relativement à la CPRS. La distribution spatiale de la régénération de tremble dans les parterres de CPRS était beaucoup plus uniforme qu'en coupe partielle où elle était plus clairement agglomérée près des souches de tiges mères de tremble. Ceci laisse supposer que la régénération du tremble par graine est importante dans les CPRS, plus que dans les coupes partielles où les conditions environnementales sont moins favorables à l'établissement et la survie de semis. À moyen terme, la régénération de tremble avait tendance à coloniser les sentiers de débardage, particulièrement en CPRS. Les densités de régénération de tremble étaient très faibles dans nos sites comparées aux sites de forêt mixte (autres études). Nous supposons que bien que le risque d'envahissement par le tremble soit faible en forêt résineuse l'érosion graduelle de la vocation résineuse de ces peuplements mérite d'être évaluée en relation avec le traitement sylvicole. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : peuplier faux-tremble, CPRS, coupe partielle, analyse spatiale, forêt boréale résineuse

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.