Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’objectif général de l’étude est de valoriser deux sites de tourbières résiduelles situés à Lamèque et à La Mousse Acadienne (Nouveau-Brunswick, Canada) pour la production de deux plantes à valeur énergétique, le saule (Salix miyabeana) et l’alpiste roseau (Phalaris arundinacea). Cette réhabilitation est nommée «phyto-aménagement». Par ailleurs, dans un contexte de changements climatiques et d’épuisement des énergies fossiles, le phytoaménagement à base de plantes bioénergétiques présente un intérêt avec l'utilisation de la biomasse agroforestière comme combustible à moindre émission dans les chaudières à biomasse. Les résultats des essais menés en serre sur le sol de la tourbière résiduelle du site Sun Gro indiquent que les doses croissantes de chaux calcique en présence d’une dose d’engrais NPK, ainsi que les doses croissantes d’engrais en présence d’une dose de chaux dolomitique ont un effet significatif sur les paramètres de croissance et de rendements du saule, certaines propriétés édaphiques dont le pH, et les teneurs des métaux Cu, Fe, Mn et Zn sous formes facilement labiles et moyennement labiles dans le sol. Une fraction importante de Cu est liée à la matière organique du sol. Les métaux Fe, Mn et Zn se retrouvent majoritairement fixés par les oxydes du sol. Les essais à petite échelle de saule et d’alpiste roseau cultivés dans les tourbières résiduelles du site La Mousse Acadienne indiquent que ces deux plantes répondent bien à la fertilisation minérale en présence de la chaux dolomitique. En favorisant le développement de la plante, l’apport de l’engrais (NPK) favorise la production de biomasses aériennes ainsi que le prélèvement des cations nutritifs. Les parcelles de saules fertilisées ont fourni un rendement maximum de 6161,6 kg/ha en 16 mois de croissance au moment où les parcelles non fertilisées ont assuré un rendement maximum de 437,0 kg/ha. D’une manière générale, les concentrations des métaux Ca, Mg et Mn sont retrouvées majoritairement dans les parties aériennes des plantes tandis que celles des métaux Al, Cd, Cu, Fe, et Zn sont plus élevées dans les racines. Les concentrations des éléments traces métalliques dans les parties aériennes des plantes sont en deçà des valeurs seuils de toxicité. Les résultats révèlent que le pH du sol est une propriété chimique clé à considérer lors du phyto-aménagement des tourbières résiduelles acides. / The mechanical exploitation of the natural peat bogs produces media called "residual peat bogs" among which the physico-chemical properties, naturally constraining, are degraded. The objective of this study was to evaluate the potential productivity of two energy crops, willow (Salix miyabeana) and the reed canary grass (Phalaris arundinacea), on residual peat bogs situated at Lamèque in New Brunswick (Canada). This type of rehabilitation is named "phyto-management". Moreover, in the climate change context and the depletion of fossil fuels, bioenergy-based phytomanagement is of interest with the use of agroforestry biomass as a lower emission fuel in biomass boilers. The results of glasshouse study conducted on RPB from the site Sun Gro indicated that N-P-K fertilizer and calcitic or dolomitic lime applications have a significant effect on growth and yield parameters of willow as well as on certain edaphic properties such as pH and the content of metallic trace elements (Cu, Fe, Mn, Zn) in the labile and moderately labile fractions. Organic matter matrix is an important binding site for Cu whereas oxide matrix for Fe, Mn and Zn. The small-scale field trials conducted at the Mousse Cannadienne site highlighted that willow and reed canary grass can be grown in the residual peat bogs amended with dolomitic lime and fertlized with complete fertlizer. Fertilizer containing the chemical elements improves growth, uptake of cationic nutrients and productiveness of plants. The fertilized and limed willow plots produced a maximum yield up to 6161.6 kg / ha in 16 months of growth. The limed plots without fertilizer produced 437,0 kg shoot biomass of willow / ha. Generally, the highest concentration of Ca, Mg and Mn is mainly found in the aerial parts of plants whereas those of Al, Cd, Cu, Fe, and Zn are highest in roots. The concentrations of metallic trace elements in shoot plant biomass are below thresholds values of toxicity. The results reveal that the soil pH is a key chemical property to be considered during the phyto-management of acid residual peat bogs.

L'invasion des milieux humides par une sous-espèce eurasiatique du roseau commun (Phragmites australis) sur le continent nord-américain est bien documentée, mais peu d'études ont porté sur ses effets sur les communautés de poissons d'eau douce qui utilisent les plaines inondables lors de la crue printanière. Le grand brochet (Esox lucius) est l'une des espèces de poisson bien adaptées à la végétation aquatique des milieux humides qui pourraient être affectées par l'expansion du roseau commun. Les effets du type de végétation (roselières comparées à d'autres assemblages végétaux de référence) ont été évalués sur quatre aspects des premiers stades de développement du grand brochet (dépôt d'oeufs, abondance, croissance et alimentation) dans deux milieux humides du fleuve Saint-Laurent. En 2009, en condition de niveau d'eau élevé, le grand brochet a pondu au moins trois fois plus d'oeufs dans les assemblages végétaux de référence, alors qu'en 2010, lorsque le niveau d'eau était très bas, deux fois plus d'oeufs ont été déposés dans les roselières. Certains des descripteurs de développement utilisés (abondance, longueur, poids) ne diffèrent pas de façon significative entre les roselières et les assemblages de référence, alors que d'autres (croissance, condition, type de proies et relation entre le poids du tractus digestif et le poids total des grands brochets de l'année) suggèrent des conditions plus favorables dans l'un ou l'autre des types de végétation échantillonnés. Aucune tendance forte n'est toutefois mise en évidence. La présence de roseau commun, même sous la forme de peuplements très homogènes, ne semble donc pas constituer un obstacle à la reproduction du grand brochet. Néanmoins, les résultats indiquent que, lorsque ce type de végétation est disponible, le grand brochet dépose plus d'oeufs dans les prairies humides colonisées par des plantes de morphologie adéquate, comme les prairies humides à alpiste ou les marais à scirpe. De plus, bien que la présence du roseau commun ne semble pas avoir d'effet négatif majeur sur les habitats qu'occupent les grands brochets de l'année au cours de leurs premiers stades de développement, certains des indicateurs mesurés suggèrent que la présence d'autres assemblages végétaux peut être importante pour la croissance des jeunes. L'impact de l'envahissement des milieux humides par le roseau commun tiendrait donc à sa capacité à former des peuplements monospécifiques qui réduisent la diversité végétale des milieux humides ainsi que leur disponibilité pour le grand brochet.

Les plantes envahissantes sont considérées comme l'une des plus grandes menaces sur les espèces, mais leurs impacts sur les amphibiens demeurent peu connus. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet de l’établissement du roseau commun (Phragmites australis) sur la répartition des amphibiens et sur leur développement larvaire. Il est présumé que cette plante s'accapare l'espace et les ressources disponibles en produisant une importante biomasse, qu’elle peut modifier l’hydrologie des marais et la structure des communautés d’amphibiens. J’ai évalué les facteurs influençant la répartition des amphibiens selon les caractéristiques des étangs et du paysage dans 50 sites envahis ou non à divers degrés. Des expériences ont également été menées afin d’étudier les répercussions de trois densités de roseau sur des têtards de la Grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) et sur la qualité de son habitat. Mes résultats suggèrent que le roseau à forte densité ralentit le développement larvaire de la grenouille des bois et influence les assemblages phytoplanctoniques. Cependant, il n’y a aucune relation entre la densité de la plante et la survie, la morphologie des têtards et les caractéristiques biotiques et abiotiques de l’eau. Dans notre aire d’étude, le paysage autour des étangs a une plus grande influence sur la répartition des amphibiens que l'établissement du roseau. Toutefois, la probabilité d’assèchement est plus élevée lorsque la plante est établie en grande quantité, ce qui, si l’envahissement s’intensifie, aura un effet néfaste sur la survie des têtards et mettra en péril la persistance des populations. / Invasive plants are considered one of the greatest threats to species, but their impact on amphibians is still poorly understood. The objective of this project is to determine the effect of the establishment of common reed (Phragmites australis) on amphibian distribution and larval development. It is thought that this plant monopolizes space and resources by producing a large biomass, and may alter wetland hydrology and amphibian community structure. I evaluated the factors influencing amphibian distribution according to the characteristics of ponds and the surrounding landscape in 50 sites invaded or not by reeds to varying degrees. Experiments were also conducted to study the impacts of three reed densities on wood frog tadpoles (Lithobates sylvaticus) and the quality of their habitat. My results suggest that high reed density slows wood frog larval development and influences phytoplankton assemblages. However, there is no relationship between, plant density and survival, tadpole morphology and water biotic and abiotic characteristic. In our study area, the landscape surrounding ponds has a greater influence on amphibian distribution than does reed establishment. However, the desiccation probability is higher when the plant is established in high quantities, which, if the invasion intensifies, will have an adverse effect on tadpole survival and therefore population persistence.

Les plantes envahissantes menacent la biodiversité ainsi que les activités humaines. Afin de les maîtriser, la pulvérisation d'herbicides est une méthode fréquemment employée en Amérique du Nord. Cette approche ne fait pas toujours consensus et est même parfois interdite ou restreinte, ce qui justifie le recours à d'autres options. Les alternatives peuvent toutefois s'avérer rares, comporter d'importantes limitations ou sont peu documentées. Cette étude vise à tester l’efficacité de méthodes permettant de maîtriser et de prévenir les invasions de roseau commun (Phragmites australis), l'une des plantes envahissantes les plus problématiques sur le continent nord-américain, tout en limitant au minimum l'utilisation d'herbicides. Le potentiel de quatre méthodes de lutte aux petites populations de roseau bien établies a d'abord été évalué : l’excavation avec enfouissement sur place, le bâchage, l’excavation avec enfouissement sur place combinée au bâchage, et la fauche répétée. Les résultats ont montré que l'excavation avec enfouissement sur place, avec ou sans bâchage, a entraîné une élimination presque totale des populations visées, ce qui est comparable ou supérieur à l'effet généralement obtenu avec la pulvérisation d'herbicide. Le bâchage avec des toiles opaques, maintenues pendant un an, a pour sa part entraîné une maîtrise partielle du roseau, suggérant qu'une application prolongée serait nécessaire pour l'éradication de la plante. La fauche répétée, exécutée à raison de cinq fauches par été pendant deux ans, a fourni une efficacité mitigée. Les résultats suggèrent néanmoins que la fauche pendant plusieurs années contribue à affaiblir la plante, ce qui pourrait aider à son confinement. Une méthode additionnelle a été expérimentée afin de traiter les tiges éparses de roseau tout en limitant les risques d'effets hors cibles, soit le badigeonnage manuel d’herbicide. Suite à ces tests, les résultats ont montré une diminution importante de la densité des tiges, ce qui suggère que la méthode est efficace afin d'éliminer les repousses après un traitement initial, et pourrait également être employée sur de jeunes populations clairsemées. L'effet d'un ensemencement préventif de plantes herbacées sur l'établissement de semis de roseau a également été étudié, suite à des traitements sur de vastes parcelles de sol nu. Les résultats suggèrent que la méthode est efficace afin de limiter la propagation du roseau par semences et qu'un suivi périodique suite à l'intervention serait suffisant afin de maintenir l'effet préventif. / Invasive plants threaten biodiversity as well as human activities and in North America, attempts to control them often rely on the spraying of herbicides. This approach does not always achieve consensus and is sometimes forbidden or restricted, encouraging managers to consider other options. Alternatives can however prove to be rare, involve serious limitations or be poorly documented. This study aims at testing the efficiency of methods for the control and prevention of invasions by common reed (Phragmites australis), one of the most problematic invasive plants on the North American continent, all while reducing herbicide use to a minimum. The potential of four methods for the control of small, well established stands of common reed has first been evaluated: excavation and on-site burial, covering with heavy-duty tarps, excavation and on-site burial combined with covering with heavy-duty tarps, and repeated cutting. Results have shown that excavation with on-site burial, followed or not by covering with heavy-duty tarps, led to an almost complete elimination of the populations targeted, which is comparable or superior to the effect typically obtained with herbicide spraying. Covering common reed with opaque heavy-duty tarps, held in place for one year, lead to partial control of the plant, suggesting that holding the tarps in place for a longer period would be necessary to foresee the eradication. Cutting, repeated five times per summer for two years, gave mixed results. The results suggest, however, that cutting during multiple years contributes to weakening the plant, which could help to its confinement. An additional method, the hand-wicking of common reed stems with herbicide, has been tested to treat scattered stems while limiting off-target effects. Following these tests, the results have shown an important reduction of the density of reed stems, which suggests that the method is effective to control common reed regrowth after an initial treatment, and could be used on young stands. The effect of seeding herbaceous plants on the establishment of common reed seedlings has also been evaluated, following the sowing of vast plots of bare soil. The results suggest that the method is an efficient way of limiting the propagation of common reed through seed dispersal. Results also suggest that periodic follow-ups to eliminate seedlings would be sufficient to maintain the preventive effect.

Les plantes envahissantes sont considérées comme l'une des plus grandes menaces sur les espèces, mais leurs impacts sur les amphibiens demeurent peu connus. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet de l’établissement du roseau commun (Phragmites australis) sur la répartition des amphibiens et sur leur développement larvaire. Il est présumé que cette plante s'accapare l'espace et les ressources disponibles en produisant une importante biomasse, qu’elle peut modifier l’hydrologie des marais et la structure des communautés d’amphibiens. J’ai évalué les facteurs influençant la répartition des amphibiens selon les caractéristiques des étangs et du paysage dans 50 sites envahis ou non à divers degrés. Des expériences ont également été menées afin d’étudier les répercussions de trois densités de roseau sur des têtards de la Grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) et sur la qualité de son habitat. Mes résultats suggèrent que le roseau à forte densité ralentit le développement larvaire de la grenouille des bois et influence les assemblages phytoplanctoniques. Cependant, il n’y a aucune relation entre la densité de la plante et la survie, la morphologie des têtards et les caractéristiques biotiques et abiotiques de l’eau. Dans notre aire d’étude, le paysage autour des étangs a une plus grande influence sur la répartition des amphibiens que l'établissement du roseau. Toutefois, la probabilité d’assèchement est plus élevée lorsque la plante est établie en grande quantité, ce qui, si l’envahissement s’intensifie, aura un effet néfaste sur la survie des têtards et mettra en péril la persistance des populations. / Invasive plants are considered one of the greatest threats to species, but their impact on amphibians is still poorly understood. The objective of this project is to determine the effect of the establishment of common reed (Phragmites australis) on amphibian distribution and larval development. It is thought that this plant monopolizes space and resources by producing a large biomass, and may alter wetland hydrology and amphibian community structure. I evaluated the factors influencing amphibian distribution according to the characteristics of ponds and the surrounding landscape in 50 sites invaded or not by reeds to varying degrees. Experiments were also conducted to study the impacts of three reed densities on wood frog tadpoles (Lithobates sylvaticus) and the quality of their habitat. My results suggest that high reed density slows wood frog larval development and influences phytoplankton assemblages. However, there is no relationship between, plant density and survival, tadpole morphology and water biotic and abiotic characteristic. In our study area, the landscape surrounding ponds has a greater influence on amphibian distribution than does reed establishment. However, the desiccation probability is higher when the plant is established in high quantities, which, if the invasion intensifies, will have an adverse effect on tadpole survival and therefore population persistence.

No description available.

La quenouille à feuilles larges (Typha latifolia, une plante indigène d’Amérique du Nord) et le roseau commun (Phragmites australis, haplotype M, le génotype exotique d’Eurasie) sont souvent observés dans les tourbières à sphaignes à la suite des activités d’extraction de la tourbe. L’envahissement des milieux humides par ces plantes peut nuire au rétablissement des communautés végétales typiques des tourbières et potentiellement réduire la capacité de ces écosystèmes à stocker le carbone. De plus, les graines produites en grandes quantités peuvent être responsables de la contamination de la tourbe extraite des terrains voisins. Au Québec, des populations denses de quenouille et de roseau ont été répertoriées récemment dans deux bogs de la région du Bas-Saint-Laurent autrefois utilisés pour l’extraction de la tourbe. Le but de ce projet était d’évaluer et tester des méthodes pour lutter contre la propagation de la quenouille et du roseau en tourbière. Différentes méthodes de lutte telles que la fauche des tiges, le bâchage et la revégétalisation ont été testées dans deux sites, Bois-des-Bel (BDB, une tourbière restaurée) et Saint-Alexandre-de-Kamouraska (SAK, une tourbière non restaurée). À BDB, les résultats montrent que le traitement de fauches répétées (trois fois par été) des tiges de quenouille a diminué la densité de repousses de tiges de 77 % et la biomasse aérienne de 88 % par rapport aux secteurs où aucune fauche n’a été effectuée. À SAK, des observations effectuées sur le terrain suggèrent que l’utilisation d’une toile opaque combinée à des plantations de saules pour former rapidement un couvert végétal dense pourrait contribuer à limiter la repousse du roseau. Ce projet aborde une nouvelle perspective de l’envahissement biologique dans les tourbières d’Amérique du Nord. Par ailleurs, il contribue à développer une expertise technique et opérationnelle basée sur l’approche expérimentale pour le contrôle des plantes envahissantes en tourbière. Mots-clés : Quenouille à feuilles larges, Typha latifolia, roseau commun, Phragmites australis, tourbières, bog, envahissement, lutte intégrée / Broad-leaf cattail (Typha latifolia, a native plant in North America) and common reed (Phragmites australis, haplotype M, the exotic Eurasian genotype) are often observed in Sphagnum-dominated peatlands once peat extraction activities have ceased. Both species are tall opportunistic herbs showing highly competitive behavior through vegetative propagation and seed production. They are invasive in peatlands that have been used for peat extraction and could become a major threat to restoration projects by preventing the establishment of desirable plant species and potentially reducing carbon sequestration. Furthermore, seed dispersal could contaminate adjacent commercial peat fields. Dense, nearly monospecific, patches of Cattail and Reed have been recently identified in two bogs located in eastern Canada cutover bogs. The main objective of this project was to evaluate and test methods to prevent the spread of these invasive plants in peatlands. Different control methods, such as repeated stem cutting, tarping and revegetation were tested on cattails and reeds, at Bois-des-Bel (BDB, a restored peatland) and Saint-Alexandre-de-Kamouraska (SAK, an unrestored site). Repeated cuttings (3 times per summer) decreased cattail stem density by 77 % and biomass by 88 % compared to control (no cutting) sites. Field observations suggest that a combination of tarping and planting willows to rapidly establish a dense plant cover could inhibit the regrowth of reeds. This project examines a new aspect of biological invasions in North American peatlands. It contributes to the development of technical and operational expertise regarding invasive plant control, based on experimental evidence. Key words: Broad-leaf cattail, Typha latifolia, common reed, Phragmites australis, peatlands, bog, invasion, control

On assiste depuis une centaine d'années à l 'expansion du roseau commun (Phragmites australis) dans les milieux humides de l'Amérique du Nord. Récemment, on a montré que ce phénomène était dû à l'introduction d'un génotype eurasiatique de roseau (génotype M) particulièrement compétitif. On attribue l'expansion des populations de roseau à des perturbations d'origine anthropique, comme la construction et l'entretien des réseaux routiers ou le développement résidentiel près des milieux humides. On connaît toutefois encore peu de choses sur les stratégies qu'utilise cette plante pour coloniser les milieux riverains lacustres. Dans le cadre de ce projet, j'ai examiné l'invasion récente du Grand lac Saint-François par le roseau. Ce lac est situé à la frontière des régions de Chaudière-Appalaches et de l 'Estrie (Québec). À l'été 2006, toutes les berges du lac ont été parcourues en canot afin de cartographier l'ensemble des populations de roseau et de colliger des informations sur ces dernières. Les populations sur le bord des routes de la région ceinturant le lac ont aussi été cartographiées. D'autres données spatiales caractérisant les populations ont été générées grâce à un système d'information géographique. Un modèle de régression logistique binaire a été réalisé afin de circonscrire les facteurs qui expliquent la présence ou l'absence d'une population de roseau en un point donné autour du lac. Au total, 345 populations de roseau occupaient les berges du Grand lac Saint-François. Toutes les populations de roseau étaient du génotype exotique (génotype M). Elles étaient particulièrement abondantes dans la partie nord du lac, que ce soit sur les berges ou le long des routes asphaltées. C'est aussi dans ce secteur qu'on trouve la plus grande densité de résidences et de routes. Le modèle statistique montre que plus la rive du lac est proche d'une route asphaltée ou de l'exutoire du lac, plus les probabilités d'y trouver une population de roseau sont élevées. Le scénario d'envahissement le plus probable est que des graines (ou des fragments de tige) de populations routières de roseau se soient disséminées des routes vers les rives du lac et aient ensuite germé, produisant ainsi de nouvelles populations. Ce projet constitue une première analyse de la situation de l'envahissement du Grand lac Saint-François par le roseau. Il met en relief le rôle des corridors routiers quant aux risques d'envahissement des plans d'eau. Dans le cas du Grand lac Saint-François, il est primordial de déterminer quels sont les sites du lac ayant le plus grand intérêt écologique et de mettre en place des mesures pour empêcher le roseau de s'y installer et d'y proliférer.

No description available.