Les prairies supra-forestières sont des écosystèmes bien représentés dans les milieux de montagne et qui s’avèrent vulnérables aux changements climatiques et aux modalités d’utilisation des terres. Dans ce contexte, l’objectif principal de cette thèse a été d’évaluer l’effet des forçages climatiques et du pastoralisme sur la végétation des prairies supra-forestières à différentes échelles spatio-temporelles. En particulier, nous avons cherché à comprendre les réponses des prairies à la variabilité interannuelle du climat (température et précipitation), aux tendances sur le long terme (réchauffement) et aux évènements extrêmes (vagues de chaleur et sécheresses) ; ainsi qu’aux modalités de la gestion pastorale (charges et calendriers de pâturage). Pour cela, nous avons réalisé des analyses sur un nombre de métriques phénologiques, météorologiques et pastorales. Les premières, dérivées principalement de l’indice de différence normalisée de la végétation (NDVI) à partir d’images satellite de moyenne (MODIS) et de haute résolution (Landsat et SPOT), ainsi que des données acquises au sol à la volée et en continu sur cinq alpages. Les deuxièmes, calculées à partir des ré-analyses du modèle climatique SAFRAN de Météo-France. Les troisièmes, estimées à partir des données des Enquêtes Pastorales régionales (1996-1997 et 2012-2014), et des cahiers d’alpage du dispositif Alpages Sentinelles. Concernant la végétation des prairies supra-forestières, nos résultats mettent en évidence : (i) des tendances au verdissement assez généralisées, (ii) des tolérances plus importantes aux vagues de chaleur qu’aux périodes de sécheresse estivales, (iii) des sensibilités plus importantes aux facteurs climatiques qu’aux pressions de pâturage, (iv) des réponses légères mais positives aux modalités de gestion pastoral, et (v) un potentiel de repousse en fin de saison. L’originalité de nos résultats a été de montrer l’existence de relations plus fortes entre les facteurs climatiques et la végétation des prairies, qu’entre cette dernière et le pâturage. Ils ont également éclairé les apports de l’utilisation de la télédétection dans l’étude de ces milieux. / Mountain grasslands are wide distributed ecosystems which are particularly vulnerable to climate and land use changes. In this context, the main objective of this thesis was to assess the effect of climate and pastoral drivers on mountain grasslands vegetation at different spatiotemporal scales. In particular, we wanted to understand plant responses to annual variations of climate (temperature and precipitation), long term warming and extreme events (heat waves and droughts); as well as the land management impact (grazing intensity and calendars). Hence, we performed several analyses using phenological, meteorological and pastoral metrics. First, we derived phenological metrics mainly from the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) extracted from two sources: satellite remote sensing images at moderate (MODIS) and high (Landsat and SPOT) resolution and field remote sensing measures acquired with portable and fixed sensors over five mountain grasslands. Second, we estimated meteorological metrics from reanalysis of the climatic model SAFRAN provided by Météo France. Third, we estimated pastoral metrics from two regional pastoral surveys (1996-1997 and 2012-2014) and several local documents (“cahiers d’alpage”) produced within the project “Alpages Sentinelles”. Regarding mountain grasslands vegetation, our results showed: (i) widely distributed greening trends, (ii) higher tolerance to heat waves than to droughts, (iii) higher sensibility to climate factors than to grazing pressures, (iv) weak but positive responses to grazing, and (v) a regrowth potential at the end of the season. The originality of our results was to exhibit the stronger relationships between climate factors and vegetation phenology, than between the latter and grazing pressures. Moreover, we highlighted the important contributions of remote sensing data to study mountain ecosystems.

Ce travail a pour but de présenter une méthode devant faciliter la prise de décisions au niveau de la planification des opérations forestières. Il constitue une approche partielle au développement d'un modèle dynamique d'aménagement forestier, projet mis sur pied par des professeurs de la Faculté de Foresterie et de Géodésie de l'Université Laval en 1973. La méthode de planification proposée tente d'apporter une solution aux problèmes de la localisation des aires de coupe et de l'établissement du réseau routier. Les principaux objectifs poursuivis sont les suivants : - optimisation du réseau routier en fonction de critères économiques, - regroupement des opérations annuelles, - minimisation des fluctuations annuelles relatives au volume récolté, à la superficie traitée et ä la construction de chemin. Les aires de coupe sont localisées de façon à ce que soit respectée la possibilité de coupe déterminée lors de la réalisation du plan d'aménagement. Les diverses contraintes ayant trait à la protection du territoire et à l'aménagement intégré des ressources forestières sont également prises en considération. Voici quelles sont les principales étapes de la méthode proposée : 1) localisation des peuplements pouvant faire l'objet d'intervention pendant la durée du plan d'exploitation et établissement d'un ordre de chaque type de traitement; 2) classification des unités de territoire suivant un ordre de priorité pour la construction de chemins; 3) simulation de réseaux routiers correspondant à diverses distances de débardage; chaque simulation implique les étapes suivantes : - tracé des chemins d'exploitation de façon à desservir les peuplements susceptibles d'être exploités; - choix des aires de traitement annuelles; - tracé définitif des chemins; - définition des classes de qualité de chemin en fonction du volume ligneux transporté; - localisation des jetées et allocation des unités de coupe aux jetées; - calcul des coûts reliés à la construction du réseau routier simulé. La prise de décision finale s'effectue par la comparaison des coûts résultant de chacune des options simulées.

L’exploitation forestière implique la mise en place d’un dense réseau de routes. Au Canada, 15 000 km de nouvelles routes forestières sont construites annuellement, s’ajoutant ainsi à la fragmentation causée par l’exploitation de 6 100 km2 de forêt par an. De plus, la structure de la végétation proche des routes forestières est souvent différente de celle rencontrée ailleurs, ce qui pourrait influencer les comportements d’approvisionnement de la faune et ses déplacements. Les ouvertures du couvert forestier pourraient par conséquent affecter les patrons de déplacement de la faune, mais cette conséquence est peu documentée. Nous avons évalué le comportement de déplacement de la Martre d'Amérique (Martes americana) en réponse aux lisières forestières créées par les routes et les coupes, à la Forêt Montmorency, forêt d’enseignement et de recherche de 66 km2 localisée au nord de la ville de Québec, Canada. Durant 3 hivers, 84.6 km de pistes de martre ont été suivies à raquettes et géoréférencées par GPS. La répartition des pistes de Martre d’Amérique était indépendante de la proximité des lisières de routes et de coupe. Par contre, les martres avaient tendance à se déplacer de façon parallèle aux lisières, en lien avec l’occurrence plus élevée de ses deux principales proies, l’Écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus) et le Lièvre d’Amérique (Lepus americanus), à proximité des lisières de routes et de coupes. Cette association entre les proies et les lisières était elle-même associée aux changements de végétation à proximité des lisières. En conclusion, des attributs de végétation des lisières pourraient expliquer à la fois le patron de distribution des proies et indirectement, les déplacements des martres. / Large-scale forestry fills boreal landscapes with roads and clearcuts. In Canada alone, 15,000 km of new forestry roads are built annually, adding to habitat fragmentation caused by the logging of 6 100 km2 of forest annually. Furthermore, vegetation near forestry roads often differs from vegetation elsewhere, and may influence animal foraging and other movements. Gaps in the forest cover may therefore affect species distribution patterns, but underlying mechanisms are unknown most of the time. We asked whether and how American marten (Martes americana) respond to forest edges adjoining roads and clearcuts at the Montmorency Research Forest, a 66-km2 area north of Quebec City, Canada. We followed 84.6 km of marten tracks by snowshoe over 3 winters, and recorded their location with high-resolution GPS receivers. The distribution of marten tracks was independent of distance to road or clearcut edges. However, martens tended to move along edges, apparently because of the higher occurrence of prey (squirrels Tamiasciurus hudsonicus and hares Lepus americanus) near clearcut and road edges. High prey abundance near edges was itself associated to vegetation differences close to edges. I conclude that edge effects on vegetation affected prey distribution, which in turn affected marten movements.

Ce travail a pour but de présenter une méthode devant faciliter la prise de décisions au niveau de la planification des opérations forestières. Il constitue une approche partielle au développement d'un modèle dynamique d'aménagement forestier, projet mis sur pied par des professeurs de la Faculté de Foresterie et de Géodésie de l'Université Laval en 1973. La méthode de planification proposée tente d'apporter une solution aux problèmes de la localisation des aires de coupe et de l'établissement du réseau routier. Les principaux objectifs poursuivis sont les suivants : - optimisation du réseau routier en fonction de critères économiques, - regroupement des opérations annuelles, - minimisation des fluctuations annuelles relatives au volume récolté, à la superficie traitée et ä la construction de chemin. Les aires de coupe sont localisées de façon à ce que soit respectée la possibilité de coupe déterminée lors de la réalisation du plan d'aménagement. Les diverses contraintes ayant trait à la protection du territoire et à l'aménagement intégré des ressources forestières sont également prises en considération. Voici quelles sont les principales étapes de la méthode proposée : 1) localisation des peuplements pouvant faire l'objet d'intervention pendant la durée du plan d'exploitation et établissement d'un ordre de chaque type de traitement; 2) classification des unités de territoire suivant un ordre de priorité pour la construction de chemins; 3) simulation de réseaux routiers correspondant à diverses distances de débardage; chaque simulation implique les étapes suivantes : - tracé des chemins d'exploitation de façon à desservir les peuplements susceptibles d'être exploités; - choix des aires de traitement annuelles; - tracé définitif des chemins; - définition des classes de qualité de chemin en fonction du volume ligneux transporté; - localisation des jetées et allocation des unités de coupe aux jetées; - calcul des coûts reliés à la construction du réseau routier simulé. La prise de décision finale s'effectue par la comparaison des coûts résultant de chacune des options simulées.

La forêt boréale canadienne est fragmentée par plusieurs centaines de milliers de kilomètres de routes. Ces routes sont souvent construites sur des tourbières, un type de milieu humide caractérisé par son accumulation de tourbe, ce qui peut avoir plusieurs impacts sur l'environnement, comme la perturbation de la circulation de l'eau, la perte locale de séquestration du carbone et l'enrichissement en nutriments du site adjacent à la perturbation. Une nouvelle approche de restauration a été testée sur une tourbière affectée par un chemin utilisé dans le cadre de l'extraction des sables bitumineux dans la région de Fort McMurray en Alberta. Cette nouvelle approche consiste en l'extraction partielle du substrat minéral formant la route, l'application de matériel végétal directement sur le substrat minéral résiduel exposé, et la création de canaux souterrains pour favoriser la circulation de l'eau au niveau de la nappe phréatique à travers la route. Le succès de la méthode de restauration a été évalué en fonction de quatre objectifs : 1) rétablir l'homogénéité de la nappe phréatique de part et d'autre de la route; 2) établir de conditions de surface favorables à des communautés végétales typiques des fens; 3) limiter l'impact de la route sur les conditions physico-chimiques de la tourbière entourant la route; et 4) favoriser le retour de communautés végétales typiques des tourbières de la région. Les résultats de cette étude démontrent que la technique de restauration employée permet une meilleure circulation de l'eau et des conditions de surface favorables aux espèces ciblées. Malgré ces améliorations, la route continue à exercer un léger effet de barrage dans les six premiers mètres de la tourbière adjacente. Un effet d'enrichissement en nutriments de la tourbière a été constaté jusqu'à une distance de 2 m d'éloignement de la route. Le succès du rétablissement des communautés végétales n'a pu être confirmé au cours de cette étude se déroulant les deux premières années post-restauration, comme la régénération de communautés ciblées peut prendre plus de trois années. Comme ce projet est l'un des premiers à tester le transfert de la couche muscinale directement sur substrat minéral d'une route, une expérience en serre a également été effectuée afin de déterminer quelles espèces de sphaignes et d'autres mousses sont les mieux adaptées à la colonisation du substrat minéral dans le nord de l'Alberta. Le taux de survie de sept espèces de bryophytes a été évalué sur une période de quatre mois en fonction de la présence ou l'absence d'ombrage. Toutefois, d'autres expériences en serre seront nécessaires pour corroborer ces résultats, et pour étudier un plus grand nombre d'espèces de mousses et ainsi déterminer quels taxons sont plus aptes à coloniser un substrat minéral. Bien que davantage de recherches soient nécessaires, les connaissances acquises lors de cette étude permettront à l'industrie, à des instances gouvernementales et d'autres organismes œuvrant dans les milieux humides à continuer de développer des techniques de restauration prometteuses sur substrat minéral en milieu humide et ainsi promouvoir un développement plus durable en réduisant leur empreinte écologique. / The Canadian boreal forest is fragmented by several hundreds of thousands of kilometers of roads. These roads are often built on peatland, a type of wetland characterized by its accumulation of peat. Roads can have several impacts on the environment, such as the nutrient enrichment of the nearby peatland and the disruption of the water flow. A new reclamation approach was tested on a bog disturbed by a road used for oil sands extraction in the Fort McMurray region, in Alberta. This new approach consists in the partial extraction of the road mineral substrate (in order to rewet the road), the application of the Moss Layer Transfer Technique directly on the residual mineral substrate, and the creation of channels to induce a better water flow at the water table level through the road. The success of the restoration technique is assessed on the basis of four objectives: 1) restoring the homogeneity of the water table on both sides of the road; 2) establishing surface conditions favorable to the target plant communities; 3) mitigating the impact of the road on the physicochemical conditions of the adjacent peatland; 4) restoring plant communities typical of the region's peatlands. The results of this study show that the restoration technique used makes it possible to induce better water flow and surface conditions favorable for the targeted species. However, despite these improvements, the road continues to have a dam effect on the water flow coming from the adjacent peatland. Additionally, an enrichment effect for several chemical elements and components up to a distance of 2 m from the road have been measured in the peatland. As this project is one of the first of its kind to apply the Moss Layer Transfer Technique directly on mineral substrate of a road, a greenhouse experiment was carried out to determine which Sphagnum and other moss species are best suited for the colonization of mineral substrate in northern Alberta. The survival of seven bryophyte species was assessed over a four-month period based on the presence or absence of shading. Further greenhouse experiments will be needed to corroborate these results, to study a greater number of moss species and thus determine which taxa are more apt to colonize a mineral substrate. Although more research is needed, the knowledge acquired during this study will allow industry, government and other organizations working in wetlands to continue to develop promising wetland restoration techniques on mineral substrate and thus promote a more sustainable development by reducing their ecological footprint.

Au Québec, les chemins forestiers causent de nombreuses répercussions environnementales en modifiant les caractéristiques de l’écosystème. L’augmentation de la densité du réseau routier a manifestement des effets négatifs sur la biodiversité. Le droit applicable au territoire forestier québécois prend-il en compte de manière appropriée ces effets sur la biodiversité? Afin de répondre à cette question, le droit applicable aux chemins forestiers est abordé sous deux angles d’analyse : l’approche de droit classique puis l’approche innovatrice. Selon l’angle d’approche, chaque source du droit est décrite, puis, analysée en se basant sur les trois stratégies suivantes : (1) Réduction significative de la construction des routes, (2) Limitation d’accès, fermeture et reboisement des routes, (3) Mesures d’atténuation des impacts liés aux routes. Au final, on constate que le droit applicable aux chemins forestiers du Québec prend en compte indirectement, mais de diverses manières, les effets potentiellement nuisibles à la biodiversité.

La protection du territoire forestier de l'île d'Anticosti en contexte d’inscription sur la Liste du patrimoine mondial de l'UNESCO ravive le débat concernant la légitimité de l’aménagement des ressources renouvelables au sein de certains types d’aires protégées. Par une méthodologie qualitative, il a été possible d’établir que la création d’une aire protégée d’utilisation durable sur le territoire des pourvoiries de l’ouest de l’île d’Anticosti est perçue comme étant une avenue pertinente et socialement acceptable auprès du réseau de co-construction constitué dans le cadre de ce projet de recherche. Une foresterie commerciale de restauration écologique et d’aménagement cynégétique est perçue comme étant compatible avec le système socio-écologique des pourvoiries de l’île d’Anticosti en contexte de création d’une APUD. L’élaboration d’une nouvelle formule de conservation est perçue comme étant une opportunité de développer une structure de gouvernance inclusive des organisations locales ainsi que de réviser certaines pratiques du Plan général d’aménagement intégré des ressources du milieu forestier de l’île d’Anticosti (PGAIR), dont les coupes hors-blocs, perçues comme étant une menace à ce système socio-écologique. Malgré certaines divergences d’opinions concernant la venue du statut d’APUD dans le projet de loi 46, Loi modifiant la Loi sur la conservation du patrimoine naturel et d’autres dispositions, le système de protection et de gestion de l’île d’Anticosti présenté au Centre du patrimoine mondial de l’UNESCO, impliquant la création d’une APUD, cristallise le besoin d’une nouvelle formule d’aire protégée au Québec. Ainsi, nous croyons que les fondements de la conception du réseau d’aires protégées de l’île d’Anticosti ont le potentiel de servir de cadre de référence afin de moderniser le réseau des aires protégées du Québec et ainsi établir les traditions de conservation de l’environnement du futur. / The protection of the forests of Anticosti Island in the context of the inscription of the island to the UNESCO World Heritage List relaunches the debate on the legitimacy of forest management within certain types of protected areas. Using a qualitative methodology, it was possible to establish that the creation of a protected area with sustainable on the territory of the outfitters on the western part of Anticosti Island is perceived as a relevant and socially acceptable project by the co-construction network formed during this research project. Thru this study, ecological restoration forestry and hunting management are seen as compatible with the socioecological system of outfitters on Anticosti Island in the context of the creation of a protected area with sustainable use. The development of a new conservation formula is also seen as an opportunity to develop an inclusive governance structure for local organizations as well a way to revise certain forest practices proposedby the present general integrated forest management plan of the island of Anticosti, such as unfenced cut blocks,perceived as a threat to this socio-ecological system.Despite certain opposing views concerning the future status of protected area with sustainable use, proposed inthe Quebec government’s Bill 46, An Act to amend the Natural Heritage Conservation Act and other provisions,the protected area network on Anticosti island presented to the UNESCO World Heritage Center crystallizes the need for a new form of protected area in Quebec. We believe that the design principles of the network of protected areas on Anticosti Island have the potential to serve as a reference to modernize the network of protected areas in Quebec and establish the conservation traditions of the future.

345951\u La présente étude s’intéresse à la question « comment peut-on favoriser l’instauration durable de projets de gouvernance communautaire des forêts dans des aires protégées dans un contexte autochtone en Amérique latine ? ». Pour ce faire, une étude de cas a été réalisée au Chili en collaboration avec des communautés autochtones mapuches qui souhaitent intégrer activement le système de gouvernance d’une aire protégée située sur leur territoire ancestral. La recherche documentaire identifie les critères de réussite à la gouvernance des forêts par les communautés de manière à soutenir l’identification d’enjeux au projet de parc national. Des entrevues et groupes de discussion font ressortir que les enjeux prédominants dans cette étude de cas sont notamment le manque de cohésion interne, le manque de mobilisation et le manque de volonté de l’État. Une dynamique de choc culturel est aussi identifiée comme facteur aggravant des enjeux identifiés. Pour favoriser l’implantation durable du projet de parc national, plusieurs solutions, élaborées à l’aide d’une approche participative et en s’appuyant sur d’autres expériences de gouvernance partagée, sont proposées. Ces propositions sont présentées selon une logique de partage progressif de la gouvernance. Sont proposées notamment la participation mapuche au tourisme, la définition d’un plan d’action clair du côté mapuche, la délégation de certains aspects de la gestion du parc aux Mapuches et l’instauration d’un comité de cogestion informel visant à définir un comité paritaire qui pourrait gérer le parc dans le futur.

L'objectif de ce travail est de déterminer l'intérêt des bases de données présentant un nombre important de relevés floristiques et écologiques complets pour étudier de façon quantitative le comportement écologique des espèces végétales forestières sur de vastes territoires.<br />Les données utilisées sont celles d'EcoPlant, développée à l'Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et des Forêts (ENGREF, Nancy) pour stocker des milliers de relevés phytoécologiques complets (relevés floristiques et caractéristiques climatiques et édaphiques précises), réalisés dans les forêts de France. La définition de 54 courbes de réponse théoriques d'espèces végétales vis-à-vis du pH, et la création de jeux artificiels de données binaires de taille variable pour essayer de re-créer les courbes de réponse théoriques, ont permis de montrer qu'il est difficile de modéliser de manière fiable le comportement des espèces peu fréquentes avec la régression logistique. En effet, nous montrons que 50 à 100 occurrences d'une espèce représentent un seuil minimal pour déterminer précisément l'optimum, l'amplitude et la probabilité maximale de la courbe de réponse écologique des espèces avec la régression logistique, ce qui justifie la nécessité de travailler avec de larges bases de données.<br />Pour tester la stabilité du comportement écologique des espèces sur de vastes territoires, nous avons comparé la réponse au pH du sol de 46 herbacées forestières entre le nord-est et le nord-ouest de la France, et de 21 herbacées forestières entre les Vosges et le Jura. En contexte de plaine ou de montagne, la majorité des espèces étudiées n'ont pas révélé de différences régionales marquées en terme d'optimum ou d'amplitude écologiques vis-à-vis du pH de l'horizon A du sol. Les quelques différences régionales observées ont été expliquées dans les deux cas par des conditions de compétition différentes dans chaque région. Nous concluons que l'étude de la réponse écologique peut s'effectuer sur de vastes territoires tels que la France, à condition que les conditions de compétition ne soient pas trop différentes selon les régions.<br />Une caractéristique majeure de la base EcoPlant est de stocker des informations édaphiques et climatiques, couplée à des relevés floristiques effectués sur les mêmes sites. L'étude conjointe de la réponse écologique des espèces végétales vis-à-vis de facteurs climatiques et édaphiques a rarement été menée, puisque la majorité des études étudient la réponse climatique des espèces végétales. Nous illustrons l'importance de prendre en compte des variables édaphiques de nutrition dans les modèles de niche écologique et de distribution géographique des plantes terrestres, par la modélisation de l'écologie et de la distribution de l'Erable champêtre (Acer campestre L.) dans les forêts françaises.<br />L'ensemble des résultats met en évidence l'intérêt des bases de données importantes et écologiquement complètes telles qu'EcoPlant pour approfondir la connaissance des différentes dimensions de la niche écologique des espèces à l'échelle de vastes territoires.

Dans le bassin du Congo, la forêt n'est plus uniquement aujourd'hui le territoire des populations forestières ancestrales. Ceux-ci partagent l'espace forestier avec une multitude d'autres acteurs : exploitants forestiers, sociétés de safari, ONG de conservation de la biodiversité ou de défense des populations autochtones... Si les regards et les représentations sur la forêt sont différents, parfois antagonistes, tous ces acteurs sont amenés à gérer ensemble les ressources et les territoires d'une forêt devenue plurielle sous l'injonction des instances internationales et des nouvelles préoccupations mondiales. Ce travail brosse le portrait d'une zone forestière dans la complexité de ses composantes et de ses changements dynamiques. Il met en évidence comment les nouvelles modalités de gouvernance imposée, en dépit de leur normativité, s'hybrident avec les formes locales de gouvernance et produisent des effets inattendus.