Des études récentes démontrent que l'impact économique lié au concept d'aménagement forestier en coupe dispersée dépend directement du niveau de morcellement et de l'agencement des interventions. Les objectifs de cette étude sont donc, dans un premier temps, de caractériser les différentes mosaïques d'intervention à l'aide de la science géomatique et, en second lieu, d'élaborer des fonctions de coût associées aux différents paramètres opérationnels. Les indices de paysage (IP) ont été utilisés afin d'atteindre le premier objectif de caractérisation. Les IP sont issus du domaine de l'écologie du paysage et permettent la quantification objective de la structure du paysage étudié. La seconde partie du projet a consisté à observer les corrélations possibles entre les IP et les différents éléments budgétaires (distance de transport, distance de débardage etc.) qui composent les coûts d'approvisionnement. L'étude a été réalisée avec les données des historiques d'intervention de trois aires communes distinctes les unes des autres.

La planification stratégique de l'approvisionnement forestier est une activité complexe permettant à l'entreprise de fournir en matière première ses installations de transformation. Il est reconnu que les modèles mathématique de planification stratégique proposés à ce jour n'intègrent pas l'approvisionnement forestier en tant que variable décisionnelle mais le considèrent plutôt comme une contrainte. Les caractéristiques spatiales et temporelles de l'approvisionnement forestier sont aussi souvent ignorées, de même que la demande des produits sur les marchés et l'incertitude reliée aux activités forestières. Pour faciliter l'intégration éventuelle de ces éléments dans un modèle mathématique, ce mémoire présente une étude de cas sur la chaîne de création de valeur de l'industrie forestière, plus particulièrement au niveau de l'entreprise et de son approvisionnement forestier. L'objectif est de décrire, par un modèle conceptuel, le processus décisionnel stratégique de l'entreprise et les variables reliées, de l'approvisionnement jusqu'aux marchés.

Les usines de bioénergie devraient jouer un rôle important dans la production d'énergie verte à partir de la biomasse forestière. Pour intégrer l'usine de bioénergie dans la chaîne d'approvisionnement forestière, l'industrie a besoin de nouveaux investissements ainsi que de la conception et de la gestion de la chaîne de valeur. D'un autre côté, les incertitudes associées aux nouveaux produits sur le marché peuvent ajouter des risques supplémentaires à un investissement aussi important dans la chaîne d'approvisionnement forestière instable. Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est d'étudier la conception du réseau de bioénergie forestière dans un contexte déterministe et stochastique. La première partie de la thèse propose une plate-forme expérimentale pour intégrer la conception et le pilotage de la chaîne de valeur puisque le nouveau design ne sera réalisable que s'il considère au préalable la planification. La plateforme a inclus plusieurs actions collaboratives entre tous les partenaires impliqués dans la chaîne d'approvisionnement. Cette plateforme est la base d’un nouvel outil éducatif appelé jeu de transport. Ensuite, la plate-forme a été utilisée pour concevoir un réseau optimisé de bioénergie forestière. La chaîne d'approvisionnement forestière de Terre-Neuve, composée de quatre acteurs majeurs de l’industrie forestière, a été considérée comme notre étude de cas. La rentabilité de l'ajout de nouvelles installations de bioénergie ainsi que de nouveaux terminaux dans plusieurs emplacements potentiels ont été évalués. Enfin, à la troisième partie de la thèse, nous repensons le réseau bioénergétique en tenant compte de l'incertitude de la demande et des prix de tous les produits finaux de la nouvelle chaîne de valeur. Plusieurs bioprocédés potentiels avec différentes technologies ont été évalués dans notre étude de cas. Pour fournir une solution tenant compte du risque, nous avons développé deux nouveaux modèles de gestion des risques. Les résultats dans les trois parties ont clairement démontré l'impact de la planification intégrée, des usines de bioénergie et de la collaboration sur l'amélioration de la performance de la chaîne d'approvisionnement forestière. En général, le travail accompli dans ce projet permettra une transformation en douceur de la chaîne d'approvisionnement forestière en tenant compte des risques d'investissement. En ce qui concerne les résultats obtenus grâce aux études de cas, nous croyons que la plateforme et les approches proposées dans cette thèse peuvent être considérées comme des outils novateurs et pratiques pour le problème de la conception des réseaux de bioénergie forestière. / Bioenergy plants are expected to play an important role in green energy production from forestry biomass. To incorporate bioenergy plant in the forest supply chain, the industry requires new investments as well as new value chain design and management. On the other side, the uncertainties associated with demand and price of new products in the market may add risks to such large investment in current forest supply chain. Hence, the main objective of this thesis is to analyze and to propose new design of the forest bioenergy network in both a deterministic and a stochastic context. The first part of the thesis has proposed four optimization models for strategic, tactical and operational planning levels of the supply chain. The models have included several collaborative actions between all involved stakeholders of the supply chain. They have been integrated in a new educational tool called hierarchical transportation game. In the second part of the thesis, we have integrated the developed optimization models to propose an integrated value chain design and value chain management optimization model. This model has been used to analyze a forest bioenergy network in Newfoundland. Newfoundland forest supply chain comprising four major stakeholders was considered as our case study. The profitability of adding a new bioenergy plant as well as new terminals in several potential locations have been evaluated. Finally, in a third part of the thesis we have proposed the bioenergy network taking into account uncertainty on demand and price of all final products of a new value chain. Several potential bioprocesses with different technologies have been evaluated for our case study. To provide a risk-averse solution, we have proposed two risk management models. The results from the three parts of the thesis have demonstrated the impact of integrated planning, bioenergy plants and collaboration on improvement of forest value chain. In general, the work in this thesis can support an efficient transformation of the forest supply chain considering investment risks. The optimization models and approaches proposed in this thesis are novel and practical for the forest bioenergy network design problem.

Les coupes forestières totales sont mal perçues, principalement en raison de leur aspect visuel. Une mitigation de leurs impacts visuels est donc souhaitable pour assurer leur acceptabilité sociale. Il existe pour des écosystèmes boréaux, des procédés de récolte adaptés, issus de l'aménagement écosystémique, qui offrent des mesures de mitigation aux impacts visuels de la CPRS et qui pourraient améliorer l'acceptabilité de ces pratiques. En pessière noire, différents types de coupes permettant le maintien de végétation résiduelle, soient la CPHRS, la CPPTM et la CPRS à rétention de bouquets, ont donné de meilleurs résultats que la CPRS au niveau de l'acceptabilité visuelle mesurée par représentation photographique auprès de groupes d'intérêt issus d'une région forestière et d'une grande agglomération. En sapinière boréale, la stratégie de forêt mosaïque, permettant une distribution de coupes de petite superficie dans le paysage s'est révélée socialement acceptable lors d'une enquête auprès des visiteurs de la Forêt Montmorency.

Au cours des dernières décennies, la compétition a pris une orientation mondiale où développement de produits et innovation continue sont devenus monnaie courante. Devant cette situation, peu d’entreprises seules peuvent parvenir à satisfaire entièrement les besoins du marché. La collaboration avec un ou plusieurs partenaires est donc devenue un moyen privilégié par les organisations pour mettre en commun leur savoir-faire et leurs connaissances clés, spécialement pour des processus complexes tel que le développement de produits. L’objectif de ce mémoire concerne tout d’abord l’étude de la collaboration en développement de produits, de façon à connaître les motivations qui poussent les entreprises à l’adopter et les profits qui peuvent en être tirés. Le mémoire vise d’autre part à étudier la faisabilité d’appliquer cette approche pour le secteur forestier. Pour ce faire, une revue de la littérature sur le sujet a d’abord été réalisée, menant au développement d’un cadre générique de la collaboration en développement de produits. Des visites industrielles ont aussi été effectuées pour adapter le cadre au contexte forestier. Notre étude a révélé que l’approche de collaboration en développement de produits est déjà utilisée d’une manière fructueuse par des entreprises du secteur feuillu québécois. Elle a également permis d’expliciter diverses formes de collaboration impliquant un certain niveau de responsabilités et d’investissement de la part des partenaires.

"Le système de CAAF en place est dominé par les papetières. Les coopératives forestières occupent majoritairement la place de sous-traitant pour ces organisations. Leur situation de dépendance envers les détenteurs de CAAF entraîne les coopératives dans une situation économique précaire. De plus, les conditions de travail qu’elles offrent sont insatisfaisantes aux yeux des travailleurs qui ont entrepris des démarches de syndicalisation. Dans leur situation de négligés du système en place, les coopératives ont lutté contre la syndicalisation de leur membre afin de maintenir un statu quo. Alors qu’un nouveau régime forestier verra le jour en 2013, il semble opportun de se questionner sur la place que devraient occuper ces organisations démocratiques fortement attachées à leur territoire. Ce mémoire adonc pour objectif d'évaluer comment les coopératives forestières peuvent concilier la démocratie économique et la démocratie industrielle. Les niveaux de démocratie économique et démocratie industrielle dans les coopératives forestières ont été évalués principalement à l'aide d'un échantillon, que sont les coopératives de la région de Charlevoix-Est et du Bas-Saguenay. Grace à l’analyse de jurisprudences, de données statistiques, et d'éléments produits par la Fédération québécoise des coopératives forestières qui agit à titre de porte-parole de ses membres, il est également possible de tenir compte de l’échelle nationale. Afin d'évaluer les types de démocraties dans les coopératives forestières, il a été utilisé des définitions des types de démocraties ainsi qu'un modèle d'analyse de l'entreprise. Ainsi, l'entreprise et la coopérative sont composées d’un modèle d’affaires et d'une organisation du travail et de la production associés à la démocratie économique et une relation d’emploi associée à la démocratie industrielle. Enfin, la façon dont sont organisés les rapports sociaux influence les entreprises et les coopératives. Les observations des coopératives forestières ont été faites dans l'objectif d'évaluer la démocratie des coopératives dans leur contexte d'activité. Ainsi, l'historique, la relation avec la forêt et la papetière, la formule coopérative, la qualité du travail et de l'emploi ainsi que le rôle dans la communauté ont été observés par l'entremise d'un canevas d'entrevue semi-structurée permettant d'obtenir des informations sur ces thèmes par l'entremise d'acteurs occupant un rôle important depuis plusieurs années au sein des coopératives observées. Les informations recueillies ont pu être bonifiées par la rencontre d'autres intervenants importants de l'industrie forestière de la région observée. Les résultats recueillis présentent différentes dynamiques. Sur le plan de la démocratie économique, les coopératives cherchent à valoriser leur forêt dans une optique d'utilisation durable. Elle est une richesse et une source d'activité nécessaires aux communautés forestières. Elles se sont associées afin de former une nouvelle coopérative opérant une scierie, mais dont l'objectif sera de faire des récoltes favorisant l'aménagement dans une approche intégrée. Il reste que la marge de manœuvre des coopératives de Charlevoix est limitée puisque la majorité des essences les plus valorisées commercialement sont réservées à l'entreprise Abitibi Bowater qui gère l'aménagement et la récolte sur l'ensemble du territoire. La planification par cette entreprise aurait délaissé l'utilisation des coopératives afin de privilégier l'utilisation d'entrepreneurs privés. La relation d'impartition entre Abitibi Bowater et ses entrepreneurs favorise un contrôle serré des travailleurs. Sur le plan de la démocratie industrielle, les coopératives forestières présentent certains postes dans la sylviculture dont le taux de roulement et les difficultés de recrutement dans une région où le taux de chômage est élevé indiquent des conditions de travail difficiles et une rémunération insuffisante. Les coopératives ont un contrôle limité sur les conditions qu'elles peuvent offrir aux travailleurs de la sylviculture. Les taux déterminés par le MRNF influencent fortement la rémunération des travailleurs. Il reste que les coopératives affirment qu'elles sont une association de travailleurs garantissant la démocratie industrielle de ses membres. Elles ont historiquement accompli une part importante des activités dans la sylviculture, mais n'ont pas réussi à doter ses travailleurs de la sylviculture de conditions de travail adéquates et en conséquence les travailleurs ont réagi en se syndiquant. Plutôt que de considérer cette situation comme le constat d'une réalité qui perdure nécessitant de nouveaux moyens d'action. Les coopératives ont adopté une attitude défendant le statu quo. Peut-être que cette nouvelle forme de représentation aurait pu apporter des bénéfices mutuels pour chacune de ces organisations. L'organisation de l'activité forestière est très fortement politique et à l'aube de la mise en place d'un nouveau régime forestier, il est nécessaire que les acteurs sociaux s'associent afin de revendiquer une politique tenant compte des intérêts des communautés forestières. Concilier une démocratie économique et une démocratie industrielle dans une activité durable semble être un bon moyen pour pérenniser l'existence de ces communautés. Dans cette optique, il est nécessaire que les citoyens possiblement organisés en coopératives puissent avoir un certain contrôle dans l'utilisation intégrée des ressources de leur territoire. De plus, les conditions de travail et d'emploi doivent être attrayantes afin de retenir et renouveler une main-d’œuvre désirant habiter ces communautés."

Les produits forestiers non ligneux (PFNL) rassemblent toutes exploitations sous couvert forestier. Ils excluent les produits issus de la fibre de bois et des produits de la faune. Le bleuet sauvage est un bon exemple de PFNL. Ces produits sont abondants au Québec. Le bleuet est un exemple de PFNL bien établi avec un niveau de commercialisation structurée de produits frais et de transformation. Au contraire, le marché des champignons forestiers tarde à se développer. À titre de produit agroforestier, les PFNL procurent des biens et services bénéfiques aux communautés productrices. La distribution des PFNL varie en fonction de facteurs géophysiques et bioclimatiques. Dans certaines régions du Québec, des groupes s'efforcent de développer des outils d’analyse et de modélisation spatiale conséquents. La géomatique procure des solutions pratiques pour l’identification et le suivi des PFNL. Entre autres, elle opère des données géospatiales spécialisées sur des systèmes d'information géographique (SIG). Ce projet de maîtrise repose sur la mise en place d’un portail participatif d’information géographique web. Il s'adresse à un large panel d’utilisateurs, notamment aux intervenants impliqués dans le développement durable des PFNL. Il offre la possibilité de visualiser et de manipuler des données spécialisées au cas des PFNL. Il propose de localiser les sites à fort potentiel de présence. Il cherche à intégrer des outils de validation de ces sites. Il tend aussi à procurer des outils qui accompagnent la production des utilisateurs. Le portail introduit des applications d’édition, d’analyse et de modélisations spatiales exclusives à la thématique des PFNL. Il abrite des couches de données interactives et interopérables. L'évaluation du portail passe par l’efficacité de ses applications et la convivialité de ses composantes. Ce rapport décrit et fait la démonstration de chacune d'elle.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les écosystèmes forestiers jouent un rôle clé en régulant des cycles du carbone (C) et des nutriments et l’érosion en cours de la biodiversité peut affecter ces fonctions écosystémiques. Ces deux dernières décennies, un effort de recherche important a cherché à comprendre comment la biodiversité affecte la productivité primaire. Le processus inverse de minéralisation du C pendant la décomposition de la matière organique est en revanche beaucoup moins étudié. Dans cette thèse, j’ai cherché à démêler les différents mécanismes par lesquels la diversité des arbres et de leurs litières foliaires affecte la décomposition des litières dans les écosystèmes forestiers d’Europe, à travers trois approches.En utilisant un réseau de placettes forestières contenant des gradients de diversité dans six types de forêts à travers l’Europe, j’ai étudié les effets de la diversité des arbres sur la décomposition de la litière via (i) des modifications de l’environnement de décomposition et (ii) les conséquences directes de la diversité des litières foliaires, avec deux expériences en sachets de litière. A travers tous les sites, alors que la richesse spécifique des arbres a eu un effet limité, la fermeture de la canopée a positivement affecté la décomposition par une modification potentielle des conditions microclimatiques. De plus, les traits moyens de qualité physique et chimique de la chute de litière et la dissimilarité de traits entre les litières d’espèces différentes ont influencé les communautés de décomposeurs permettant dans une certaine mesure de prédire la décomposition de substrats standards. Une fois ces effets pris en compte, la qualité des litières en décomposition a eu un impact supplémentaire mais relativement plus faible sur la décomposition. Ces résultats suggèrent que les effets indirects de la diversité des arbres sur la modification des conditions microenvironnementales sont plus importants pour la décomposition que les effets directs de la qualité intrinsèque des litières en décomposition.J’ai ensuite exploré le rôle des composés solubles lessivés à partir de litière d’espèces différentes sur les processus microbiens du sol par une expérience en microcosmes. Les lessivats de litière d’arbres décidus étaient qualitativement et quantitativement différents de ceux des litières de conifères et ont induit une respiration microbienne du sol plus importante. Le mélange de lessivats des différentes espèces a donné lieu à des effets non-additifs sur les processus microbiens du sol, associés à la dissimilarité de stochiométrie des lessivats. Le lessivage étant un processus dominant pendant la phase initiale de décomposition, l’identité et la diversité des lessivats peut contribuer au contrôle du recyclage du C et des nutriments.Par une troisième approche, mon but a été de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent les forts effets observées des détritivores du sol sur la décomposition des litières et les effets de diversité. J’ai cherché à comprendre si la transformation de litière en fèces par le détritivores Glomeris marginata stimulait les décomposeurs microbiens, et si cette stimulation dépendait de la qualité de la litière ingérée. L’activité microbienne était stimulée pour les fèces issues de litières récalcitrantes, mais pas pour les fèces issus de litières de meilleure qualité initiale. Ainsi, les conséquences de la transformation de litière en fèces de macroarthropodes pour les décomposeurs microbiens dépend de l’espèce de litières et peut contribuer aux effets de diversité des litières.Les données collectées durant cette thèse montre que la diversité fonctionnelle des arbres peut affecter la décomposition des litières à travers plusieurs mécanismes à différentes étapes de la décomposition. Du fait de cette complexité, les conséquences des changements de diversité pour le cycle du C et des nutriments dans les forêts d’Europe peuvent être importantes, mais sont actuellement difficiles à prédire et à généraliser. / Forest ecosystems play a key role in regulating the global carbon (C) and nutrient cycles, and the ongoing erosion of biodiversity is susceptible to modify these ecosystem functions. Over the past two decades, a strong research effort was put into the understanding of how changing biodiversity impacts primary productivity. The reverse process of respiratory C loss during organic matter breakdown however, remained much less studied. In this PhD thesis, I aimed at teasing apart the different mechanisms of how tree and associated leaf litter diversity may affect litter decomposition in European forest ecosystems using three distinct approaches.First, using a network of forest plots with tree diversity gradients in six major forest types across Europe, I studied the effects of tree diversity on litter decomposition through (i) modifications of the decomposition environment and (ii) the direct consequences of leaf litter diversity, with two litterbag experiments. Across all sites, while tree species richness had only a limited effect, forest canopy closure affected decomposition positively by potentially improving microclimatic conditions. In addition, mean chemical and physical quality traits of the litterfall, and trait dissimilarity in leaf litter from different species influenced decomposer communities in a way that decomposition of the common substrates was predictable to a reasonable degree. Once these effects were accounted for, the quality of decomposing litter showed an additional, but comparatively small impact. Collectively, these results suggest that the indirect effects of tree diversity on decomposition through microenvironmental controls are more important than the direct effects of the inherent quality of decomposing litter.With a second approach using microcosms under controlled-conditions, I aimed at assessing the role of soluble compounds leached from decomposing litter of different species for microbial-driven soil processes. Leachates from litter of broadleaved deciduous species differed in composition and quantity and induced stronger soil microbial respiration than those from litter of coniferous species. When the species-specific leachates were mixed, I observed non-additive mixing effects on soil microbial processes associated to the dissimilarity in leachate stoichiometry. Since leaching is the dominant process during the initial stage of decomposition, litter leachate identity and diversity may significantly contribute to the control of carbon and nutrient cycling.Finally, in a third approach my goal was to better understand the underlying mechanisms of the observed strong effects of soil detritivores on litter decomposition and diversity effects. I investigated whether the transformation of litter into feces by the detritivore Glomeris marginata stimulated microbial decomposers, and whether this stimulation depended on the quality of the ingested litter. Microbial activity was stimulated in feces derived from recalcitrant litter, but not in feces derived from litter of higher initial quality. In conclusion, the consequences of litter transformation into macroarthropod feces for microbial decomposers is litter species-specific which may further contribute to litter diversity effects.The data collected during my PhD thesis shows that the functional diversity of trees can affect litter decomposition through various mechanisms during different stages of decomposition. As a result of this complexity, the consequences of changes in biodiversity for the carbon and nutrient cycles in European forests can be substantial, but are presently difficult to predict and to generalize.

De nombreux écosystèmes forestiers français sont développés sur des sols acides et pauvres en éléments nutritifs. Dans de nombreux contextes, la fertilité minérale de ces sols forestiers se dégrade lentement, en lien notamment avec des pressions extérieures passées ou actuelles (e.g. diminution des apports atmosphériques de nutriments, augmentation des exportations de biomasse). Ce constat préoccupe la communauté forestière et des solutions de restauration/remédiation sont souvent envisagées. L’amendement avec un produit carbonaté est une pratique connue pour réduire l'acidité du sol, améliorer le fonctionnement global de l'écosystème et compenser les pertes de nutriments causées par la récolte de biomasse. Cependant, les effets de l’amendement sur les processus et le cycle biogéochimique du calcium et magnésium dans les écosystèmes forestiers sont peu connus à ce jour. Cette étude se focalise sur le devenir du magnésium et du calcium provenant de la dissolution des produits d’amendement dans cinq hêtraies situées dans le nord de la France sur une période allant jusqu’à 45 ans après l’apport. Pour cela, les approches élémentaires « conventionnelles » ont été combinées avec une approche multi-isotopique (26/24Mg, 44/40Ca et 87/86Sr). Les données provenant des parcelles témoins mesurées tout au long de la période d'étude suggèrent, quel que soit le site considéré, que les pools échangeables de cations nutritifs dans le sol ont diminué sur les dernières décennies et que cette tendance, associée à la faible richesse chimique du sol, se reflète dans la nutrition foliaire (Ca, Mg, K, P). En comparaison des placettes témoins, les pools échangeables de Mg et de Ca dans l’horizon 0-40 cm du sol ont augmenté dans les placettes amendées durant la première décennie après l’amendement, mais les différences s’estompent après 20 à 30 ans. Cependant, l'effet de l’amendement sur la nutrition des arbres est encore observé 40 ans après l’apport, très probablement parce que le cycle biologique de ces éléments a été dynamisé par l’amendement. La réponse des écosystèmes à l’amendement varie d'un site à l'autre, en fonction de la nature du produit (CaCO3 ou Ca-MgCO3) et du niveau de richesse chimique initial du sol, les sites les plus pauvres chimiquement enregistrant les réponses les plus marquées. Les variations naturelles des rapports isotopiques du Mg, Ca et Sr, en complément des approches conventionnelles, mettent en évidence l’importance de la composante Bio des cycles biogéochimiques du Ca et Mg dans ces hêtraies à faible fertilité minérale. Ces outils isotopiques ont également permis de démontrer l'incorporation durable de Ca et Mg issus des produits d’amendement dans leur cycle biologique respectif et de mettre en évidence des modifications de fonctionnement biogéochimique des écosystèmes suite à l’amendement / In France, many forest ecosystems grow on acidic and nutrient poor soils. In numerous cases, the chemical fertility of forest soils is slowly degrading due to increasing external pressures (e.g. decreasing atmospheric inputs, increasing biomass exportations) and is a growing concern in the international forest community. Forest management often must resort to restauration/remediation practices to ensure the sustainability of the ecosystem. Forest liming with a carbonate product is a known practice to reduce soil acidity, globally improve the ecosystem functioning and compensate nutrient losses caused by biomass harvest and exportation. However, our understanding of the effects of liming on magnesium and calcium biogeochemical processes and cycling in forest ecosystems is still incomplete. This study focuses on the fate of magnesium and calcium originating from the dissolution of liming products in the soils and trees of five beech forests located in Northern France over a period up to 45 years. In order to do so, “conventional” total-element approaches were combined with a multi-isotopic approach (26/24Mg, 44/40Ca et 87/86Sr). At all five sites, the data measured in control plots throughout the study period suggest that the exchangeable pools of nutrient cations in the soil has decreased over the last several decades and that this trend, together with the low chemical fertility level of the soil, was reflected in foliar nutrition (Ca, Mg, K, P). Compared to the control plots, soil exchangeable pools of Mg and Ca in the 0-40cm layer in the limed plots increased during the first decade after liming but differences were no longer observable in soil pools after 20 to 30 years. However, the effect of liming on tree nutrition was still observed after 40 years, most probably because the biological cycling of these elements was enhanced by the lime input. The ecosystem response to the lime input varied between sites depending on the nature of the liming product (CaCO3 or Ca-MgCO3) and the initial chemical fertility level of the soil, the poorest sites showing the strongest responses. The natural variations of Mg, Ca and Sr isotopic ratios combined with conventional approaches highlight the importance of the BIO component of the biogeochemical cycling of Mg and Ca in the studied low chemical fertility beech forests. These isotopic tools also enabled to show the long-lasting incorporation of the Mg and Ca released from the liming product in the biological cycle and highlight the changes in the biogeochemical functioning of these forest ecosystems after the liming operation