Un des principes de l'aménagement forestier écosystémique consiste à émuler les perturbations naturelles lors des activités de récoltes forestières. Les coupes progressives irrégulières (CPI) sont un nouveau type de traitement sylvicole prometteur en forêt mixte, mais leurs conséquences sur la biodiversité sont méconnues. La salamandre cendrée (Plethodon cinereus), étroitement liée aux débris ligneux, joue un rôle important dans l'écosystème des sols forestiers. Le but de ce projet était de déterminer l'impact de trois types de CPI (coupes en lisière, en trouée et en micropeuplement), relativement à des sites témoins, sur les dynamiques de populations et la condition corporelle de salamandres cendrées. En tout, 64 sites de la région du Témiscamingue ont été échantillonnés à 10 reprises réparties durant l'été 2015 et 2016 dans lesquels deux méthodes d'échantillonnage ont été testées soit les refuges artificiels et des quadrats d'échantillonnage. Les analyses de dynamiques d'abondance ont montré que l'abondance des salamandres des individus ne variaient pas selon les trois différents patrons de coupes de CPI, ni selon les paramètres environnementaux mesurés. Par contre, nos résultats montrent des effets annuels: la condition corporelle des adultes était supérieure en 2015 qu'en 2016 et la probabilité de détection des salamandres adultes était plus élevée en 2016. Pour les juvéniles, leur condition corporelle diminuait avec la progression de la saison et elle était la meilleure dans les traitements en plein et était la plus faible dans les trouées. Ces résultats suggèrent globalement que les CPI maintiennent les attributs d'habitat nécessaires au maintien des populations de salamandres cendrées, 5 à 7 ans après la première coupe. Mots-clés : salamandre cendrée, Plethodon cinereus, dynamiques de populations, coupe partielle, débris ligneux, coupe progressive irrégulière. / Ecosystem-based management aims to preserve old-growth forest attributes using techniques mimicking natural disturbances. Irregular shelterwood logging is a new method applied to mixed forests, but its impacts on forest floor organisms are poorly known. The aim of this study was to quantify the effects on the population dynamics and body condition of terrestrial salamanders of three different treatments of irregular shelterwood (strips, uniform and gaps) 5 – 7 years following harvesting compared to old-growth forest controls. A total of 64 sites in the Témiscamingue region were sampled on 10 occasions during the summer of 2015 and 2016. Two sampling methods were tested, namely artificial refuges and sampling quadrats. Analyses showed that salamander abundance and body condition of individuals did not vary according to the three different irregular shelterwood cut patterns or the environmental parameters measured at the sites. However, the body condition of adult salamanders was lower in 2016 than in 2015 and the detection probability of adult salamanders was greater in 2016 than in 2015. For juvenile salamanders, the body condition decreased with increasing Julian day and the body condition was also highest in uniform treatments and lowest in gap treatments. We conclude that environmental conditions 5 to 7 years following treatments in the three patterns of irregular shelterwood harvesting, are similar to controls in terms of their capacity to support terrestrial salamander populations. Key words : eastern red-backed salamander, Plethodon cinereus, population dynamics, partial cutting, woody debris, irregular shelterwood harvesting

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Le comportement hydrologique des cours d'eau de tête est peu connu puisque les mesures du débit, particulièrement dans les ruisseaux dont le bassin versant est de petite dimension, sont peu nombreuses. Les débits de pleins bords, correspondant à une période de retour d'environ 1,5 à 2 ans, sont majoritairement responsables des changements morphologiques des cours d'eau. Une augmentation de 50% de ces débits pourrait entraîner une modification significative de la morphologie des cours d'eau. La littérature suggère que le seuil d'augmentation de 50% du débit de pleins bords ne serait atteint que lorsque plus de 50% de la superficie du bassin versant est récolté. L'étude vise à répondre aux questionnements soulevés par plusieurs intervenants du milieu forestier face à la possibilité que la récolte sur un bassin versant puisse modifier le lit du cours d'eau et prolonger ce dernier vers l'amont. En l'absence de perturbation directe du cours d'eau par la machinerie, les changements morphologiques potentiels seraient attribuables à une augmentation du niveau d'eau causée par la récolte. Les deux objectifs spécifiques de cette étude étaient : (i) de caractériser les changements morphologiques du lit des cours d'eau de tête dont le bassin versant a été soumis à la récolte forestière et (ii) d'expliquer les changements potentiels par un changement des niveaux d'eau et les activités forestières. Les cours d'eau ont été sélectionnés dans trois secteurs où les précipitations sont représentatives de celles du contexte climatique boréal du Québec. La superficie des bassins versants étudiés varie entre 1,43 et 34,83 ha. Les données sur les niveaux d'eau des cours d'eau lors d'évènements pluvieux ainsi que sur la morphologie de leur lit ont été analysées selon un dispositif Before-After- Control-Impact (BACI) où les cours d'eau témoins sont comparés avec les cours d'eau récoltés avant et après la récolte. Les résultats indiquent qu'à la suite de la récolte des bassins versants à l'étude, il n'y a eu aucune modification: (i) des régimes d'écoulement, et (ii) de la morphologie des cours d'eau incluant la création d'un nouveau lit ou l'allongement en amont de la tête d'un cours d'eau existant. Ainsi, cette étude illustre que le retrait du couvert forestier, d'au plus 54 % de l'aire des bassins versants étudiés, n'a pas modifié la morphologie des cours d'eau de tête. Cependant, il est possible que l'installation d'une traverse de cours d'eau en amont et des perturbations des sols associées au ruissellement de surface résultant du passage de la machinerie puissent affecter davantage les écosystèmes aquatiques que la récolte lorsqu'ils croisent une section d'écoulement sous-terrain à proximité de la tête du cours d'eau.

L'objectif de cette étude était d'évaluer la réaction des micromammifères et des oiseaux à quatre traitements sylvicoles différant dans leur intensité de récolte de bois dans la forêt boréale irrégulière, soit deux coupes de jardinage (60 et 73 % de rétention d' arbres), une coupe avec protection des petites tiges marchandes (CPPTM, 17-23 % de rétention d' arbres) et une coupe avec protection de la régénération et des sols (CPRS, <10 % de rétention d' arbres). Les communautés de micromammifères et d' oiseaux retrouvées dans les CPRS et les CPPTM étaient composées majoritairement d' espèces de milieux ouverts. Au contraire, les deux coupes de jardinage ont pu maintenir la plupart des espèces associées aux vieilles forêts, de sorte que les communautés retrouvées dans les peuplements ainsi traités -ressemblaient aux communautés animales des peuplements non coupés. Les coupes de jardinage représentent donc une avenue prometteuse pour maintenir, au moins à court terme, les communautés fauniques associées aux peuplements mûrs et surannés de la forêt boréale irrégulière.

Ce projet vise à évaluer l’effet de la configuration spatiale des coupes forestières et des routes sur la mortalité des adultes du caribou des bois (Ranfiger tarandus), écotype forestier, dans des paysages habités par le loup gris (Canis lupus) et une proie alternative, l’orignal (Alces alces). Nous avons utilisé un modèle centré sur l’individu pour modéliser les déplacements d’agents, représentant des individusfictifs de chaque espèce, dans des environnements virtuels. Les agents se déplaçaient selon des règles de déplacement établies à partir de l’analyse des données de suivis télémétriques de caribous, d’orignaux et de loups. Les environnements virtuels étaient façonnés par différents aménagements forestiers se distinguant par leur niveau de perturbations et par la configuration spatiale des coupes et du réseau routier. Le nombre de caribous morts par la prédation augmentait avec le niveau de perturbations des scénarios d’aménagement forestier. De plus, pour un même niveau de perturbations, la mortalité des caribous différait selon la configuration spatiale des activités forestières. Le risque de prédation des caribous était plus élevé lorsque la configuration des coupes dans le paysage engendrait un dense et vaste réseau routier et une fragmentation importante de l’habitat du caribou. Ainsi, en plus du niveau de perturbations, les plans de gestion de l’habitat de l’écotype forestier du caribou des bois devraient prendre en compte l’effet de la configuration spatiale des coupes et des routes sur la mortalité du caribou afin d’atténuer l’impact dela prédation sur ces populations dû à l’extraction des ressources. / The aim of this project was to assess the impact of the spatial configuration of cuts and roads on adult mortality of the boreal ecotype of woodland caribou (Ranfiger tarandus)in landscapes inhabited by the gray wolf (Canis lupus) and an alternative prey, the moose (Alces alces). We used an individual-based model to simulate movements of agents, which are virtual individuals of each species, moving in virtual landscapes. Agents moved according to movement rules determined from field studies conducted on radio-collared caribou, moose and wolves. Virtual landscapes were shaped by various forest managements, differing in disturbance level sand spatial configuration of cuts and roads. The number of caribou killed by wolves increased with increasing disturbance levels. Also, for a given level of disturbance, caribou mortality varied with the spatial distribution of forest activities. Predation risk of caribou was higher in landscapes with extensive road networksand high degree of forest fragmentation. Thus, habitat management plans for boreal caribou should not only focus on assessing habitat disturbance thresholds but also consider the effect of the spatial configuration of cuts and roads on caribou mortality in order to reduce the impact of predation due to natural resource extraction on the ecotype’s populations.

Cette thèse examine comment les perturbations naturelles et anthropiques façonnent la répartition du lièvre d'Amérique (Lepus americanus). J'ai d’abord étudié les variations d'abondance du lièvre le long d’un gradient de succession forestière, ainsi que l'influence de la dynamique de trouées sur sa répartition à fine échelle en forêt ancienne. J'ai ensuite évalué la réaction du lièvre à divers traitements sylvicoles, dont certains visaient à maintenir la structure irrégulière des peuplements anciens. Pour ce faire, j’ai étudié la sélection de l'habitat du lièvre par l'approche d'isodars et reconstitué l'historique de broutement. L'abondance du lièvre suivait une distribution bimodale avec l'âge des peuplements, avec un premier pic 40-50 ans après perturbation et un second pic, moins prononcé, en fin de succession. Les peuplements anciens étaient caractérisés par de nombreuses trouées dans lesquelles l'abondance de nourriture du lièvre était relativement élevée. Les comportements d'approvisionnement et de déplacement du lièvre indiquaient toutefois qu'il percevait un risque de prédation plus élevé à l'intérieur des trouées. La structure des peuplements anciens semble donc imposer un compromis entre l’acquisition de nourriture et l’évitement des prédateurs. La réaction du lièvre à la coupe forestière dépendait à la fois de l'intensité du traitement sylvicole et de la densité locale de la population. Dans le cas des coupes avec une rétention d'arbres &gt; 50%, la préférence pour la forêt non coupée disparaissait à mesure que la population locale augmentait. Au contraire, pour les traitements avec une rétention d'arbres &lt; 20%, la préférence pour la forêt non coupée s'intensifiait avec l'augmentation de la population locale. De même, au cours des premières années après coupe, les patrons de broutement des tiges de bouleau (Betula papyrifera) dans les traitements à rétention &gt; 50% sont demeurés similaires à ceux des forêts non coupées, tandis que l'utilisation des tiges a diminué dans les traitements intensifs (rétention &lt; 20%). Ces résultats démontrent que les traitements sylvicoles qui conservent la structure des forêts anciennes peuvent aussi maintenir une répartition du lièvre caractéristique de ce stade de succession. Cette thèse approfondit notre compréhension des liens entre la répartition du lièvre et les régimes de perturbations régionales en forêt boréale aménagée. / This thesis explores how different components of natural and human disturbance regimes shape the distribution of a key boreal forest herbivore, the snowshoe hare (Lepus americanus). I investigated both broad-scale changes in hare abundance during forest succession and fine-scale responses to heterogeneity created by canopy gap dynamics in old-growth forests. I then evaluated how hare respond to silvicultural treatments designed to maintain the irregular structure of old-growth stands using patterns of density-dependent habitat selection and browse history reconstruction. Snowshoe hare followed a bimodal abundance distribution with stand age, with a pronounced peak in density between 40-50 years post-disturbance followed by a second more subtle increase phase during late-succession. Within old-growth stands, canopy gaps offered areas of higher food availability, but foraging and movement behaviours indicated that hares perceived a greater risk of predation within openings. The structure of old-growth stands thus appears to impose a trade-off between acquiring food and avoiding predation. The response of snowshoe hare to forest harvesting depended on both disturbance intensity and local population density. Preference for uncut forest stands over harvest treatments with &gt; 50% tree retention quickly diminished as local populations increased. In contrast, preference for uncut forests over treatments with &lt; 20% tree retention became more pronounced with increasing local population density. Similarly, in the first years following harvesting, browse use patterns of white birch (Betula papyrifera) stems in low intensity treatments (&gt; 50% retention) remained similar to those in uncut old-growth forest stands, whereas browse use declined rapidly in intensive harvest treatments (&lt; 20% retention) over the same period. These findings suggest that silvicultural treatments that conserve old-growth forest structure can also maintain distributions of hare that are characteristic of late-succession. This thesis helps to further our understanding of the links between snowshoe hare distribution and regional disturbance regimes in managed boreal forests.

Les pessières noires à mousses de la forêt boréale du Québec représentent près de 27% du territoire total québécois et se sont historiquement renouvelées selon un régime naturel de feux. Plus récemment, les coupes forestières totales ont graduellement laissé la place aux coupes avec protection de la régénération et des sols, qui limitent la circulation de la machinerie à des sentiers de débardage régulièrement espacés. Suite à l'ouverture du couvert forestier par la coupe forestière, les éricacées du sous-étage peuvent compromettre la régénération et la croissance de l'épinette noire. Dans le contexte de la recherche de stratégies d'aménagement forestier qui s'inspirent du régime des perturbations naturelles, l'objectif de cette thèse était de comparer les patrons spatiaux et temporels des propriétés physico-chimiques et microbiologiques du sol organique, de la taille, de la densité et de la régénération de l'épinette noire, et du recouvrement et de la biomasse aérienne des éricacées après feu et après coupe, dans la pessière noire à mousses. Nos résultats démontrent que les feux et les coupes ne laissent pas la même empreinte spatiale. Le feu est à l'origine des patrons à plusieurs échelles qui reflètent l'existence de zones brûlées à différentes intensités. La coupe impose une structure répétitive où les propriétés du sol et de la végétation sont différentes selon la zone occupée sur le parterre de coupe (i.e., sentiers de débardage ou zones de protection). En modifiant les processus et les propriétés du sol, ainsi qu'en affectant la distribution spatiale et la croissance de l'épinette noire selon les différentes zones d'occupation, les éricacées contribuent à maintenir les différences existantes (a) entre les sentiers et les zones de protection, et (b) à l'intérieur des zones de protection, entre les agrégats (i.e., patches) que les éricacées occupaient avant la coupe et les zones où le couvert forestier était fermé. Ces différentes signatures spatiales après feu et après coupe ne convergent pas à long-terme (62-98 ans). Cette thèse constitue un travail de recherche multidisciplinaire qui a apporté des connaissances originales concernant l'adéquation des méthodes numériques aux problématiques écologiques, l'écologie spatiale de la régénération des éricacées et la compréhension des régimes des perturbations naturelles et anthropogéniques, qui est une étape fondamentale au développement raisonné de l'aménagement écosystémique.

Ce projet visait à évaluer les changements à court terme de sélection d’habitat du campagnol à dos roux (Myodes gapperi) à la suite d’une coupe forestière. La répartition des campagnols a été observée avant la coupe, puis une semaine, un mois et 1-2 ans après la coupe. Nous avons aussi évalué les processus biologiques pouvant expliquer cette répartition. Même si l’abondance des campagnols est demeurée similaire entre la coupe et la forêt durant le premier mois, l’importance relative des processus biologiques influençant cette abondance a varié. Une semaine après la coupe, la sélection d’habitat ne dépendait pas de la densité de la population. Un mois après la coupe, la compétition par interférence jouait un rôle majeur dans la sélection de l’habitat des campagnols. Finalement, nos travaux supportent l’hypothèse qu’une dynamique source-puits serait responsable de l’important déclin d’abondance des campagnols dans la coupe observé 1-2 ans après la perturbation. / The goal of this study was to assess short-term changes in habitat selection by red-backed voles (Myodes gapperi) following forest harvesting. The spatial distribution of voles was observed before harvesting, and then a week, a month and 1-2 years after harvest. We also evaluated the ecological processes that can explain observed temporal changes in vole distribution. Although vole abundance remained similar between clearcuts and uncut forests during the first month, different ecological processes appeared to influence vole distribution. A week after harvesting, there was no evidence that habitat selection influenced the distribution of vole populations. A month after harvesting, interference competition exerted a strong influence on habitat selection of red-backed voles, hence on their distribution. Finally, our study supports the hypothesis that source-sink dynamics would be responsible for the strong decline in vole abundance observed in clearcuts 1-2 years after harvesting.

Nous avons comparé trois scénarios sylvicoles pratiqués il y a 20 ans dans la sapinière à bouleau blanc, après une coupe de récupération de peuplements sévèrement endommagés par la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Le dispositif se situait dans la réserve faunique des Laurentides et dans le Parc national de la Jacques-Cartier. Un total de 3124 coléoptères a été capturé à l’aide de pièges à impact, dont 168 espèces saproxyliques (dépendant du bois mort ou moribond) et 98 non-saproxyliques. Malgré des volumes de bois mort au sol relativement importants (46m³/ha) dans les peuplements aménagés, les assemblages de coléoptères saproxyliques différaient entre les sites récupérés et non récupérés, même si l’abondance et la richesse spécifique étaient semblables. Des différences peu importantes ont été observées entre les trois scénarios sylvicoles. Vingt ans plus tard, la coupe de récupération apparaît toujours comme l’élément perturbateur ayant entrainé les plus grands changements dans le biotope. / We compared three silvicultural scenarios implemented 20 years ago after salvage logging of severely damaged balsam fir/white birch stands by the spruce budworm. The study area was located in the réserve faunique des Laurentides and Parc national de La Jacques-Cartier. Overall, 3124 beetles were captured with impact traps, 168 species being saproxylic (dependent of dead wood or moribund trees) and 98 non-saproxylic. Despite the relatively high amounts of down dead wood (46m³/ha) found in managed stands, saproxylic beetle assemblages differed among salvaged and non salvaged stands, even if beetle abundance and richness were similar. Slight differences were observed between the three silvicultural scenarios but 20 years later, salvage logging still appears as the disturbance element that brought the most important changes into the biotope.

L' objectif de cette étude était d'évaluer les effets cumulés des activités forestières sur la sélection d'habitat du loup gris (Canis lupus). Nous avons utilisé des fonctions de sélection des ressources afin d'évaluer si l'utilisation des structures anthropiques variait en fonction de leurs abondances dans le paysage. Durant la période d'utilisation de la tanière, la probabilité d'occurrence du loup sur les routes augmentait avec la densité de routes tandis que l'utilisation des coupes diminuait avec leur abondance locale. Pendant la période d'utilisation des sites de 'rendez-vous, l'utilisation des routes et des coupes en régénération ( 5-15 ans) était plus faible dans les zones où ces structures étaient abondantes. Finalement, lorsque les loups étaient nomades, l'utilisation des coupes récentes (<5 ans) diminuait avec un accroissement de leur abondance dans le paysage. Les effets cumulés des activités forestières peuvent donc avoir des conséquences considérables sur l'organisation spatiale du loup et donc sur la dynamique prédateur-proie en forêt aménagée.

La conception, l'étude et la gestion des systèmes du trafic urbain (STU) sont difficiles et coûteuses et sont des tâches très complexes. Dans ces systèmes, l'objectif principal est d'améliorer la circulation et d'optimiser la fluidité grâce à des règles de fonctionnement et de pilotage (qui constituent le sous-système décisionnel). L'approche distribuée du pilotage peut contribuer à la mise en place d'organisations agiles, combinant des logiques de réseaux et de hiérarchie. Cependant, le pilotage non centralisé des STU s'appuie fondamentalement sur les interactions d'entités communicantes, autonomes et capables de prendre des décisions. Ce travail s'intègre dans le développement de la méthodologie de modélisation ASCImi-STU (analyse, spécification, conception, implantation -multiple, incrémentielle pour les STU) qui a pour objectif d'apporter une aide à la conception et à la gestion des STU. La problématique liéé à la conception du sous-système décisionnel des STU est la maîtrise de la cohérence spatiale et temporelle des décisions, compte tenu des caractéristiques des systèmés pilotés et de leur environnement. Nous proposons pour le sous-système décisionnel une approche multi-agents et un outil d'aide à la décision pour améliorer la qualité de service aux usagers et pour résoudre des problèmes de planification au niveau stratégique, tactique et opérationnel.