Le chablis est une perturbation couvrant un large gradient de sévérité, et étant donc susceptible d'accélérer la succession forestière, aussi bien que de simplifier la structure des peuplements, en fonction de la sévérité de la perturbation, qui dépend en partie de caractéristiques propres au peuplement et de facteurs édaphiques. La présente étude avait donc plusieurs objectifs. Dans un premier temps, à l'échelle du territoire, il s'agissait de mieux cerner l'importance relative des chablis totaux et partiels dans la dynamique de la pessière à mousse, une région où le chablis n'a été que peu étudié, et de tester l'effet de l'âge et de la densité des peuplements, ainsi que du type de drainage des sols sur leur susceptibilité. Ensuite, il convenait de déterminer quel est l'impact du chablis sur la structure et la composition des peuplements, en testant l'effet du type de sol, de la densité et d'autres variables propres aux peuplements touchés ou aux arbres sur les taux, ainsi que sur les types de mortalité (bris ou déracinement), de survie (couché ou sur pied) et de régénération (semis ou marcottes). Cet article utilise la sélection de modèle afin de faire ressortir les variables principales qui agissent sur la susceptibilité des peuplements au chablis, sur l'impact que ce dernier a sur eux, et sur les arbres qui les composent. Les résultats font ressortir que la susceptibilité aux chablis sévères est fortement conditionnée par la densité initiale du peuplement. En ce qui concerne les chablis de sévérité plus modérée, beaucoup plus présents à l'échelle du territoire, ils semblent conditionnés par le drainage du sol. La mortalité est plus forte dans les peuplements évoluant sur sol minéral et sa cause principale est le déracinement. La mortalité individuelle, le type de mortalité, et le type de survie sont étroitement liés au DHP des tiges. D'autres variables entrent en jeu (densité, hauteur moyenne, profondeur de sol organique). Si la régénération semble comparable en abondance sur les deux types de sites, l'importance des puits comme microsites d'implantation des semis concerne surtout des essences feuillues pionnières compagnes de l'épinette noire. Par sa mortalité sélective, le chablis semble donc être un moteur d'hétérogénéité à l'échelle du territoire et un facteur de vieillissement des peuplements en conférant aux peuplements une structure ouverte de vieille forêt. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : paludification, pessière à mousse, dynamique de trouées, perturbation secondaire.

Le modèle conceptuel de déclin des arbres de Manion (1991) stipule que des stress dits prédisposants, d'impact modéré et agissant à long terme (ex. pollution atmosphérique), diminuent la vigueur des arbres et les rendent plus vulnérables à des stress subséquents. Ces arbres ainsi affaiblis seraient par la suite davantage affectés par des stress incitants, ces derniers ayant un impact plus prononcé et soudain (ex. défoliations d'insectes). Ceux-ci les entraîneraient alors dans une spirale de déclin vers la mort. La progression dans ce processus de déclin pouvant elle-même être accélérée par des facteurs contribuants tels les pathogènes fongiques. La coupe de jardinage vise une amélioration de la qualité des peuplements par l'enlèvement progressif, sur plusieurs rotations, d'arbres de faible qualité et de faible vigueur, diminuant ainsi le taux de mortalité des peuplements résiduels. Récemment, l'observation d'un taux élevé de mortalité après coupe de jardinage dans la forêt publique québécoise a suscité inquiétudes et interrogations, nous incitant à entreprendre une étude afin d'identifier les causes potentielles et les processus précurseurs de la mortalité des arbres, afin de mieux comprendre ce phénomène. Nous avons étudié près de 400 érables à sucre (Acer saccharum Marsh.) vivants et morts dans des érablières à bouleau jaune au Témiscamingue, Québec. Les peuplements sous étude avaient subi une coupe de jardinage en 1993-94 et tout en étant régulièrement soumis à des épidémies de la livrée des forêts (Malacosoma disstria Hubner). Nous avons d'abord testé si le système de classification utilisé pour sélectionner les arbres pour la récolte pourrait être en cause dans les taux élevés de mortalité. Si le système en question ne permet pas de cibler adéquatement les arbres non vigoureux afin d'en prioriser la récolte, un mauvais choix d'arbres peut s'en suivre augmentant ainsi la proportion d'arbres non vigoureux dans le peuplement résiduel. Puisque de tels arbres sont plus susceptibles de mourir, le taux de mortalité augmenterait dans les peuplements résiduels. Nous avons comparé la probabilité de survie des arbres (évaluée à partir de leur croissance radiale récente), comme indicateur de leur vigueur réelle, entre les quatre classes de vigueur du système de classification. Nos résultats indiquent que ce système reflète assez bien la vigueur réelle des arbres et ne semble donc pas être la cause d'un mauvais choix d'arbres ni de la mortalité élevée observée après coupe. Par la suite, nous avons évalué l'impact des perturbations associées à la coupe sur les arbres résiduels en assumant que ces perturbations pourraient imposer des stress hydriques aux arbres résiduels par les mécanismes suivants: (1) la machinerie cause de la compaction du sol et des dommages aux racines fines des arbres à proximité des sentiers de débardage ce qui pourrait engendrer, respectivement, une diminution de la disponibilité en eau dans le sol et une diminution de la capacité des arbres à puiser l'eau du sol; (2) l'ouverture de la canopée augmente la disponibilité de lumière pour les arbres, ceux-ci répondant avec un accroissement du taux photosynthétique et de transpiration ce qui intensifierait la demande en eau. Nous avons comparé les croissances radiales, les probabilités de survie et le ratio d'isotope stable de carbone (¹³C/¹²C) entre des arbres appartenant à quatre classes de perturbation: (1) aucune perturbation, (2) perturbation de machinerie seulement, (3) augmentation de lumière seulement et (4) perturbation de machinerie et augmentation de lumière. Nos résultats montrent que les perturbations de la coupe n'ont pas eu d'impact négatif sur la croissance, la vigueur ou l'état hydrique des arbres résiduels. Au contraire, une augmentation de lumière engendrait une hausse de la croissance. La comparaison des croissances radiales entre une période de défoliation et la période suivant la coupe de jardinage démontrait que la croissance radiale était beaucoup plus faible lors de la défoliation que lors de la période suivant la coupe et ceci pour n'importe quelle combinaison de perturbations associées à la coupe. Nous avons de plus utilisé les croissances radiales d'érables à sucre morts pour caractériser la dynamique de leur déclin. Ces arbres ont été prédisposés par une première défoliation qui les a rendu plus vulnérable à une deuxième défoliation. Une perte de vigueur importante lors de la deuxième défoliation a déclenché leur déclin final, celui-ci ayant été accéléré lors de la période après coupe. Le déclin des érables sous étude a perduré pour environ 30 ans et s'est déroulé selon le modèle de Manion (1991) : la première défoliation étant le stress prédisposant, la deuxième le stress incitant et les perturbations associées à la coupe agissant comme stress contribuants. L'ensemble de nos résultats nous permet de conclure que les perturbations associées à la coupe de jardinage ne semblent pas expliquer le taux élevé de mortalité dans le contexte de notre étude. Toutefois, les conditions climatiques estivales favorables (températures douces, précipitations abondantes) qui ont prévalu dans les premières années après les coupes de jardinage de 1993-94 pourraient avoir empêché le développement d'un stress hydrique et ainsi avoir atténué l'impact sur les arbres résiduels des perturbations associées à la coupe. Notre étude apporte des contributions importantes à notre compréhension de la mortalité chez les arbres. Ainsi, nous avons identifié la nature du stress prédisposant dans le déclin d'érables à sucre dans des peuplements jardinés, un aspect souvent négligé dans les études de la mortalité des arbres. De plus, notre étude a permis de démontrer que le rôle d'un stress ne dépend pas de la nature du vecteur (ex. pollution atmosphérique, insectes défoliateurs) mais plutôt de l'impact que ce stress exerce sur la vigueur de l'arbre. Au niveau méthodologique, notre étude a contribué à améliorer les estimations de probabilités de mortalité (chapitre I) et à tester une méthode simple et efficiente d'estimation de conditions de croissance (disponibilité de lumière, chapitre 3) pour des études rétrospectives. Notre étude soulève aussi certaines questions. Par exemple, on peut se demander quel serait l'impact des perturbations associées à la coupe sur les arbres résiduels sous des conditions climatiques moins favorables que celles ayant prévalu dans notre étude (ex. étés chauds et secs dans les années suivant la coupe)? Ou sur des sites ayant des sols différents? Pourquoi les défoliations de la livrée n'ont pas eu le même impact sur tous les arbres, causant seulement un déclin temporaire chez certains arbres mais un déclin sévère menant à la mort chez d'autres individus? Est-ce que les arbres survivants ont pu mieux se défendre contre ou encore éviter complètement les défoliations? Ces questions devraient faire l'objet d'études supplémentaires afin d'approfondir notre compréhension de la mortalité des arbres. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acer saccharum Marsh., Mortalité, Stress, Vigueur, Probabilité de survie.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [81]-82. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 44-51. Publié aussi en version électronique.

Doktorsavhandling--Umeå, 1984. / Résumé en anglais. Bibliogr. p. 166-171.

Th.--Géogr. de l'aménage.--Bordeaux 3, 1987.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Depuis une vingtaine d'années, la gestion forestière tend à augmenter l'utilisation de coupes partielles dans les peuplements régénérés naturellement, laissant les arbres résiduels sujets à un risque accru de dommages éoliens durant leurs premières années d'acclimatation. Largement répandu au Québec, le sapin baumier (Abies balsamea (L.) Mill.) est une essence connue pour être particulièrement vulnérable aux dommages éoliens. Afin de mitiger les pertes dans les sapinières naturellement régénérées, il est important de comprendre comment réagissent les sapins baumiers face aux charges de vent, et de trouver des paramètres sylvicoles spécifiques à intégrer dans les modèles de gestion des risques de chablis. Ceci permettrait d'aider les gestionnaires à mitiger les risques lors du choix de prescription sylvicole. Le principal objectif de cette thèse était d'étudier les charges de vents interceptées par un échantillon de sapin baumier en conditions estivales, hivernales et à la suite d'un retrait des compétiteurs proches. Pour réaliser cet objectif, un réseau de capteurs et d'acquisiteurs de données a été mis en place dans une sapinière à bouleau blanc de la Forêt Montmorency (Forêt expérimentale de l'Université Laval) pour avoir une prise de données continue durant trois saisons : l'été 2018, l'hiver 2019, et l'été 2019 à la suite d'une coupe partielle. Une tour aluminium équipée de deux anémomètres placés à hauteur et mi-hauteur de la canopée et de sondes de températures (air et sol) a été installée en bordure de peuplement pour suivre en continu les événements météorologiques. En parallèle, des jauges de contrainte fixées aux troncs de sapins baumiers ont permis de mesurer les moments de flexion induits par le vent sur un échantillon d'arbres. Durant l'hiver, un suivi continu de la quantité de neige sur les houppiers a été réalisé à l'aide d'une caméra de chasse pour évaluer l'effet additionnel de la neige sur la charge de vent. Au début de l'été 2019, une éclaircie localisée a été réalisée pour retirer l'ensemble des compétiteurs dans un rayon de 3.5m autour de 2/3 des arbres étudiés. Les principaux résultats de cette thèse démontrent (1) l'importance de l'utilisation d'indices de compétition, notamment CBAL, dans la modélisation des risques de chablis en peuplement hétérogène ; (2) l'impact global de l'hiver sur l'augmentation des moments de force appliqués sur les troncs et cela indépendamment de l'épaisseur de neige sur les houppiers ; et (3) l'effet local mais en même temps global d'une coupe partielle sur l'augmentation des moments de forces appliqués sur les arbres d'un peuplement, les arbres les moins compétitifs étant les plus affectés. / Over the past twenty years, forest management has tended to increase the use of partial cutting in naturally regenerated stands, leaving residual trees at increased risk of wind damage during their first years of acclimation. Widespread in Quebec, balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) is a species known to be particularly vulnerable to wind damage. To mitigate losses in naturally regenerated balsam fir stands, it is important to understand how balsam fir trees bend under wind loads, and to find specific silvicultural parameters to be integrated into wind risk management models. This should help managers mitigate risks when choosing silvicultural prescriptions. The main objective of this thesis was to study the wind loads experienced by balsam fir trees under summer and winter conditions and following the removal of nearby competitors. For this purpose, a network of sensors and data loggers was set up in a white birch-balsam fir stand in the Montmorency Forest (Laval University's experimental forest) for continuous data collection over three seasons: summer 2018, winter 2019, and summer 2019 following partial cutting. An aluminium tower equipped with two anemometers placed at the height and mid-height of the canopy and temperature sensors (air and soil) was installed at the edge of the stand to continuously monitor weather events. At the same time, strain gauges attached to balsam fir trunks made it possible to measure wind induced bending moments on a sample of trees. During the winter, continuous monitoring of the amount of snow on tree crowns was carried out using a hunting camera to assess the additional effect of snow on wind load. At the beginning of summer 2019, a localised thinning was carried out to remove all competitors within a radius of 3.5m around 2/3 of the trees studied. The main results of this thesis demonstrate (1) the importance of using competition indices, in particular CBAL, in modelling the risk of wind damages in heterogeneous stands; (2) the global impact of winter on the increase in the turning moments experienced by the trunks, regardless of the thickness of snow on the canopies; and (3) the local, but also global, effect of partial cutting on the increase in the turning moments experienced by all the trees in a stand, with the most suppressed trees being the most at risk.

La recherche des bois aux propriétés désirées soumet les forêts du bassin du Congo (BC) à une exploitation sélective. La pratique dans le BC est d’utiliser la possibilité et la rotation comme paramètres déterminants de la gestion durable. Cette exploitation se fait avec pour hypothèse que le respect des règles de gestion garantit le maintien en bon état de ces espaces forestiers. L’Okan est une espèce commerciale de bois à haute valeur, endémique des forêts du BC. Il s’agit de la seule espèce du genre Cylicodiscus. Il y a quelques années, l’espèce était peu connue des marchés du bois. L’objectif général de l’étude a été de contribuer à l’aménagement de l’Okan. Cette contribution est reflétée par de meilleures connaissances sur : (i) le prélèvement et (ii) la reconstitution du potentiel ligneux de l’espèce. Le prélèvement a porté sur l’estimation des volumes de bois bruts et commerciaux. La reconstitution a fait l’objet d’intérêt à travers la régénération naturelle au pied de ses semenciers, d’une part et dans ses trouées d’autre part. Des tiges d’Okan ont été mesurées pour produire des tarifs de cubage et des inventaires de régénération ont été effectués au pied des semenciers d’Okan et dans ses trouées. Les résultats sont les suivants : 1) Les tarifs de cubage utilisés au Cameroun pour l’Okan devraient être révisés et complétés. Les tarifs à deux et trois entrées [V=f(DHP, H)], [V=f(DHP, Dx)], [V=f(DHP, H, Dx)] ont de meilleurs R², AIC et RSE que ceux à une entrée. Ces tarifs fournissent un gain de précision même lorsque les méthodes et instruments utilisés sont sujets à des erreurs de mesure, normalement distribuées, de la longueur du fût (écart type ≤ 1,8 m) et du deuxième diamètre (écart type ≤ 3,25 cm). 2) La modélisation de la proportion des rebuts, bien qu’aboutissant à un faible R², est mieux décrite en considérant la longueur du fût et la classe de qualité. En plus de la possibilité d’utiliser des paramètres quantitatifs mesurés sur les fûts, les volumes commerciaux d’Okan sont estimés par : (i) la proportion des rebuts, (ii) l’utilisation d’un classement de qualité (ONADEF, 1992) et (iii) la mesure des longueurs commerciales des fûts. Ces équations peuvent améliorer les estimations des volumes commerciaux de bois d’Okan dans la zone étudiée. / 3) Des densités de 5,5 et 2,3 Okan par hectare ont été dénombrées respectivement pour les plantules et la régénération acquise sous le couvert de semenciers d’Okan. La probabilité d’observer des plantules d’Okan est significativement influencée par la distance et son interaction avec l’azimut (par rapport au semencier) (p<0,0001 et p=0,0151), la surface terrière des végétaux autres que les héliophiles (sous-bois) (p=0,0150) et marginalement par la hauteur du semencier (p=0,061). Seules la distance (p < 0,0032) et la hauteur du semencier (p = 0,0416) influencent significativement la probabilité d’observer la régénération acquise. 4) Dans les trouées d’Okan, 74,9% des espèces arborées dénombrées appartiennent au groupe des espèces pionnières, 15% aux héliophiles, 9,3% aux sciaphiles et 0,8% à des groupes indéterminés. L’Okan compte pour moins de 0,03% du total de tiges inventoriées dans ses trouées (soit 6,1 Okan par hectare) et aucune nouvelle régénération d’Okan n’a été observée depuis la coupe. Les variables qui contribuent à expliquer de manière statistiquement significative la probabilité qu’une espèce située en bordure des trouées soit également retrouvée dans la régénération dénombrée à l’intérieur de celles-ci sont son tempérament (p = 6,6e-06), sa fréquence en bordure (p = 0,001) et son mode de dissémination (p = 0,01). Les observations effectuées sous le couvert de ses semenciers et dans les trouées classent l’espèce comme semi-héliophile. La rareté de l’Okan dans ses trouées s’explique, entre autres, par son tempérament, son mode de dissémination (anémochore) et le manque de semenciers aux abords des trouées. En définitive, l’aménagement durable de l’Okan passe d’une part par une révision de ses tarifs de cubage au bois brut et par l’élaboration des tarifs de cubage au bois commercial. D’autre part, des variables expliquant la présence de l’espèce au pied des semenciers et dans les trouées ont été identifiées mais c’est surtout la faible densité de la régénération de l’Okan qui devrait orienter les actions des gestionnaires forestiers. Ces résultats peuvent améliorer la gestion de l’Okan dans les « forêts permanentes ». / 3) Densities of 5.5 and 2.3 Okan per hectare were recorded for seedlings and established regeneration under the cover of Okan seed trees respectively. The probability of observing Okan seedlings is significantly influenced by distance and its interaction with direction (from the seed tree) (p < 0.0001 and p = 0.0151), basal area of plants (p = 0.0150) other than heliophilous (undergrowth) and marginally by the height of the seed tree (p = 0.061). Only the distance (p <0.0032) and the height of the seed tree (p = 0.0416) significantly influence the probability of observing established regeneration. 4) In the Okan gaps, 74.9% of tree species belong to the group of pioneer species, 15% to heliophilous, 9.3% to sciaphilous and 0.8% to indeterminate groups. Okan accounts for less than 0.03% of the total number of stems counted in its gaps (corresponding to 6.1 Okan per hectare) and no new Okan regeneration has been observed since its felling. Variables that contribute to a statistically significant explanation of the probability that a species located at the edge of the inventoried gaps is also found in the regeneration enumerated within are the guild of the species (p = 6.6e-06), its border frequency (p = 0.001) and its mode of dissemination (p = 0.01). Observations made under the cover of its seed trees and in the gaps classify the species as semi-heliophilous. The rarity of the Okan in its gaps is explained amongst other things by the guild of the species, its mode of dissemination (anemochore) and the lack of seed trees around the gaps. Finally, the achievement of Okan’s sustainable management requires on one hand a revision of its volume equations for gross volume estimates and the elaboration of volume equation to estimate its commercial timber. On the other hand, variables explaining the presence of the species at the foot of the seed trees and in the gaps have been identified but it is the low density of Okan regeneration that should guide the actions of forest managers. These results can improve the management of Okan and other species in permanent forests. / The search for wood with desired properties submits the Congo Basin (CB) forests to a selective logging. The practice in the CB is to use the possibility and rotation as key determinants of sustainable management. The hypothesis of this logging is that, the respect of the rules of management guarantees the maintenance in good state of these forest areas. Okan is a commercial timber species of high value, endemic to the CB forest. It is the only species of the genus Cylicodiscus. A few years ago, the species was not well known in the timber market. The main objective of this study was to contribute to the sustainable management of Okan. This contribution is reflected by a better understanding of: (i) wood harvesting and (ii) the reconstitution of the woody potential. Wood harvesting was based on the estimation of gross and commercial volumes. The reconstitution was the subject of interest through the natural regeneration at the foot of the seed trees on the one hand, and in gaps on the other. Okan stems were measured to produce volume equations and inventories were carried out at the foot of the seed trees of Okan and in the gaps of the species. The following results were obtained: 1) The volume equations used in Cameroon for Okan should be revised and completed. Volume equations with two and three entries [V = f (DBH, H)], [V = F (DBH, Dx)], [V = F (DBH, H, Dx)] have better R², AIC, and RSE than those with a single entry. These estimates provide a gain of precision even when the methodology and instruments used are subject to measurement errors, normally distributed, to the length of the stem (standard deviation ≤1.8 m) and of the second diameter (standard deviation ≤ 3.25 cm). 2) The modeling of the proportion of rejects, although resulting in a low R², is better described by considering the length of the stem and quality grade. In addition to the possibility of using quantitative parameters measured on stems, Okan’s commercial volumes are estimated by the: (i) proportion of rejects, (ii) use of a quality grade (ONADEF, 1992) and (iii) measurement of commercial length of stems. These equations can contribute to improve the estimation of commercial volumes of Okan wood in the study area.

L'aménagement forestier écosystémique (AFE) est perçu comme une alternative plus favorable pour l'environnement que la sylviculture traditionnelle dans les forêts d'Amérique du Nord et ailleurs. Les études précédentes en forêt boréale de l'est du Canada démontrent la capacité de l'AFE à émuler les caractères structuraux des peuplements dans plusieurs stades de succession; mais l'impact de l'AFE sur la biodiversité, particulièrement sur les organismes cryptiques comme les insectes et les autres composantes sensibles de l'écosystème n'a pas bien été étudié. Les coléoptères terrestres « carabes » ont des associations fortes quant au type de couvert de la forêt, aux conditions de microhabitats et aux structures du terrain. Ils constituent donc de bons indicateurs de changements au niveau de l'écosystème et des effets de l'AFE. Dans cette étude, nous utilisons la réponse des communautés de carabes pour tester quatre traitements sylvicoles inspirés par l'AEF sur l'abondance et diversité des coléoptères en relation aux stades de succession (peupler faux-tremble, mixte, ou conifère) et feu naturel. L'étude a été réalisée sur le site SAFE (sylviculture et aménagement forestier écosystémique) dans le sud-ouest de la forêt boréale du Québec. L'expérience vise à comparer une série de méthodes sylvicoles alternatives à la sylviculture commerciale et des forêts témoins à évaluer leur capacité à maintenir la biodiversité, la structure de la forêt et les fonctions de l'écosystème. Nous avons récolté 14 153 carabes représentant 49 espèces pendant les étés 2004 à 2007. L'analyse multivariée de la composition des communautés de carabes a démontré des différences entre les stades de succession et les différents types de traitements. Nous avons trouvé des assemblages distincts de carabes associés 1) aux coupes-totales dans chaque peuplement, 2) aux brûlés prescrits, 3) au feu naturel, et 4) entre les peuplements de grande rétention et les témoins non-coupés. La distribution spatiale des coupes partielles (dispersée ou trouée) et le niveau de rétention sont les facteurs importants qui déterminent les assemblages dans les forêts mixtes et décidues. Bien que les résultats préliminaires supportent le type d'aménagement « par cohortes » utilisé par SAFE, des suivis à long terme seront nécessaires afin de déterminer les effets de l'aménagement sur les assemblages de carabes. Les différences entre les assemblages de carabes trouvés dans les coupes-totales, les brûlés prescrits et le feu naturel suggèrent qu'il est encore nécessaire d'améliorer les méthodes sylvicoles utilisées pour imiter le feu naturel, tel que prescrit par l'AEF. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sylviculture, Perturbation naturelle, Biodiversité, Coléoptères terrestres, Débris ligneux.