Québec Université Laval, Bibliothèque 2018

Cette étude porte sur l’évaluation à long terme de la végétation de la tourbière de Bois des-Bel, restaurée par la technique de « transfert du tapis muscinal ». L’approche par communautés a montré que l’écosystème de référence, la zone non restaurée et la zone restaurée depuis neuf ans étaient différents quant à la structure et à la composition végétale. La zone restaurée avait une abondance élevée 1) de sphaignes, ce qui la différenciait de la zone non restaurée, et 2) d’herbacées, ce qui la différenciait de l’écosystème de référence. Les traits des herbacées trouvés dix ans après la restauration, bien que différents et plus uniformes que ceux de l’écosystème de référence, montraient une tendance à se rapprocher de ce dernier. Après 10 ans, les canaux possédaient une diversité fonctionnelle de traits d’herbacées plus élevée que les planches. La création de mares de différentes profondeurs pourrait augmenter la diversité du site restauré. / This study is about the long term evaluation of the vegetation of Bois-des-Bel peatland, restored by the “moss layer transfer” technique. The communities approach showed different vegetation structure and composition for the reference ecosystem, the non-restored section and the nine years old restored section. However, the restored section had higher abundances of 1) Sphagnum mosses which increased its dissimilarity from the non restored section and of 2) herbaceous species which increased the difference with the reference ecosystem. Traits of herbaceous species found ten years after restoration were different and more uniform than those found in the reference ecosystem, but they seemed to converge toward the latter. For herbaceous species, the former ditches of the restored section had higher traits functional diversity than peat fields ten years after restoration. Thus, the creation of shallow or deep ponds could increase diversity of the restored site.

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.

Plusieurs tourbières du Québec sont aujourd'hui caractérisées par un processus de boisement qui est souvent une conséquence des activités anthropiques in ou ex situ ayant affecté leurs conditions hydrologiques. Bien que le pin blanc (Pinus strobus) soit une espèce arborescente que l'on rencontre plutôt rarement dans les tourbières ombrotrophes, les individus qui y poussent semblent afficher dans plusieurs cas une bonne croissance, autant en hauteur qu'en diamètre. Les objectifs de la présente étude étaient (1) de déterminer l'époque d'établissement de l'espèce dans quelques tourbières de la région écologique de la Plaine du Saint-Laurent et les facteurs ayant favorisé cet établissement, (2) de caractériser leur croissance radiale et (3) de déterminer les facteurs qui ont régi la croissance. Cinq tourbières ont été étudiées. Des analyses dendrochronologiques ont été réalisées pour des individus sur tourbe et sur sol minéral à proximité afin de comparer la croissance entre les deux types de milieu. Des fonctions de réponse et de corrélation ont été effectuées sur les séries dendrochronologiques afin de déterminer l'influence du climat sur la croissance. Enfin, des monolithes de tourbe de surface furent l'objet d'une analyse macrofossile afin de trouver des restes de pin blanc. La présence du pin blanc en milieu tourbeux semble être un phénomène relativement récent, la colonisation ayant débuté au plus tôt un peu avant la moitié du XIXe siècle. Cette installation récente concorde avec la présence de macrorestes de l'espèce dans les seuls premiers centimètres de la tourbe en surface. Bien qu'elle soit majoritairement inférieure à celle des individus sur sol minéral, la croissance radiale des individus sur tourbe s'avère très bonne. Le climat ne semble pas avoir influencé la croissance des individus et ce, autant sur tourbe que sur sol minéral ce qui suggère que d'autres facteurs régissent la croissance. Les précipitations moins abondantes durant certaines périodes du XXe siècle et le feu sont, selon les sites, des facteurs ayant fort probablement favorisé l'établissement du pin blanc sur les tourbières.

En me basant sur un modèle de changement des tourbières face au réchauffement climatique, j'ai reproduit les conditions d'assèchement auxquelles elles seront soumises au cours du présent siècle en abaissant artificiellement le niveau de la nappe phréatique. J'ai testé l'hypothèse que les changements de végétation et d'accumulation de la matière organique différeraient à l'échelle spatiale (buttes, platières et dépressions) et à l'échelle temporelle (court et long termes) dans une tourbière minérotrophe pauvre dominée par les sphaignes et représentative de la majorité des tourbières minérotrophes boréales pauvres du Canada. L'abaissement de la nappe phréatique a eu pour effet d'homogénéiser les communautés végétales des microhabitats ainsi que de modifier leur productivité végétale et leur taux de décomposition. Toutefois, c'est uniquement dans les buttes que l'accumulation de la matière organique a été réduite. Les changements observés à court terme n'ont pas toujours été semblables à ceux à long terme. Finalement, mes résultats montrent l'importance d'intégrer les réponses différentielles des microhabitats dans les modèles de changement des tourbières face au réchauffement climatique.

Dans le sud du Québec, les milieux humides ont été grandement perturbés depuis l'arrivée des premiers colons européens, particulièrement au cours des 100 dernières années. L'une des conséquences de ces perturbations est l'installation d'espèces habituellement peu présentes dans ces écosystèmes, comme le bouleau gris (Betula populifolia), un arbre pionnier opportuniste. Ce projet avait pour objectifs de documenter les époques de son installation au sein des tourbières ombrotrophes de la Montérégie et d'examiner les facteurs ayant favorisé cet établissement. Les hypothèses posées sont que la présence du bouleau gris dans les tourbières est un phénomène récent (XXe siècle), et qu'elle est étroitement associée aux activités anthropiques ayant lieu en périphérie des tourbières, notamment l'agriculture. Afin de répondre aux objectifs et de vérifier les hypothèses émises, quatre types d'analyse ont été effectués pour dix tourbières: i) des analyses dendrochronologiques pour identifier les périodes d'établissement minimales du bouleau; ii) des analyses macrofossiles de tourbe de surface afin de reconstituer l'histoire botanique récente des tourbières; iii) des analyses des photographies aériennes afin de reconstituer la dynamique spatio-temporelle du boisement des tourbières et celle de l'utilisation des terres en périphérie, enfin iv) l'analyse des données météorologiques pour déterminer si le climat a pu favoriser l'installation du bouleau gris. On a montré que la colonisation des tourbières par le bouleau gris est récente, les individus s'étant majoritairement installés il y a moins de 50 ans. Cette colonisation faite suite dans la plupart des cas à un incendie. Elle semble aussi liée à l'accroissement des activités humaines en périphérie des tourbières qui ont sans doute favorisé l'assèchement des dépôts et l'établissement des semis d'arbres. Il est toutefois difficile d'établir une relation avec les précipitations estivales car elles furent plus abondantes lors des périodes d'établissement du bouleau gris. Par contre, la température pourrait avoir stimulé sa croissance. Mots clés : bouleau gris, tourbières, perturbations anthropiques, boisement, analyse macrofossile, dendrochronologie, photographies aériennes, données météorologiques, Québec

Les tourbières sont largement représentées dans la région boréale de l'Alberta, mais peu est connu sur la restauration de plates-formes de forage localisées en milieux tourbeux. Deux expériences de terrain ont testées la provenance du matériel végétal (bog, écotone bog-peupleraie, fen dominé par saules-Cyperacées, riche fen arbustif, riche fen forestier) à réintroduire sur différents substrats (sciure, loam argileux, mélange sciure-loam, tourbe, microtopographie) sur d’anciennes plates-formes. Nos résultats montrent que les communautés de tourbières peuvent s’établir sur un sol minéral après transfert d’une couche muscinale. Le type de communauté végétale où les propagules sont récoltées est un facteur déterminant au succès des bryophytes à s’établir. Un amendement en tourbe facilite l’établissement des plantes. La technique de transfert de mousse est une approche prometteuse pour la restauration de fens sur plateformes pétrolières. Nous recommandons une mise à l’échelle pour tester la validité de ces méthodes de réintroduction de végétation de manière mécanisée. / Peatlands are largely represented in the boreal region of Alberta but little is known about their restoration on well sites. The goal of this study is to compare plant communities and substrates in order to recover peatland vegetation. Two field experiments tested which plant communities (bog, bog-aspen ecotone, willow-sedge fen, shrubby rich fen, treed rich fen) would best regenerate on different substrate (sawdust, clay loam, mix sawdust-clay, peat, surface roughness). We found that peatland communities can establish on mineral soil after propagules transfer using the moss layer transfer technique (MLTT). The choice of plant community, where the propagules are harvested is key to bryophytes establishment. Peat amendment facilitated the plants establishment. The MLTT is a promising approach to restore fen plants on well sites. We recommend a scale-up experiment for a whole well site to test the validity of MLTT within pad removal techniques.

Les tourbières exploitées et occasionnellement inondées par de l'eau de mer présentent un ensemble de facteurs qui compliquent leur restauration ou leurs réhabilitation, incluant la toxicité du sel, le soulèvement gélival, les inondations par les eaux pluviales et, peut être le facteur le plus difficile à gérer, le manque de graines adaptées. Cette étude a eu pour objectif de tester différentes techniques de réhabilitation sur une tourbière exploitée et inondée par l'eau de mer, située sur l'île de Pokesudie au Nouveau-Brunswick. Lors d'une tempête en janvier 2000, une partie de la zone d'exploitation de cette tourbière a été inondée par de l'eau de mer. En dépit des efforts de mitigation, la tourbe est restée trop salée pour pouvoir être utilisée en horticulture. Des recherches ont alors été menées pour trouver des techniques de réhabilitation. Ces techniques de restauration visent à stabiliser le substrat par le biais du développement d'un couvert végétal important. Pour cela des espèces typiques des marais salés ont été utilisées. Deux techniques d'introduction ont été testées : le transfert par carottes de densités différentes et le transfert de foin. L'utilisation de fertilisant a également été testée. Le recouvrement végétal le plus important a été obtenu en utilisant le transfert de foin récolté dans des zones dominées par Juncus bufonius et dans des communautés végétales des marais salés dominées par Spartina pectinata. L'utilisation de fertilisant n'a pas accéléré le développement du recouvrement végétal. Cette étude pourrait être intéressante pour d'autres projets de réhabilitation des tourbières côtieres.

La culture de la chicouté (Rubus chamaemorus L.) connaît présentement un regain d’intérêt. Un guide de production a été publié en Norvège, mais les caractéristiques physiques et hydriques du sol y sont imprécises. La compatibilité avec la restauration de tourbières n’a jamais été testée, tout comme l’implantation de cultivars norvégiens au Canada. L’utilisation de deux niveaux d’eau recommandés n’a pas affecté la chicouté, bien que les propriétés physiques étaient différentes entre les deux conditions expérimentales. Plus de rhizomes ont été produits en tourbe fibrique qu’en tourbe mésique. L’implantation avec un paillis a réduit la production de feuilles. Le cultivar norvégien Fjordgull a obtenu le meilleur taux de survie. Ces résultats suggèrent que la chicouté devrait être implantée 2 à 3 ans après la restauration dans une tourbe fibrique ayant subit peu de perturbations, ceci permettant de conserver une meilleure porosité et de bonnes propriétés physiques du sol. / Cloudberry (Rubus chamaemorus L.) cultivation is presently receiving more and more attention. A grower’s guide is available in Norway. However, site selection is imprecise with regards to soil physical and hydrological properties. Furthermore, compatibility of peatland restoration techniques with cloudberry cultivation has not been tested, as well as the establishment of Norwegian cultivars in Canada. Water table levels did not affect cloudberry growth, although physical properties were different between the two experimental conditions. However, more rhizomes were produced in fibric peat than in mesic peat. Mulching decreased the production of leaves. The Norwegian cultivar Fjordgull had the highest survival. These results suggest that cloudberry should be planted 2 or 3 years after peatland restoration, as well as in fibric peat that has received a limited amount of machinery work, thus having better porosity and physical properties.

Dans le but de reconstituer l’évolution temporelle d’une tourbière à palses située dans la zone de pergélisol sporadique au Québec (en Jamésie), une étude chrono-stratigraphique et macrofossile a été entreprise sur une palse faisant partie de cette tourbière. L’accumulation de la tourbe a débuté vers 5310 ans étal. BP. Entre 4570 et 3020 ans étal. BP, des conditions sèches, associées probablement au réchauffement climatique de la période mi-Holocène, a favorisé la densification du couvert forestier et une récurrence d’incendies tant sur la tourbière qu’en périphérie. Vers 3020 ans étal. BP, le milieu est redevenu humide; l’épinette noire a diminué d’abondance alors que le mélèze laricin s’est établi et a crû à même la tourbière. Entre 2350 et 760 ans étal. BP, les conditions locales se sont appauvries et vers 760 ans étal. BP, a débuté la phase ombrotrophe. L’installation du pergélisol aurait eu lieu au Petit Âge glaciaire. Mots-clés : Paléoécologie, Tourbière à palses, Petit Âge glaciaire, Haut-Boréal, Jamésie.