Forêts paludifiées, sols et changements climatiques

Pierre Grondin, Direction de recherche forestière, ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs

Conférencier : Julien Beguin, professeur associé à l’Institut de recherche sur les forêts, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Collaborateurs : Osvaldo Valeria (UQAT), Geir-Arne Fuglstad (NTNU), Jean-Daniel Sylvain (MFFP), Baburam Rijal (RNCan, SCF), Luc Guindon, Nelson Thiffault, André Beaudoin (RNCan, SCF) et David Paré (RNCan, SCF)

L’épaisseur de la couche organique est une variable critique pour les aménagistes forestiers puisqu’elle est directement liée à la paludification, à la productivité forestière et à l’évaluation des stocks de carbone du sol. Cartographier avec précision celle-ci est important pour que les aménagistes possèdent les données les plus précises possibles pour planifier de façon optimale les activités d’aménagement en fonction des enjeux forestiers (productivité des peuplements, régénération forestière, réservoirs et dynamique du carbone forestier). Les objectifs de cette étude sont : 1) d’améliorer dans l’espace et le temps la cartographie de l’épaisseur de la couche organique à l’échelle de l’Abitibi-Témiscamingue; et 2) d’évaluer la robustesse du produit final en comparant différentes approches de modélisation prédictive et de validation. Nous utilisons une base de données qui contient environ 18 000 points géoréférencés ayant des mesures d’épaisseur de la couche organique réparties entre 1971 et 2010 sur un territoire qui couvre environ 200 000 km2. Nos résultats montrent une nette amélioration des prédictions par rapport aux produits existants. La nouvelle cartographie améliorée de l’épaisseur de la couche organique permettra aux aménagistes forestiers de mieux mettre en pratique leurs stratégies d’aménagement et aux scientifiques de mieux quantifier spatialement le stock de carbone du sol.

Conférenciere : Andréane Garant, étudiante graduée de la maitrise en écologie, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Collaborateurs : Nicole Fenton (UQAM, UQAT), Yves Bergeron (UQAM, UQAT) et Alain Leduc (UQAM, UQAT)

Le mélèze est le seul conifère qui perd ses aiguilles à l’hiver en Amérique du Nord. Cette caractéristique lui confère une fonction écosystémique unique. Afin de mieux connaître cette fonction dans les forêts du nord-ouest du Québec, nous avons étudié ses conséquences sur la composition, la diversité et les traits fonctionnels des plantes et des mousses de sous-bois. Nous avons donc déterminé les caractéristiques environnementales ainsi que la composition et les traits fonctionnels des plantes vasculaires et des mousses du sous-bois sur 15 emplacements sélectionnés pour couvrir un gradient de proportion de mélèzes. Nos résultats illustrent qu’avec une augmentation de la proportion de mélèzes dans la canopée, il y a une augmentation de la diversité des plantes, de la taille des feuilles, de l’azote foliaire, des espèces associées aux peuplements forestiers plus riches et une diminution de la concentration du carbone foliaire. Pour les mousses, nous avons noté une diminution du nombre d’espèces, mais une augmentation de la concentration en azote chez les mousses persistantes. En conclusion, ces connaissances indiquent que le mélèze pourrait avoir la capacité de créer une couche de sol favorable à la croissance les plantes au-dessus de la tourbe. Afin d’utiliser ces connaissances en aménagement forestier, des études devraient être entreprises pour évaluer la densité optimale de plantation et le temps de croissance nécessaire pour créer ce sol favorable.

Conférencière : Amira Fetouab, étudiante à la maîtrise, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Collaborateurs : Nicole Fenton (UQAT) et Nelson Thiffault (RNCan, SCF-CCFB)

La densité de plantation est un facteur qui peut influencer la croissance et le rendement des forêts. La préparation mécanique du sol est par ailleurs souvent nécessaire avant la mise en terre de plants de reboisement pour assurer leur succès d’établissement. Cependant, nous ignorons s’il existe des interactions entre la densité de plantation et la préparation mécanique, notamment sur les territoires sujets à la paludification. Cette connaissance est nécessaire au maintien ou à la restauration de la productivité des terrains paludifiés. Ainsi, notre objectif était de vérifier les effets interactifs entre la densité de mise en terre et la préparation mécanique du sol sur la composition du sous-bois et la croissance d’épinettes noires plantées sur des territoires forestiers aménagés sujets à la paludification dans le nord-ouest du Québec. En 2011, sur un terrain récemment coupé, nous avons établi neuf parcelles qui ont été traitées par hersage, par scarifiage à disques, ou laissées comme témoins non traités. En 2012, chaque parcelle a été divisée en deux sous-parcelles soumises à une densité simple ou double de plantation. En 2020, nous avons réalisé un inventaire botanique et mesuré la taille d’arbres plantés dans chaque unité expérimentale. Nos résultats après huit saisons de croissance mettent en évidence des interactions complexes entre les traitements, dont les effets sur la diversité végétale ont varié selon les variables considérées. Leurs effets sur la croissance se sont avérés limités.

Conférencière : Maísa De Noronha, étudiante au doctorat, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Collaborateurs : Yves Bergeron (UQAT), Alain Leduc (UQAM), Martin Barrette (MFFP), Nicole Fenton (UQAT) et Rock Ouimet (MFFP)

La composition des peuplements forestiers détermine directement la distribution spatiale de la matière organique et indirectement la disponibilité des éléments nutritifs du sol. La chute des feuilles et/ou des aiguilles au sol forme une litière, qui à son tour est décomposée et incorporée au sol. C’est ce qui détermine les propriétés physicochimiques et biologiques des humus : la litière nourrit le sol, qui à son tour nourrit la plante. Conséquemment, la survie et la croissance des plantules des essences économiquement désirées peuvent être stimulées ou limitées par la composition des humus. C’est dans ce contexte que nous avons entrepris une expérimentation en serre sur le développement de plants d’épinettes noires d’un an et demi. Nous avons évalué l’effet de différentes litières (aulne rugueux, bouleau à papier, peuplier faux-tremble [PET], saule et épinette noire [EPN]) sur les humus provenant de pessières pures, de peuplements de feuillus purs et de peuplements mixtes et sur les sols provenant de pépinières. Nos résultats préliminaires indiquent que les plants ont une croissance supérieure en hauteur et une meilleure apparence vitale pour des humus de peuplements mixtes (50 % EPN/50 % PET) et des humus de PET purs que les humus de peuplements d’EPN purs et aux sols de pépinière. En plus, l’utilisation de litières d’aulne, de tremble, de saule et de bouleau a montré des résultats prometteurs pour les différents traitements de l’humus. En conclusion, promouvoir la diversification arborescente des forêts pourrait augmenter leur productivité en améliorant la composition physicochimique des sols.

Conférencier : Charles Marty, professeur-chercheur sous-octroi dans l’équipe Carbone boréal, Université du Québec à Chicoutimi

Collaborateurs : Hubert Morin (UQAR), Nelson Thiffault (RNCan, SCF-CCSB), Daniel Houle (MFFP), Robert L. Bradley (UdS), Myrna J. Simpson (UTSC), Rock Ouimet (MFFP) et Maxime C. Paré (UQAC)

Les sols boréaux contiennent de grandes quantités de carbone, dont une partie pourrait être libérée dans l’atmosphère sous forme de CO2 en raison de l’augmentation des températures, aggravant ainsi le dérèglement du climat. En parallèle, la hausse des températures et les dépôts atmosphériques d’azote tendent à stimuler l’absorption de CO2 par les arbres de la zone boréale. Comment vont évoluer ces deux flux antagonistes de CO2 sous l’effet des changements climatiques? La capacité de séquestration du carbone des forêts boréales dans l’avenir dépend en partie de cet équilibre. Nous avons conduit une expérience dans des forêts du Saguenay pendant neuf ans afin de simuler l’effet du réchauffement climatique et des dépôts atmosphériques d’azote sur les caractéristiques du carbone et de l’azote du sol ainsi que sur la croissance et la phénologie du sapin baumier et de l’épinette noire. Le réchauffement du sol a entraîné une augmentation de la récalcitrance du carbone du sol et de sa sensibilité à la température, ainsi qu’un débourrement plus hâtif des arbres. L’apport d’azote n’a pas eu d’effet sur le carbone du sol ni sur la croissance et le débourrement des arbres, mais a diminué le taux de minéralisation de l’azote organique du sol. Bien que le carbone du sol puisse devenir plus réactif aux changements de température dans l’avenir, cette étude montre la grande résilience des sols boréaux et indique que leur fertilité ne sera probablement pas affectée de façon importante.

Conférencier : Dominique Arseneault, professeur, département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski

Collaborateurs : Sébastien Dupuis (UQAR), Yan Boucher (UQAC) et Victor Danneyrolles (UdS)

Nous avons utilisé les archives d’arpentage des terres publiques de la période 1842-1935 pour reconstituer la composition de la forêt préindustrielle du Saguenay–Lac-Saint-Jean. La forêt préindustrielle était dominée par les épinettes, le sapin et le bouleau blanc. Deux autres types forestiers caractérisés par le pin gris et le peuplier indiquent que le feu était une perturbation importante à cette époque. La comparaison de ces données avec les inventaires forestiers modernes (1980-2010) montre que le peuplier faux-tremble, le pin gris et l’érable rouge sont plus abondants aujourd’hui qu’au moment des arpentages, au détriment des épinettes, du bouleau jaune ainsi que des pins blancs et des pins rouges. L’assemblage épinette-sapin-bouleau blanc est maintenant confiné aux hautes altitudes, tandis que le pin gris a étendu sa distribution et renforcé son association avec les dépôts sableux. L’aménagement forestier écosystémique devrait viser à augmenter l’abondance des épinettes, du bouleau jaune, du thuya, du pin blanc et du pin rouge.

Conférencier : Pierre Grondin, Direction de la recherche forestière, ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs

Collaborateurs : Aurélie Chalumeau (MFFP), Marie-Hélène Brice (IRVB, UdeM), Yan Boulanger (RNCan, SCF-CFL), Claude Morneau (MFFP), Pierre-Luc Couillard (MFFP) et Yves Bergeron (UQAT)

Le Québec a un riche passé en classification écologique du territoire. L’un des concepts centraux de cette classification est formé par la notion de la « végétation potentielle », c’est-à-dire une unité qui regroupe les différents types de végétation pouvant croître en un lieu et dont la dynamique est régie par le climat et les perturbations. Les divers types de végétation évoluent vers un stade final ou de fin de succession prévisible qui donne son nom à la végétation potentielle. Une certaine stabilité est traditionnellement associée à cette dynamique. Par ailleurs, les changements climatiques projetés pourraient modifier de façon notable la dynamique des peuplements forestiers qui caractérisent chaque végétation potentielle. Les questionnements auxquels nous tenterons de répondre dans ce projet sont nombreux. Est-il possible qu’une nouvelle dynamique forestière se mette en place et mène à la formation de nouvelles végétations potentielles en raison du déclin de certaines espèces diagnostiques et l’essor d’autres? Si cela s’avère, quand se produiront de tels points de rupture et quelle sera leur ampleur? De tels changements de dynamique remettraient-ils en question la notion et même l’utilisation des végétations potentielles? Le MFFP doit être en mesure de répondre à de telles questions pour s’assurer de l’efficacité à long terme des divers outils de gestion qui utilisent les végétations potentielles dans le cadre de l’aménagement durable des forêts.

Nicole Fenton, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue