Mardi 26 mars 2024 – 13 h à 16 h
Les écosystèmes nordiques subissent un réchauffement deux fois plus rapide que la moyenne mondiale, et on observe une augmentation marquée des phénomènes météorologiques extrêmes tels que les périodes de sécheresse, les feux de forêt, les précipitations intenses, les vents violents et les variations brusques de température. Ce rendez-vous, le deuxième d’une série de trois sur les effets des changements climatiques sur la forêt québécoise, se concentrera sur la capacité d’adaptation de la forêt boréale à ces perturbations. Comment les changements climatiques influent-ils sur la résilience de la forêt boréale? Quels mécanismes écologiques et évolutifs favorisent l’adaptation de ces écosystèmes aux conditions changeantes? Quelles approches méthodologiques sont employées pour appréhender l’évolution de la productivité des forêts boréales? Enfin, comment pouvons-nous utiliser ces connaissances pour aménager durablement la forêt boréale dans ce contexte de perturbations climatiques?
Les présentations des conférences se trouvent dans l’ordre du jour ci-dessous.
13 h Mot d’ouverture
Conférencier : Samuel Lauzon, Agent de transfert de connaissances scientifiques forestières, Direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF)
13 h 10 Dynamique éco-évolutive des arbres boréaux face aux changements globaux
Conférencière et conférencier : Muriel Deslauriers, étudiante au doctorat, et Guillaume de Lafontaine, professeur, Chaire de recherche du Canada en biologie intégrative de la flore nordique, Université du Québec à Rimouski (UQAR)
Collaboratrice : Julie Godbout (MRNF, DRF)
En réponse aux changements globaux, on s’attend à une altération majeure des patrons de la biodiversité du gène à l’écosystème. Cette situation est exacerbée dans les écosystèmes nordiques puisque le biome boréal se réchauffe deux fois plus rapidement que la moyenne mondiale. Les populations naturelles doivent s’adapter localement ou migrer vers les habitats nouvellement favorables, sans quoi elles risquent de disparaître. La résilience de la forêt boréale implique donc une dynamique éco-évolutive qui se déploie face aux variations environnementales induites par les changements climatiques. D’une part, les études rétrospectives en biogéographie permettent de mieux comprendre les processus écologiques et évolutifs passés qui ont permis le maintien de la flore nordique lors des épisodes de changements climatiques historiques rapides au Quaternaire et, d’autre part, les populations périphériques, actuellement situées aux limites chaudes et froides de l’aire de répartition des espèces, pourraient s’avérer cruciales pour comprendre le potentiel de résilience de la forêt boréale face aux changements globaux en cours. Bien qu’elles soient petites et isolées, ces populations persistent localement malgré des conditions environnementales marginales qui pourraient toutefois se généraliser avec les changements climatiques contemporains. Une approche intégrative permet d’aborder l’étude conjointe des diverses réponses pour acquérir une perspective globale du gène à l’écosystème.
13 h 35 Tendance à long terme de la productivité de l'épinette noire dans la pessière à mousses de l’Est
Conférencier : Dominique Arseneault, professeur, Université du Québec à Rimouski (UQAR)
Collaborateurs : Étienne Boucher (UQAM), Fabio Gennaretti (UQAT) et Louis Duchesne (MRNF, DRF)
Les cernes de croissance des arbres sont très utiles pour décrire l'évolution de la productivité des forêts en fonction du climat avec une résolution annuelle sur une longue période. Cependant, on sait maintenant que les séries dendrochronologiques classiques obtenues exclusivement par échantillonnage d'arbres dominants vivants comportent des biais importants qui obscurcissent la relation à long terme entre la productivité des arbres et les agents de forçage environnemental. Une approche pour contrer ce problème serait d'échantillonner des arbres qui se sont succédé sur un site au cours d’une période d’au moins quelques siècles, de manière à mesurer des cernes parmi toutes les classes d’âges des arbres chaque année. Nous avons combiné des arbres riverains vivants avec les cohortes successives d’arbres morts conservés dans la zone littorale des lacs pour composer trois jeux de données avec une structure d’âge relativement stable au cours des derniers 300-700 ans pour la pessière à mousses de l’Est. Les analyses préliminaires indiquent une productivité forestière relativement stable dans le temps, avec des fluctuations causées par les épidémies de TBE et les éruptions volcaniques, mais sans effet clairement associé au réchauffement climatique.
14 h Acclimatation thermique de la photosynthèse et de la respiration chez l’épinette blanche face au gardien climatique
Conférencière : Fatima Ezzahra Khouya, étudiante à la maîtrise, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)
Collaborateurs et collaboratrices : Mebarek Lamara (UQAT), Steeve Pepin (ULaval) et Annie Desrochers (UQAT)
Les changements climatiques constituent un défi pour la survie des essences forestières boréales, et leur mitigation nécessite l’élaboration de certaines stratégies. Au cœur de ces stratégies, on trouve la migration assistée. Il s’agit d’un déplacement intentionnel des essences forestières permettant de réduire les risques de déclin de productivité et de maintenir la résilience de l’écosystème. L’objectif de cette étude est d’évaluer les réponses de l’épinette blanche vis-à-vis des conditions climatiques de son aire de répartition au Québec. On s’intéresse à comparer la réponse photosynthétique et respiratoire aux traitements thermiques appliqués, et à étudier les capacités d'adaptation locale et de plasticité phénotypique en fonction de l’origine des populations. On part de l’hypothèse que la réponse de la photosynthèse au changement de la température dépend de l’origine de la source génétique. Dans cet esprit, dix sources génétiques représentant une partie importante de l’aire de répartition de l’épinette blanche au Canada ont été sélectionnées. Les plants (2+0) ont été cultivés sous serre et soumis à des conditions de température moyenne actuelle de la saison de croissance au centre du Québec (Ta), et les conditions extrêmes observées dans les marges de distribution, soit les traitements extrêmes Sud (Ta+4°C) et Nord (Ta-3°C) de l’espèce. Les résultats ont démontré que la réponse de la photosynthèse et de la respiration au stress thermique est différentielle en fonction de la population. Les populations du Sud ont une photosynthèse optimale supérieure aux populations du Nord. Certains traits de l’acclimatation thermique sont influencés par la génétique de la population et son interaction avec le milieu de croissance, alors que d’autres sont moins influencés par le stress thermique et ne présentent pas de plasticité phénotypique. Les résultats de cette étude seront utilisés dans le perfectionnement du programme de migration assistée de l’épinette blanche au Québec.
14 h 45 L'impact de l'adaptation locale sur les traits fonctionnels et l'allocation des ressources chez l'épinette noire
Conférencier : Roberto Silvestro, chercheur postdoctoral, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)
Collaborateur : Sergio Rossi (UQAC)
Les changements climatiques modifient rapidement les patrons météorologiques, ce qui entraîne des déplacements dans les zones climatiques. Les populations locales présentent des adaptations qui garantissent leur survie et la réalisation des processus de croissance et de reproduction. L'étude de ces traits offre des perspectives précieuses sur les réponses des espèces aux conditions environnementales actuelles et futures, ce qui facilite la mise en œuvre de mesures visant à assurer la résilience et la productivité des forêts. Cette étude analyse la variabilité des traits fonctionnels chez cinq provenances d'épinettes noires issues d'un gradient latitudinal dans la forêt boréale. Nous avons examiné les différences dans la phénologie des bourgeons, les performances de croissance, la première reproduction et les conséquences d'un gel tardif sur la croissance et les ajustements phénologiques. Les résultats indiquent que les arbres du Nord ont une émergence précoce des bourgeons et une croissance plus faible, et atteignent la maturité reproductive plus tôt que ceux du sud. Les dommages causés par le gel tardif ont engendré des répercussions sur les performances de croissance, mais aucun ajustement phénologique n'a été observé l'année suivante. L'adaptation locale des traits fonctionnels peut entraîner une inadaptation de l'épinette noire face aux conditions climatiques futures ou servir de puissante force évolutive favorisant une adaptation rapide dans un environnement en mutation.
15 h 10 Des nouveaux outils pour l’analyse et la modélisation des processus écophysiologiques des arbres boréaux
Conférenciers : Fabio Gennaretti, professeur, et Marc-André Lemay, professionnel de recherche, Institut de recherche sur les forêts (IRF), Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)
Collaborateurs : Yves Bergeron (UQAT), Hubert Morin (UQAC), Étienne Boucher (UQAM), Louis Duchesne (MRNF, DRF) et Pierre Grondin (MRNF, DRF)
Ce projet a utilisé des suivis de la croissance d’arbres boréaux déjà existants et a mis en place de nouveaux dispositifs expérimentaux de terrain pour analyser les liens entre croissance des arbres et composantes environnementales. Les résultats permettent d’améliorer la modélisation de la productivité des écosystèmes forestiers au Québec et d’analyser les conséquences des changements climatiques. Dans cette présentation, nous faisons une brève introduction à l’ensemble des sous-objectifs et nous nous focalisons sur les résultats de deux dispositifs expérimentaux.
Le premier dispositif a permis d’évaluer l'utilisation des réserves en eau des tiges d'arbres boréaux lors de périodes de sécheresse de courte durée. Des espèces d’arbres connues pour utiliser des stratégies de forte dépense ou d'économie d'eau durant des déficits hydriques ont été comparées pour leur utilisation des réserves en eau des tiges sur des sols mal drainés ou bien drainés. Le deuxième dispositif a été créé pour évaluer des méthodes de correction d’images thermiques obtenues par drone et réduire les artefacts techniques qui rendent l’utilisation directe de ces données un cauchemar pour les utilisateurs et utilisatrices.
Les suivis à haute résolution temporelle et spatiale de nos forêts sont essentiels pour améliorer la compréhension du fonctionnement des arbres dans des contextes changeants et adapter nos pratiques de gestion en fonction du site et des espèces. Notre projet fournit des outils qui permettent cette compréhension améliorée.
15 h 35 Synthèse de la rencontre
Conférencier : Maxence Martin, professeur, Institut de recherche sur les forêts (IRF), Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)
* Le contenu des présentations des conférenciers et des conférencières n’engage qu’eux et qu’elles.
