Carbone forestier et atténuation des changements climatiques

Conférencière : Marie-Eve Roy, responsable du transfert de connaissances scientifiques forestières, Direction de la recherche forestière (DRF), ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF)

Collaboratrice et collaborateurs : Frédérik Doyon (UQO), Sergio Rossi (UQAC), Jérôme Cimon-Morin (ULaval), Osvaldo Valeria (UQAT), Dominic Cyr (ECCC), Élise Larose-Filotas (TÉLUQ), Jean-François Boucher (UQAC), Annie Deslauriers (UQAC), Christian Messier (UQAM), Fabio Genarretti (UQAC) et Évelyne Thiffault (ULaval)

Introduction

Conférencier : Frédérik Doyon, professeur, Université du Québec en Outaouais (UQO), Institut des sciences de la forêt tempérée (ISFORT)

Le Québec est engagé dans un marché d’échange de crédits de carbone avec la Californie (SPEDE). Le secteur forestier peut y contribuer via les projets de compensation impliquant : 1) la conservation des forêts existantes pour la protection des stocks de carbone; 2) l’amélioration de la gestion forestière pour une séquestration accrue du carbone; 3) l’afforestation. À ces solutions nature s’ajoute celle de la gestion de l’albédo du couvert forestier puisque celui-ci contribue significativement au forçage radiatif. Le projet ACCFor vise à évaluer par voie de modélisation le potentiel d’atténuation des changements climatiques de ces différentes solutions. Un défi majeur réside dans l’identification de solutions qui sont robustes dans les conditions futures. Pour ce faire, l’équipe ACCFor a mis au point une plateforme de modélisation à plusieurs échelles (cellule, arbre, peuplement, paysage) afin d’intégrer les effets des changements globaux (climat, ravageurs et maladies, autres perturbations) sur le fonctionnement de la forêt. Ainsi, les résultats obtenus des modèles à un niveau d’organisation inférieur informent sur comment modifier les processus au niveau supérieur pour mieux refléter le comportement de celui-ci sous changements climatiques. Cette approche mécanistique permet de simuler de façon plus réaliste les solutions d’atténuation qui seront envisagées et d’en tester la robustesse selon différents scénarios de changements climatiques.

La modélisation à l’échelle de l’arbre

Conférencier : Sergio Rossi, professeur, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)

La modélisation à l’échelle de l’arbre a permis d’identifier les temps et la dynamique de formation du cerne de croissance à haute résolution temporelle, en séparant les processus de croissance en volume et en biomasse du bois. Nos modèles de croissance cellulaire incluant les processus écophysiologiques impliqués dans l’allocation du carbone au bois ont été utilisés pour évaluer l’influence des changements climatiques et des stress saisonniers sur la saison de croissance et sur l’accumulation de biomasse dans le bois. Ces connaissances seront incluses dans les fonctions de transfert qui permettront d’améliorer le module d’allocation de carbone du modèle HETEROFOR.

Modélisation à l’échelle du peuplement et de l’écosystème

Conférencier : Frédérik Doyon, professeur, Université du Québec en Outaouais (UQO), Institut des sciences de la forêt tempérée (ISFORT)

Pour simuler la dynamique du carbone forestier sous les changements climatiques, nous utilisons le modèle HETEROFOR, un modèle processuel où chaque arbre est représenté dans l’espace 3D et suivi du point de vue des processus écophysiologiques. Son module du carbone forestier permet de suivre la biomasse et la nécromasse des compartiments de l’écosystème, dont le sol. La croissance, la mortalité et le recrutement sont calibrés à partir des parcelles du Réseau de surveillance des écosystèmes forestiers (RESEF) du MRNF pour les zones de l’érablière, de la sapinière et de la pessière. À partir des placettes-échantillons permanentes du MRNF, nous avons modélisé le bois mort et intégré ces transitions à nos simulations. Les prochaines étapes permettront d’évaluer l’effet des traitements sylvicoles sur la dynamique du carbone.

Des valeurs d’albédo estimées à partir d’images Sentinel-2 ont pu être assignées à chaque peuplement forestier du Québec. Nous avons ensuite conçu un modèle prédictif d’apprentissage machine de forêts aléatoires pour chaque région écologique du Québec. Pour la région 2a, le modèle construit obtient un R2 de 86 %. Outre les variables liées au climat, celui-ci fait intervenir principalement le type écologique, le type de couvert (F>M>R), la classe de densité (C>D>A=B) et la classe de hauteur (basse>haute) du peuplement. Ces résultats montrent que la gestion de la composition, de la densité des peuplements et de la durée des rotations peut faire une différence sur le forçage radiatif.

Forêts, perturbations et changement climatique : approches intégrées pour le stockage du carbone

Conférencier : Dominic Cyr, chercheur, Environnement et Changement climatique Canada (ECCC)

L’effet des stratégies de gestion forestière sur la dynamique du carbone reste incertain, surtout face aux changements climatiques. Cette étude mobilise les plateformes GCBM et LANDIS-II pour permettre de mieux évaluer l’efficacité de certaines stratégies en interaction avec les changements climatiques et les perturbations naturelles.

En pessière à mousses, notamment dans la ceinture d’argile, les horizons organiques stockent d’énormes quantités de carbone. Pourtant, leurs interactions avec l’aménagement forestier et les feux sont actuellement ignorées dans les bilans de carbone. Le modèle CaMP (Canadian Model for Peatlands) est ici appliqué pour la première fois en forêt aménagée afin de combler cette lacune. En forêts mixtes dominées par le sapin, les épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette sont mal représentées. Un calage amélioré de Biological Disturbance Agent, module de LANDIS-II, affine la représentation de la sévérité variable des épisodes de défoliation, de la reprise de croissance et de leur effet sur le carbone. Enfin, la dynamique propre aux forêts inéquiennes tempérées, les pratiques sylvicoles associées et leurs interactions avec les réservoirs de matière organique morte sont analysées pour mieux guider les stratégies face aux perturbations biotiques croissantes.

Autres collaborateurs et collaboratrices pour ce volet : Jane Ijeaku Adim (UQO), Rowena Japitana (TÉLUQ) et Naveen Verabhadraswamy (UQAT)

Conférencière : Isabelle Ménard, chercheuse en sylviculture d'adaptation aux changements climatiques, Direction de la recherche forestière, ministère des Ressources naturelles et des Forêts

Collaboratrice et collaborateurs : Evelyne Thiffault (ULaval), Jean-François Boucher (UQAC), Werner A. Kurz (SCF-RNCan), Michael Magnan (SCF-RNCan) et François Hébert (MRNF-DRF)

Les changements climatiques pourraient avoir une influence sur la croissance des arbres affectant les caractéristiques des tiges ainsi que le panier de produits qui en découle. La présente étude visait à quantifier dans quelle mesure l'approvisionnement en bois destiné à la première transformation est influencé par les changements climatiques et modifie le stockage du carbone dans les produits du bois. Une approche multimodèle a été utilisée pour estimer les stocks de carbone dans la biomasse récoltée dans des peuplements d’épinette noire et de peuplier sous un gradient de projections climatiques. Les résultats révèlent qu'un forçage climatique accru a un effet négatif sur la qualité du panier de produits et influence la quantité relative de bois d'œuvre par rapport au bois de trituration. Cette étude a également montré comment des stratégies pour maximiser l’utilisation du bois permettraient d’augmenter le stockage du carbone et d'éviter des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Effet des feux sur le carbone forestier à l'échelle de la province

Conférencier : Mathieu Bouchard, professeur, Département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval

Collaborateurs : Jiejie Wang (ULaval) et Frédéric Poirier (ULaval)

Nous avons mis au point une approche de simulation permettant d’évaluer les effets combinés des feux, de l’aménagement forestier et des changements climatiques sur le carbone forestier à travers les 57 unités d’aménagement de la province de Québec, pour la période 2020-2100. Les résultats indiquent que les feux réduiront considérablement la capacité du secteur forestier à séquestrer et à stocker le carbone, particulièrement en zone boréale. Les simulations montrent également que des mesures ciblées, telles que le reboisement ou la coupe de récupération, peuvent contribuer à atténuer certains effets. Cependant, l'efficacité de ces mesures demeure limitée, notamment parce que les feux de forêt sont des phénomènes stochastiques, difficiles à prévoir ou à contrer.

Bilan carbone des chemins forestiers : quantification des opportunités manquées et implications pour la gestion des paysages boréaux

Conférencier : Alejandro Vega Escobar, doctorant en sciences naturelles, Institut de recherche sur les forêts, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (IRF-UQAT)

Collaborateurs : François Girard (U de M) et Osvaldo Valeria (IRF-UQAT)

Les chemins forestiers, indispensables aux activités sylvicoles, modifient les écosystèmes et réduisent la capacité des forêts boréales à stocker du carbone. Cette étude explore une solution : leur désactivation temporaire suivie d’un reboisement avec des essences locales adaptées et à croissance rapide. Grâce à l’analyse de 50 ans de données et à des modèles avancés comme le Random Forest, nous avons identifié les facteurs clés influençant le stockage de carbone et évalué l’efficacité de plusieurs scénarios de reboisement. Les résultats montrent que les chemins de largeur moyenne présentent le meilleur potentiel, ces derniers atteignant jusqu’à 6,8 mégatonnes de carbone stocké sur 40 à 100 ans lorsque la préparation du sol et le choix d’espèces à forte productivité sont intégrés. Cette stratégie favorise le stockage dans la biomasse et les produits ligneux, ce qui permet ainsi de prolonger la séquestration du carbone. En revanche, les scénarios sans intervention montrent des résultats limités, ce qui souligne l’importance d’une approche ciblée. Nos conclusions mettent en avant la nécessité d’adapter les stratégies de reboisement aux spécificités locales pour maximiser le potentiel de captation du carbone des chemins forestiers et renforcer leur rôle dans la lutte contre les changements climatiques.

Comment l'aménagement forestier peut-il contribuer à l'atténuation des changements climatiques? Une perspective terrain

Conférencière : Évelyne Thiffault, professeure titulaire, Centre de recherche sur les matériaux renouvelables, Département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval

Collaborateurs : Alexandre Collin (UQO), Philippe Nolet (UQO), Frédérik Doyon (UQO), Stéphane Tremblay (MRNF-DRF), Nicolas Bélanger (TÉLUQ), Nelson Thiffault (SCF-RNCan), Dominic Cyr (ECCC) et Samuel Royer-Tardif (CERFO)

Le dernier inventaire des gaz à effet de serre du Québec montre que les forêts aménagées sont un puits carbone; cependant, ce puits n'est pas suffisant pour compenser les émissions venant des produits du bois et des autres terres aménagées. Est-ce que l’aménagement forestier peut améliorer le bilan carbone des écosystèmes, et contribuer à l’atteinte des cibles climatiques du Québec et à l'atténuation des changements climatiques? L’inventaire terrain des stocks de carbone, la prise de mesures dans différents dispositifs de recherche en sylviculture ainsi que l’analyse de données nous permettent d’étudier et de quantifier la dynamique des stocks et flux du carbone forestier et du bilan radiatif de différentes pratiques, dont la coupe partielle et le boisement/reboisement. Par exemple, si la coupe partielle permet de maintenir des stocks de carbone plus élevés que la coupe totale, cet avantage disparaît après 3-4 décennies en raison d’un taux d’accumulation du carbone plus élevé dans les sites soumis à une coupe totale. De plus, le boisement/reboisement peut procurer des bénéfices d’atténuation des changements climatiques dans la mesure où il est effectué sur des sites pour lesquels la succession naturelle est limitée et pour lesquels la plantation ne cause pas une baisse significative de l’albédo de surface. Ces résultats et la plus grande disponibilité de données de terrain permettent d’identifier des pistes d’action pour la forêt publique québécoise.

Quels impacts pour le parc immobilier québécois?

Conférencière : Charles Breton, professeur assistant, Département de génie civil et de génie des eaux, Université Laval

Collaborateurs et collaboratrice : Pierre Blanchet (CIRCERB – ULaval), Ben Amor (LIRIDE, U de S), Francesco Pomponi (University of York) et Évelyne Thiffault (ULaval)

Les exemples d'analyse du cycle de vie à l'échelle des matériaux ou des bâtiments ne manquent pas. Mais qu'en est-il de notre parc immobilier? Dans cette présentation, nous nous intéresserons au lien entre les besoins en logements et les répercussions environnementales qui en découlent. Les concepts de budget carbone, de durée de vie des bâtiments et d'empreinte carbone des matériaux seront vulgarisés. À travers ces concepts, nous identifierons des questions clés pour mieux comprendre l'empreinte carbone des bâtiments et des produits du bois.