Les effets des changements climatiques sur les régimes de feux et la régénération

Conférencière et conférencier : Marie-Eve Roy, responsable du transfert de connaissances scientifiques forestières et François Hébert, chercheur en sylviculture d’adaptation aux changements globaux, Direction de la recherche forestière (DRF), ministère des Ressources naturelles et des Forêts (MRNF)

Conférencier : Victor Danneyrolles, professeur-chercheur sous octroi, Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)

Collaborateurs : Yan Boucher (UQAC) et François Hébert (MRNF)

Les changements climatiques entraînent une augmentation marquée des superficies brûlées ainsi que de la sévérité des feux. Il demeure toutefois essentiel d’approfondir la compréhension des facteurs qui conditionnent à la fois la probabilité d’occurrence des feux et leurs patrons de sévérité. Dans cette étude, nous avons exploité un vaste jeu de données de télédétection Landsat, qui permet de caractériser l’occurrence et la sévérité des feux à une résolution de 30 m sur l’ensemble de l’est du Canada entre 1989 et 2023. Nous avons modélisé la probabilité qu’un pixel brûle à différents niveaux de sévérité en fonction d’un ensemble de variables climatiques (indices météo-feux) ainsi que de la structure et de la composition de la végétation. Les résultats montrent que l’indice météo de combustible disponible a le plus fort effet sur la probabilité et la sévérité des feux dans toute la région étudiée. La végétation module cependant fortement cette relation : au sud, les peuplements feuillus réduisent le risque et la sévérité d’un facteur quatre par rapport aux forêts de conifères, tandis qu’au nord, la présence de zones humides limite significativement le risque et la sévérité des feux. D’autres caractéristiques de la végétation (biomasse, densité du couvert) ont également un effet, mais plus modéré. Ces résultats constituent un jalon essentiel pour améliorer la prédiction du risque et de la sévérité des feux dans le contexte des changements climatiques futurs.

Conférencière : Justine Gillis, étudiante à la maîtrise à l’Université Laval (ULaval) et agente de recherche en pyrologie forestière au Service canadien des forêts

Collaborateurs : Mathieu Bouchard (ULaval), Jonathan Boucher (Service canadien des forêts) et Miguel Montoro Girona (Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT))

Au Québec, la tordeuse des bourgeons de l’épinette, figurant parmi les principaux ravageurs des forêts, entraîne une mortalité accrue des sapins et des épinettes. Le Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki (Btk) est utilisé comme insecticide biologique pour limiter les dommages causés par l’insecte, mais l’effet de ce traitement sur les combustibles forestiers demeure peu étudié. Ce projet vise à évaluer comment l’utilisation de différents traitements de Btk influence l’abondance et la structure des différents types de combustibles forestiers et, ainsi, leur influence sur le comportement potentiel des feux de forêt. Un dispositif de recherche, mis en place par la SOPFIM sur la Côte-Nord en 2007, a été utilisé afin d’étudier les effets cumulatifs de divers scénarios de pulvérisation. Les résultats indiquent que les peuplements témoins n’ayant pas fait l’objet de pulvérisations ont une plus grande accumulation de combustibles morts et secs. Toutefois, les peuplements ayant subi une forte mortalité d’arbres montrent un sous-étage constitué à près de 40 % d’espèces feuillues moins inflammables en été, alors que les peuplements protégés en contiennent seulement 10,8 %. Ainsi, bien que le Btk contribue à réduire la charge de combustible au sol, les résultats indiquent également que la régénération d’espèces feuillues dans certains peuplements pourrait moduler le comportement potentiel d’incendie, en fonction de l’intensité de la défoliation subie et de la saison.

Conférencière : Abir Arbi, étudiante à la maîtrise en ressources renouvelables à l’Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)

Collaborateur et collaboratrice : Yan Boucher (UQAC) et Kaysandra Waldron (Service canadien des forêts)

En raison de l’augmentation de l’activité des feux, l’expansion des superficies brûlées accroîtra les coûts de reboisement. Les coupes de récupération pourraient favoriser passivement la régénération de ces forêts et limiter les investissements en plantation. Cette étude compare la régénération entre des peuplements matures dominés par l’épinette noire (>75 %) qui ont été brûlés, puis récupérés avec ceux brûlés laissés intacts. Lors de la coupe de récupération, on suppose que la machinerie pourrait améliorer la régénération par deux mécanismes : 1) L’augmentation de la dispersion des graines; 2) L’exposition du sol minéral en créant des microsites favorables à la germination. Nos résultats montrent que le coefficient de distribution des semis d’épinette noire et de pin gris est doublé dans les forêts récupérées (51 % ± 27,9 %) par rapport aux forêts intactes (24 % ± 20 %, p = 0,007). L’épaisseur de matière organique, une variable de substitution pour quantifier les microsites de régénération, est significativement plus faible dans les forêts récupérées (216 ± 85,2 mm) que dans les forêts intactes (282 ± 56,5 mm, p = 0,005), révélant un sol minéral plus exposé et des conditions de germination meilleures que dans les forêts laissées intactes. Ces résultats portent à croire que les coupes de récupération pourraient améliorer la régénération postfeu en favorisant la dispersion des graines et la quantité des microsites. L’intégration des coupes dans la planification forestière optimiserait les investissements en remise en production postfeu.

Conférencier : Mathieu Lacroix, étudiant à la maîtrise en ressources renouvelables à l’Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)

Collaborateurs : Yan Boucher (UQAC) et Victor Danneyrolles (UQAC)

L’intensification des feux de forêt liée aux changements climatiques combinés aux activités d’exploitation forestière et aux épidémies de tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) engendre le rajeunissement de la forêt boréale et augmente la vulnérabilité des peuplements aux échecs de régénération. Afin de déterminer un seuil d’arbres semenciers à maintenir lors d’une coupe forestière qui permettrait d’assurer la régénération des peuplements en cas de feu, 91 sites ont été échantillonnés au sein d’un territoire brûlé en juin 2020 au nord du Lac-Saint-Jean. Les sites ont été sélectionnés suivant un gradient de densité de tiges marchandes allant de 25 à 1 500 tiges à l’hectare, selon deux niveaux de sévérité du feu ainsi que selon la présence ou non d’épidémie de TBE avant feu. Les résultats obtenus démontrent que la densité d’arbres semenciers avant feu n’affecte pas la régénération, mais que la qualité des semenciers (âge et vigueur) pourrait jouer un rôle plus important. Ils démontrent également que la sévérité des perturbations (feux et épidémie de TBE) influence la présence de régénération, et donc qu’ils pourraient servir de bon indicateur afin de déterminer les sites vulnérables aux échecs de régénération.

Conférencière : Stelsa Fortin, étudiante au doctorat à l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)

Collaborateurs : Yan Boucher (UQAC), Yves Bergeron (UQAT) et Jean-Daniel Sylvain (MRNF)

En contexte de changements climatiques, on s’attend à une augmentation de l’activité des feux, ce qui pourrait influencer la résilience de l’épinette noire dans le paysage de la forêt boréale. Ce projet vise à : 1) Déterminer les facteurs écologiques qui expliquent la densité de régénération et la croissance de l’épinette noire après le feu et 2) Évaluer l’effet de ces facteurs sur la résilience de l’épinette noire. Nous avons étudié 536 peuplements forestiers en régénération, situés entre l’est du lac Mistassini et le nord-ouest du lac Manicouagan, et provenant de 21 feux ayant brûlé entre 1995 et 2016. En utilisant des modèles linéaires généralisés et des analyses en forêt aléatoire, nous avons exploré la relation entre certains groupes de facteurs écologiques caractéristiques du feu, de peuplement préfeu, du substrat de régénération, de la compétition et du sol, etc., sur la densité de régénération et la croissance postfeu de l’épinette noire. Nous avons déterminé que les caractéristiques du feu (saisonnalité et sévérité) ainsi que la présence de sphaigne influençaient le plus la densité de régénération, tandis que les caractéristiques du sol et la compétition influencent le plus la croissance après feu. Comprendre les facteurs environnementaux qui influencent la densité de régénération et la croissance postfeu de l’épinette noire est crucial pour mieux estimer la croissance des peuplements.

Conférencière : Mélanie Nicoletti, étudiante au doctorat sur mesure en sciences naturelles spécialité aménagement écosystémique de l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)

Collaboratrice et collaborateur : Nicole Fenton (UQAT) et Yves Bergeron (UQAT)

Il y a quelques siècles, l’équilibre et l’abondance des forêts de pins blancs et rouges reposaient sur un régime de feux de surface, dont la dynamique a ensuite été dérangée par divers événements d’origine climatique et anthropique. L’aménagement forestier écosystémique cherche à rétablir cet équilibre en réduisant l’écart entre les effets des perturbations naturelles et anthropiques. La forêt profite alors de ses adaptations naturelles, conserve sa biodiversité et peut s’adapter aux conditions climatiques changeantes. La coupe progressive peut-elle mimer l’effet des feux de surface sur la biodiversité floristique des forêts de pins blancs et rouges? Des parcelles brûlées naturellement, récoltées par coupe progressive, et sans perturbation récente (contrôle) ont été échantillonnées au Témiscamingue et au Nipissing. La coupe et le feu ont tous deux augmenté la diversité taxonomique de la flore. La coupe a favorisé la diversité locale des plantes vasculaires dominantes et des bryophytes, tandis que le feu a augmenté l’hétérogénéité locale des plantes vasculaires dominantes. Les communautés de plantes vasculaires étaient distinctes entre les trois traitements, et les communautés de bryophytes différaient seulement après feu. Ces communautés étaient associées à une chimie du sol organique variable. Ainsi, la coupe progressive favorise la biodiversité floristique à l’image du feu, mais elle ne génère pas les mêmes communautés, car l’environnement postperturbation diffère.

Conférencier : Jean-François Boucher, professeur, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)

Collaboratrices et collaborateur : Sara Scarano (UQAC), François Hébert (MRNF) et Patricia Raymond (MRNF)

Le régime des feux de forêt a été considérablement affecté par les changements climatiques, ce qui a entraîné des incendies plus graves, plus fréquents et plus intenses, de même que des périodes de sécheresse de plus en plus fréquentes et prolongées. Dans les forêts boréales du Québec, les peuplements d’épinettes noires sont touchés par les risques accrus liés aux incendies et aux sécheresses, ce qui compromet leur capacité de régénération, de croissance et de survie. Cette étude vise à améliorer la résilience et la productivité des peuplements dominés par l’épinette noire en plantant des espèces en mélange à grande échelle, ce qui représente une nouvelle approche sylvicole au Québec. La conférence présentera le contexte de l’étude de même que quelques résultats préliminaires provenant de dispositifs expérimentaux en forêt, dans le secteur de Chibougamau, et en serres à l’UQAC. Le dispositif sur le terrain examine l’influence des plantations en mélange, en utilisant des plants d’épinette noire, de pin gris et de mélèze laricin, par rapport aux plantations en monoculture, dans quatre blocs expérimentaux installés dans le domaine bioclimatique de la pessière à mousses. L’expérience en serre simule différents scénarios climatiques et conditions de stress hydrique pour évaluer la croissance des semis et leurs réponses physiologiques aux mêmes mélanges d’espèces.