À la recherche de l'aménagement durable en forêt boréale: Croissance, mortalité et régénération des pessières noires soumises à différents systèmes sylvicoles

摘要

Le Canada est le troisieme pays du monde en termes de surface forestiere avec 347 millions d'hectares. Jusqu'a aujourd'hui, le traitement sylvicole le plus utilise a ete la coupe totale representant 93% de la surface recoltee dans la foret boreale canadienne. Les impacts de cette methode de coupe sur la simplification des structures du peuplement, la perte de biodiversite et la durabilite de cette foret sont bien connus. De ce fait, l'amenagement forestier ecosystemique propose les coupes partielles comme alternative afin d'integrer les objectifs ecologiques, economiques et sociaux dans la planification sylvicole de facon a atteindre l'amenagement durable de la foret boreale. Pour la mise en oeuvre de l'amenagement ecosystemique, les coupes partielles sont de plus en plus utilisees comme traitement sylvicole pour l'exploitation forestiere. Pourtant, il y a encore des modalites de coupes partielles qui ne sont pas suffisamment connues et etudiees dans le contexte de la foret boreale canadienne, comme les coupes progressives regulieres (CPR). La CPR est un systeme sylvicole classique qui n'a pas de forme adaptee a la foret boreale et son application est jusqu'a maintenant demeuree marginale. Celle-ci vise la regeneration des peuplements equiennes par l'installation de semis sous couvert avant la coupe finale, grâce a l'ouverture progressive du couvert instauree par les coupes partielles. Ce systeme sylvicole a une approche prometteuse pour favoriser la croissance des arbres residuels, car il cree les conditions necessaires a la maximisation de la production resineuse. En consequence, le developpement de projets de recherche qui visent a etudier les reponses des peuplements soumis aux CPR sont necessaires afin de trouver des alternatives d'amenagement et d'aborder un des plus grands defis de la foresterie canadienne : le developpement durable de la foret boreale.;L'objectif principal de cette these de doctorat consiste a "evaluer l'effet a moyen terme des differents traitements de CPR sur la croissance, la mortalite et la regeneration comme alternative sylvicole dans le cadre de l'amenagement forestier ecosystemique des pessieres noires boreales". Pour y repondre, 3 axes d'etude ont ete crees pour etudier les reponses des forets 10 ans apres coupe: 1) Croissance des arbres residuels, 2) Mortalite apres coupe et 3) Regeneration et croissance des semis. Notre dispositif experimental est, a plusieurs egards, unique au monde, notamment parce qu'il est le premier concernant la CPR sur les pessieres noires, et le premier portant sur des modalites adaptees aux operations mecanisees. Il a ete etabli en 2003-2004, dans des peuplements matures et equiennes d'epinette noire au nord du Saguenay et sur la Cote-Nord. Le dispositif a pris en compte deux types de structure de forets : denses et ouvertes. Il est compose de six blocs d'etude comprenant chacun trois traitements experimentaux de CPR, une coupe totale, une reserve de semencier et un temoin sans intervention sylvicole. Des parcelles permanentes d'echantillonnage ont ete etablies avant coupe, ainsi qu'un suivi des sujets d'etude pendant 10 ans suite a l'intervention.;Apres l'intervention sylvicole des trois traitements de CPR et la reserve de semencier, les arbres residuels ont enregistre une augmentation de la croissance radiale. Cet accroissement a ete encore plus prononce dans les peuplements jeunes et denses ainsi que dans les arbres localises en bordure du sentier de recolte. Grâce a cette etude, l'effet bordure sur la croissance a ete determine pour la premiere fois dans des peuplements equiennes d'epinette noire. Notre etude dendrochronologique a confirme que tous les traitements de CPR ont ete efficaces en termes de croissance radiale et sont influences par : l'âge, la position spatiale, le diametre, le traitement et le temps. Cependant, moins de 50% de la variation de la croissance des arbres apres coupe a ete expliquee. En consequence, une autre etude avec une nouvelle methodologie a ete developpee pour mieux comprendre la variabilite de la croissance, en utilisant des modeles individuels non lineaires. Cette nouvelle approche a reussi a caracteriser la grande heterogeneite des reponses des arbres en quatre patrons de croissance, lesquels ont ete interpretes et decrits selon la theorie ecologique en identifiant les facteurs impliques. Cette methodologie a permis de mieux comprendre la croissance de l'epinette noire apres coupe partielle en expliquant entre 61 et 80% de la variabilite des arbres.;L'etude de mortalite de ce projet de recherche est l'une des seules qui possede un gradient de coupe en foret boreale, variant de 0 a 75% d'intensite de coupe. Les resultats revelent que, 10 ans apres traitement, les CPR etudiees montrent un niveau de mortalite entre 15 et 20% plus elevee que celle du temoin. Ces valeurs sont proches de la mortalite naturelle dans la region d'etude. En consequence, les CPR ont minimise les pertes apres traitement, en comparaison avec la reserve de semencier qui ont enregistre des valeurs de mortalite d'environ 60% des arbres residuels. 80% de la mortalite apres coupe a ete causee par des chablis et l'intensite de coupe a ete l'un des facteurs principaux dans ce phenomene ecologique. L'une des grandes contributions de cette etude a ete la consideration des types de mortalite (arbres casses, renverses et morts debout), car la majorite des etudes precedentes n'ont pas pris en compte cette differentiation. Cette etude a egalement mis en evidence que ces types de mortalite sont des processus ecologiques differents a considerer lors de future recherches.;Ce design experimental est l'un des rares dispositifs qui permet l'etude de la regeneration 10 ans apres l'intervention sylvicole dans le cadre de la foresterie quebecoise, surtout grâce a l'incorporation des variables lumiere et substrat dans la methodologie. Cette recherche a determine que les CPR et la reserve de semencier sont des traitements capables de promouvoir et d'etablir des niveaux de densite de regeneration adequats pour garantir la persistance des pessieres noires. Nos analyses ont montre que la regeneration de l'epinette noire est dependante en grande majorite du substrat mais pas de la lumiere, car le scarifiage a ete le lit de germination le plus efficace pour favoriser l'etablissement de semis. Cette etude a permis de mieux comprendre le processus de regeneration des pessieres noires et les facteurs qui conditionnent la croissance et la densite des semis apres coupe partielle.;La presente these demontre que les CPR sont une alternative sylvicole pertinente lors de l'implantation des strategies d'amenagement forestier ecosystemique en pessiere noire. Les traitements etudies ont promu la croissance des arbres residuels, minimise les pertes par chablis apres coupe, en plus d'avoir favorise l'etablissement de la regeneration afin de maintenir les benefices ecologiques et economiques en foret boreale. Les contributions de ce doctorat representent une avancee de la connaissance dans le domaine de la sylviculture boreale, et plus specifiquement, sur l'evaluation des coupes partielles dans le contexte du developpement durable des forets.