Impacts de l'aménagement forestier écosystémique en forêt boréale mixte: structure, composition, régénération et biodiversité

Aujourd’hui l’aménagement forestier écosystémique (AFE) est préconisé pour implanter un aménagement durable des forêts grâce à une gamme d’approches qui visent à maintenir des écosystèmes sains et résilients en reproduisant la diversité des structures et des compositions forestières observées après perturbations naturelles. Tandis que les coupes totales, longtemps pratiquées au Québec, réinitialisent la régénération, favorisant la présence des jeunes peuplements, les coupes partielles permettent de maintenir des peuplements mixtes et résineux ainsi que des attributs de vieilles forêts. Dans cette perspective, elles constituent un complément intéressant aux coupes totales pour maintenir la diversité des structures et compositions des peuplements à l’échelle du paysage. Toutefois, l’AFE reste plutôt récent et seuls des suivis pérennes permettraient d’évaluer son efficacité à maintenir la biodiversité et la productivité forestière sur le moyen et long termes. Il est donc nécessaire de continuer les recherches afin d’évaluer les impacts des pratiques sylvicoles sur des échelles plus large. C’est dans cet objectif global que s’inscrit cette thèse par l’étude de la régénération des écosystèmes forestiers à divers stades de développement en réponse à différents traitements sylvicoles. Pour réaliser cela, nous évaluons les effets de diverses méthodes de récolte, appliquées à différents stades de développement, sur différents éléments des peuplements. Dans le chapitre 2, nous étudions les effets des coupes sur la structure, composition et régénération arbustives ainsi que sur les apports de bois morts, dans le chapitre 3, les effets sur la richesse en bryophytes et dans le chapitre 4, les effets sur la diversité fonctionnelle des communautés végétales de sous-bois.
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\nAu Canada, la mise en oeuvre de dispositifs expérimentaux basés sur le modèle conceptuel de l’AFE permet d’évaluer les impacts à long terme de différentes intensités de coupe sur la productivité et la biodiversité forestière. En 1998, deux grands dispositifs, Sylviculture en Aménagement Forestier Écosystémique (SAFE), à l’Est au Québec, et Ecosystem Management Emulating Natural Disturbance (EMEND), à l’Ouest en Alberta, ont été mis en place. Différents traitements sylvicoles ont été planifiés et répliqués, dans les trois types de peuplements communs dans les séquences de succession des forêts boréales mixtes qui sont les peuplements dominés par les feuillus, les mixtes et dominés par les résineux.
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\nD’un point de vue de la productivité, au sein du projet SAFE, les suivis juste après coupes et 20 ans plus tard montrent que les coupes plus intensives entraînent des différences plus importantes et pérennes avec les peuplements évoluant naturellement. Ces différences se manifestent en terme (1) de régénération, avec une densité de gaules supérieure après coupes intensives, en particulier de gaules de peupliers faux-trembles ; (2) de structure et de composition, avec une surface terrière des arbres commerciaux réduite après coupes, en particulier pour les espèces de conifères ; (3) et en apport de bois mort, avec une infériorité du bois mort sur pied mais une supériorité de bois mort au sol après coupes. Nos résultats montrent que les PC permettent le maintien de peuplements à structure et composition mixtes, constituant un complément intéressant aux CC, qui réinitialisent la régénération des peuplements. Cependant, les PC n’ont pas permis de faire transitionner les peuplements vers des stades plus avancés avec une exploitation moins intensive ou vers des stades plus précoces avec une exploitation plus intensive. Avec les PC, nous avons essentiellement eu un impact initial, retardant ou stoppant l'évolution des peuplements, qui se dissipe avec le temps et plus rapidement avec lorsque la récolte fut moins intensive.
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\nD’un point de vue de la conservation de la biodiversité, l’inventaire des bryophytes réalisé 20 ans après coupes au sein du projet SAFE souligne la façon dont l'intensité de la récolte et le type de peuplement forestier interagissent pour affecter les bryophytes. Concernant l’intensité de récolte, nous retrouvons une présence récurrente de nombreuses espèces forestières généralistes et communes dans tous les niveaux de récolte et types de peuplements. Cependant, des espèces spécialistes, principalement composant le groupe des hépatiques, diffèrent davantage entre les peuplements non coupés et les peuplements coupés totalement qu'entre les peuplements non coupés et les peuplements coupés partiellement. Concernant le type de peuplement, les espèces de bryophytes des peuplements dominés par les feuillus témoignent d’une tolérance supérieure aux fluctuations des conditions environnementales comparativement aux espèces des peuplements mixtes. Ces différences seraient influencées par la composition arbustive de la canopée, avec les conifères qui amortissent d’avantage les variations climatiques que les feuillus, rendant les communautés de bryophytes plus sensibles à la structure du peuplement lorsque celui-ci compte des conifères. Cependant, pour les espèces des peuplements dominés par les conifères, toutes étaient communes aux peuplements feuillus et mixtes, ce qui pourrait être lié à des épidémies antérieures de tordeuse des bourgeons de l'épinette.
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\nPar la suite, le suivi de la végétation vasculaire de sous-bois, à la fois en termes de changement de composition fonctionnelle (en utilisant les valeurs moyennes des traits de la communauté) et de variation de la valeur des traits (variabilité intra spécifique des traits) nous permet de comparer les effets des coupes effectuées dans l’Est, avec le projet SAFE, à celles effectuées dans l’Ouest du Canada, avec le projet EMEND. 20 ans après coupes, les communautés dans les peuplements de feuillus différait selon les projets SAFE et EMEND, mais pas selon le type de traitement, tandis que dans les peuplements mixtes, les communautés différaient à la fois selon les projets et les traitements. Cependant, nous n’avons pas observé de différences significatives en richesse taxonomique ou fonctionnelles entre les communautés des peuplements coupés et les communautés des peuplements évoluant naturellement. En revanche, à l'échelle des espèces, des différences dans la variation des traits morphologiques entre les différents traitements ont été observées. Chaque espèce a été caractérisée par une réponse fonctionnelle différente après les coupes, montrant la réaction individuelle spécifique de l'espèce à la variation environnementale. Ces résultats ont montré le potentiel de l’AFE pour maintenir la diversité des communautés fonctionnelles du sous-étage s'il est appliqué et contrôlé avec soin. Plus encore, ils soulignent l'importance relative d'examiner la variabilité intraspécifique des communautés végétales lorsque nous cherchons à explorer les effets de conditions environnementales contrastées résultant de perturbations locales telles que l'exploitation forestière. Cela a des implications pour le plan d'échantillonnage et la sélection des traits pour des études à petite et grande échelles.
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\nL’ensemble de nos résultats témoigne du potentiel de l’AFE pour réaliser une gestion durable des peuplements. Nous montrons que la combinaison de coupes partielles et de coupes totales pratiquées en proportions équivalentes sur les peuplements permet de maintenir une gamme de peuplements à structure et composition mixtes et que d’un point du vue fonctionnel, l'impact des coupes sur le sous-étage peut ne plus être observable 20 ans plus tard, qu’elles soient menées à l’Est ou à l’Ouest. Cependant, la préservation de peuplements naturels est essentielle pour conserver de nombreuses espèces qui sont sensibles à tout degré de récolte, comme certaines espèces de bryophytes. Les avantages des forêts ont de multiples facettes et ne doivent pas être limités à une division binaire entre la production de bois et tous les autres services écosystémiques. Les compromis et les interactions sont complexes, dépendent du contexte et sont susceptibles de changer en fonction des priorités sociétales et de l'évolution des conditions écologiques. Ainsi, malgré la confirmation du potentiel de l’AFE de maintenir un plus large éventail de services écosystémiques que les seules pratiques forestières intensives, nous ne pouvons pas conclure que nous parvenons à imiter toute la complexité des peuplements générés par les régimes de perturbation naturelle. Pour avoir une évaluation plus complète dans un contexte de gestion durable des forêts, il faudrait réaliser des études supplémentaires focalisées sur davantage d’aspects économique, de conservation et de services écosystémiques. Un des grands avantages des dispositifs expérimentaux SAFE et EMEND est l’existence de parcelles permanentes d’échantillonnage qui garantit le suivi des peuplements dans le temps et le développement des recherches futures. De plus, ils se trouvent dans des domaines bioclimatiques très importants pour la productivité et conservation forestière au Canada. Ainsi, les recherches déjà menées et celles de ce doctorat contribuent donc directement à l'industrie du bois.

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